가교와발포가분리되어진 제조midsole ( )최종보고서 2004.12. · 2011. 12. 20. ·...

가교와 발포가 분리되어진 제조가교와 발포가 분리되어진 제조가교와 발포가 분리되어진 제조가교와 발포가 분리되어진 제조midsolemidsolemidsolemidsole

기술 개발에 관한 연구기술 개발에 관한 연구기술 개발에 관한 연구기술 개발에 관한 연구

최종보고서최종보고서최종보고서최종보고서( )( )( )( )

2004. 12.2004. 12.2004. 12.2004. 12.

주관기관 주주관기관 주주관기관 주주관기관 주: ( )SW: ( )SW: ( )SW: ( )SW

참여기관 주참여기관 주참여기관 주참여기관 주: ( )SW: ( )SW: ( )SW: ( )SW

위탁기관 한국신발 피혁연구소위탁기관 한국신발 피혁연구소위탁기관 한국신발 피혁연구소위탁기관 한국신발 피혁연구소: ·: ·: ·: ·

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 가교와 발포가 분리되어진 제조에 관한 기술개발 개발기간“ midsole ”(

과제의 최종보고서로 제출합니다: 2003. 11.~2004. 10.) .

2004. 12. .

주관기관 주: ( ) SW 고덕기 인( )

참여기업 주: ( ) SW 고덕기 인( )

위탁기관 한국 신발 피혁 연구소: ㆍ 유종선 인( )

총괄책임자 고덕기:

연 구 원 김응조:

김호현" :

김진영" :

지역산업진흥사업 운영요령에 따라 보고서 내용을 관련기관에 널리 배포함에 동

의합니다.

지역산업진흥사업 보고서 초록지역산업진흥사업 보고서 초록지역산업진흥사업 보고서 초록지역산업진흥사업 보고서 초록

관리번호관리번호관리번호관리번호

과 제 명과 제 명과 제 명과 제 명 가교와 발포가 분리되어진 제조 기술 개발midsole

키 워 드키 워 드키 워 드키 워 드 중창 발포체 가교 발포 탄성/ / / /

개발목표 및 내용개발목표 및 내용개발목표 및 내용개발목표 및 내용

최종목표최종목표최종목표최종목표1.1.1.1.

고성능 용 재료 설계 및 가교와 발포가 분리되어진 선가교 후발포 시스템에 의midsole

한 제조 기술 개발midsole

기능성 용 발포체 재료 설계- midsole

제조기술 개발- Muti-functional midsole

개발내용 및 결과개발내용 및 결과개발내용 및 결과개발내용 및 결과2.2.2.2.

기초 자료 조사-

특성연구- Base polymer

블렌드 시스템에 관한 연구-

첨가제 연구-

성형기술에 관한 연구-

특성 평가-

배합의 최적화-

기대효과 기술적 및 경제적 효과기대효과 기술적 및 경제적 효과기대효과 기술적 및 경제적 효과기대효과 기술적 및 경제적 효과3. ( )3. ( )3. ( )3. ( )

다기능성 의 제조 가능- (multi-functional) midsole 5

신발중창에 다양한 의 도입할 수 있어 신발용 중창에 의한 신발의 패션화 가능- color

적용분야적용분야적용분야적용분야4.4.4.4.

신발용 중창 소재-

신발용 부품 소재-

산업용 메트리스 소재-

목 차목 차목 차목 차- -- -- -- -

제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론1111

제 장 이론적 배경제 장 이론적 배경제 장 이론적 배경제 장 이론적 배경2222

제 절 발포이론제 절 발포이론제 절 발포이론제 절 발포이론1111

개요개요개요개요1.1.1.1.

발포체 생성발포체 생성발포체 생성발포체 생성2.2.2.2.

고분자 발포체의 제조방법고분자 발포체의 제조방법고분자 발포체의 제조방법고분자 발포체의 제조방법3.3.3.3.

발포체 물성의 결정 인자발포체 물성의 결정 인자발포체 물성의 결정 인자발포체 물성의 결정 인자4.4.4.4.

제 절 의 가교발포제 절 의 가교발포제 절 의 가교발포제 절 의 가교발포2 EVA2 EVA2 EVA2 EVA

가교의 목적가교의 목적가교의 목적가교의 목적1.1.1.1.

가교 메카니즘가교 메카니즘가교 메카니즘가교 메카니즘2. EVA2. EVA2. EVA2. EVA

가교 특성가교 특성가교 특성가교 특성3.3.3.3.

가교발포 방법가교발포 방법가교발포 방법가교발포 방법4.4.4.4.

제 장 실 험제 장 실 험제 장 실 험제 장 실 험3333

제 절 재 료제 절 재 료제 절 재 료제 절 재 료1111

1. Polymer1. Polymer1. Polymer1. Polymer

2. Blowing Agent2. Blowing Agent2. Blowing Agent2. Blowing Agent

3. Crosslinkig Agent3. Crosslinkig Agent3. Crosslinkig Agent3. Crosslinkig Agent

4. Crosslinking aid agent4. Crosslinking aid agent4. Crosslinking aid agent4. Crosslinking aid agent

5. Additives5. Additives5. Additives5. Additives

제 절 기 기제 절 기 기제 절 기 기제 절 기 기2222

가공장비가공장비가공장비가공장비1.1.1.1.

시험기기시험기기시험기기시험기기2.2.2.2.

제 절 금 형제 절 금 형제 절 금 형제 절 금 형3333

제 절 발포체의 제조제 절 발포체의 제조제 절 발포체의 제조제 절 발포체의 제조4444

제 절 특성 평가 방법제 절 특성 평가 방법제 절 특성 평가 방법제 절 특성 평가 방법5555

제 장 결과 및 고찰제 장 결과 및 고찰제 장 결과 및 고찰제 장 결과 및 고찰4444

제 절 의 특성 연구제 절 의 특성 연구제 절 의 특성 연구제 절 의 특성 연구1 Basepolymer1 Basepolymer1 Basepolymer1 Basepolymer

1. EVA1. EVA1. EVA1. EVA

2. Low density polyethylene(LDPE)2. Low density polyethylene(LDPE)2. Low density polyethylene(LDPE)2. Low density polyethylene(LDPE)

3. Tafmer & Engage3. Tafmer & Engage3. Tafmer & Engage3. Tafmer & Engage

제 절 블렌드 연구제 절 블렌드 연구제 절 블렌드 연구제 절 블렌드 연구2 Rubber2 Rubber2 Rubber2 Rubber

1. Butadiene rubber(BR)1. Butadiene rubber(BR)1. Butadiene rubber(BR)1. Butadiene rubber(BR)

2. Isobutylene isoprene rubber(lIR)2. Isobutylene isoprene rubber(lIR)2. Isobutylene isoprene rubber(lIR)2. Isobutylene isoprene rubber(lIR)

제 절 기능성 부여가 가능한 연구제 절 기능성 부여가 가능한 연구제 절 기능성 부여가 가능한 연구제 절 기능성 부여가 가능한 연구3 polymer3 polymer3 polymer3 polymer

1. L6011. L6011. L6011. L601

2. SIS2. SIS2. SIS2. SIS

제 절 블렌드 시스템 연구제 절 블렌드 시스템 연구제 절 블렌드 시스템 연구제 절 블렌드 시스템 연구4444

블렌드블렌드블렌드블렌드1. L601 / EVA1. L601 / EVA1. L601 / EVA1. L601 / EVA

블렌드블렌드블렌드블렌드2. L601 / TAFMER (Ethylene-butene copolymer)2. L601 / TAFMER (Ethylene-butene copolymer)2. L601 / TAFMER (Ethylene-butene copolymer)2. L601 / TAFMER (Ethylene-butene copolymer)

제 절 첨가제 연구제 절 첨가제 연구제 절 첨가제 연구제 절 첨가제 연구5555

1. Process oil1. Process oil1. Process oil1. Process oil

점착부여제점착부여제점착부여제점착부여제2. (Tackifier)2. (Tackifier)2. (Tackifier)2. (Tackifier)

충진제충진제충진제충진제3.3.3.3.

제 절 제조공정에 관한 연구제 절 제조공정에 관한 연구제 절 제조공정에 관한 연구제 절 제조공정에 관한 연구6666

선가교 후발포 공정선가교 후발포 공정선가교 후발포 공정선가교 후발포 공정1.1.1.1.

발포체 제조공정발포체 제조공정발포체 제조공정발포체 제조공정2. Two color2. Two color2. Two color2. Two color

제 장 최적배합제 장 최적배합제 장 최적배합제 장 최적배합5555

제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론6666

- 1 -

제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론제 장 서 론1111

과거 우리나라의 경우 값싸고 우수한 노동력을 바탕으로 한 노동집약적인 산업인

신발산업 등이 국가 경제의 근간을 이루었으나 경제 발전에 따른 인건비의 상승,

산업구조의 변화 등에 기인하여 이러한 산업들은 쇠퇴의 기로에 접어들었다 하지.

만 현재 산업 서비스업 등의 차 산업의 발전과 더불어 산업의 균형적인 발전IT , 3

을 위해서 신발산업을 비롯한 제조업의 부흥 역시 반드시 필요하다 신발산업의 경.

우 현재의 고임금체계에서 신발 제품의 가격 경쟁력을 확보하기 위해서는 생산성

향상이나 공정 단축 등을 통한 원가 절감과 함께 기존의 신발과는 차별화되어 고부

가가치화가 가능한 신발용 발포체 소재를 개발하는 것이 바람직하다고 판단되고 현

재 많은 신발업계에서 이러한 노력들을 하고 있다 예를 들어 기존의 노동력 의존.

성이 높은 압축성형방법에서 많은 부분에서 자동화가 가능한 사출성형방법으로의

전환을 통해 생산선 향상이나 공정단축을 이루어 내고 있고 또한 고부가가치화를

위하여 다양한 기능성 및 패션성을 신발용 창에 도입하고자 하고 있다 그러나 상.

기에서 언급되어진 시도들의 경우 현재 여러 가지 문제점을 내포하고 있는데 기존

성형방법에서 사출성형방법으로의 전환을 위해서는 많은 시설투자비가 필요하기 때

문에 몇몇 규모가 큰 신발업체에서만 이루어지고 있고 수많은 중소 신발업체의 경

우 거의 도입되지 못하고 있는 실정이다 따라서 전체적인 신발산업의 발전을 위해.

서는 고부가가치의 신발용 소재의 개발의 필요성이 더욱 부각되어 많은 신발업체들

이 소재개발에 대한 가 지속적으로 이루어지고 있고 그에 따라 신발창의 패션R&D

화 및 기능성화가 부분적으로 이루어지고 있다 그러나 기능성 혹은 패션성이 강조.

되어진 소재에 대한 연구는 진행되고 있는 반면에 이러한 소재들을 이용한 신발중

창의 제조방법에 대한 연구는 전무후무한 실정으로 현재의 기술수준으로는 신발중

창으로의 적극적인 활용이 제한되어 있어서

- 2 -

투자에 대한 효과가 극히 미미한 현실이다 따라서 신발중창용 기능성 소재와R&D .

패션성 소재에 대한 연구와 더불어 이러한 소재를 사용한 신발중창용 제조방법이

확립이 되어져서 패션성 및 기능성이 복합적으로 이루어질 경우(multi-functional)

신발 중창 시장을 주도할 수 있는 제품가능성이 있다고 판단된다.

- 3 -

제 장 이론적 배경제 장 이론적 배경제 장 이론적 배경제 장 이론적 배경2222

제 절 발포이론제 절 발포이론제 절 발포이론제 절 발포이론1 :1 :1 :1 :

개요개요개요개요1.1.1.1.

고분자 발포체란 기포가 고체 상태의 고분자내에 공존하고 있는 이중상태의 물체를

말한다 발포체 는 셀룰로. (Cellular plastic = Plastic foams = Expanded plastics)

오스 고분자 발포체인 나무를 사용하기 시작한 원시시대부터 인간에게(cellulose)

중요한 역할을 하였다.

란 말의 어원은 라틴어로 매우 작은 기포 란 뜻이며 실제로 나무속에는“Cellular” “ ”

수많은 기포가 있다 발포체인 나무는 무게에 비해 강도가 좋으며 코르크는 좋은.

단열성과 탄력성을 가지고 있는데 이와 같은 사실들은 오늘날 사용되고 있는 여러

가지 합성 고분자 발포체의 개발동기가 되었으며 개발에 필요한 지식을 제공했다.

최초의 합성 고분자 발포체는 석탄산 수지 성형과정에서 원하지 않은 발포체가 된

것을 발견한 것이며 공업화된 최초의 고분자 발포체가 년에 만들어진 고무 스, 1914

폰지 이다(rubber sponge) .

오늘날 많이 사용되고 있는 합성 고분자 발포체들의 개발에 대한 역사를 요약하면

과 같다 대부분의 고분자물이 발포체로 만들어 질 수 있으나 상업적으로Table 1 .

개발된 것은 소수에 불과하고 사용되는 양은 polyurethane, polystylene, poly(vinyl

와 계 등이 가장 많다 그러나 지난 수년에 걸쳐chloride) polyolefin . high density

개질 와 등 하중을 견딜 수polyethylene, polyphenyleneoxide, polycarbonate ABS

있는 구조물들을 사용하여 제조된 발포체의 사용이 증가하고 있다.

- 4 -

Table 2. History on the development of cellular polymers

Year Cellular polymer

1914

1920

1929

1934

1940

1942

1942

1944

1944

1944

1949

1950

1952

1952

1952

1958

Cellular

Cellular ebonite

Latex foam rubber

Phenol formaldehyde resin

Urea formaldehyde resin

Poly(vinyl chloride, rigid and flexible)

Polyurethane (rigid)

Cellulose acetate

Polystyrene, expanded

Polyethylene

Epoxy resin

Cellular acryionitrile-butadiene-styrene copolymer

Silicones

Polystyrene, expandable

Polyurethane, flexible

Polyethylene, low-density

- 5 -

고분자 발포체는 물질 속에 수많은 기포가 분산되어 있으며 기포의 형태에 따라 열

린 기포 와 닫힌 기포 로 구별된다(open cell) (closed cell) .

의 에서 보는 바와 같이 열린 기포에서는 작용된 힘에 의해 기체가 고분자Fig. 1 (a)

매트릭스를 통해 흐르나 닫힌 기포 는 기포벽을 통해 흐르며 실제로 발포체에는, (b)

완전한 열린 기포체 또는 닫힌 기포체는 존재하지 않으며 이들 두상태가 공존한다.

또한 고분자 발포체는 고분자의 물성에 따라 경질 발포체 반경질 발포(rigid foam),

체 와 연질 발포체 로 구별되는데 과(semi-rigid foam) (flexible foam) Skochdopole

는 고분자 매트릭스가 결정 상태로 존재하거나 무정형인 경우 유리전이Rubens , ,

온도보다 낮은 상태로 존재할 때를 경질 발포체로 결정 용융온도나 유리전이 온도,

보다 높은 상태로 존재할 때를 연질 발포체로 정의하였다 이러한 분류에 의하면.

대부분의 발포체는polyolefin, Polystylene, phenolic, polycarbonate, polyurethane

경질 발포체로 고무발포체, , elastomeric polyurethane, plasticiaed poly(vinyl

는 연질 발포체로 볼 수 있으며 정의에 따르면 경질 발포체는 딱딱chloride) , ASTM

하고 탄성율 이 에서(modulus of elastic ; E) 23 7000 kg/cm℃2이상 반경질 발포,

체는 탄성율이 연질 발포체는, 700~7000 kg/cm2연질 발포체는 탄성율이,

700kg/cm2이하를 말한다.

고분자 발포체의 용도로는 고분자 물질 속에 기포가 분산되어 있기 때문에 기체의

유동이 없어 열전도도가 낮으므로 주로 단열재로 쓰이나 이외에도 방음제 건축의,

구조물 장식물 등의 용도가 있으며 신발의 경우에는 격렬한 운동이나 보행시 하중, ,

에 의해서 생기는 충격을 흡수하는 용도로 사용되고 있다.

- 6 -

(a)(a)(a)(a) (b)(b)(b)(b)

(c)(c)(c)(c) (d)(d)(d)(d)

(e)(e)(e)(e) (f)(f)(f)(f)

Fig. 1. Classification of cellular foams

(a) Low-density open-cell foam

(b) High-density closed-cell foam

(c) Single-component structural foam with cellular core and integral solid skin

(d) Multicomponent structural foam

(e) Fiber-reinforced closed-cell foam

(f) Syntactic foam

- 7 -

발포체 생성발포체 생성발포체 생성발포체 생성2.2.2.2.

고분자 발포체는 유동상태에서 수많은 기포를 분산시킨 후 여러 가지 방법으로 이

상태를 안정화 및 고체화시켜 제조한다 기포를 분산시키는 방법으로는 액상의 고.

분자 물질을 기계적으로 저어줌으로서 공기를 액체 속에 분산시키는 방법, freon,

과 같은 비점이 낮은 발포제 를 액체 속에 분산시켜 비점pentane (blowing agent)

이상으로 가열하는 방법 가압하에서 화합물과 같은 발포제를 가열하면서 분해, azo

시켜 기체를 발생시킨 후 압력을 제거하여 발포시키는 방법 알루미늄 같은 금속분,

말을 분산시킨 후 산 또는 알카리를 가하여 기체를 발생시키는 방법 등이 있다.

기포가 분산된 상태를 안정화시키는 방법은 열가소성 수지를 가열하여 녹인 다음

발포시키고 냉각하여 안정화시키는 방법 열경화성 수지를 경화되기 전에 발포시켜,

서 경화시키는 방법 를 시킨 다음 상변화에 의해 안정화시키는 방법, latex foaming ,

고분자 물질속에 포함된 이물질을 제거함으로서 기포를 만드는 방법 등이 있으며

일반적으로 발포공정은 와 같이 세 가지 단계로 분류된다Fig. 2 .

발포개시단계(initiation)①

매트릭스를 이루는 고체상 내에 조그만 기포를 생성하는 기핵 단계-

기포성장(growth)②

생성된 기포의 확산에 의해 어느 정도의 크기로 성장하는 단계-

안정화 성장된 기포의 안정화 단계(stabilization) -③

기포의 기핵기구에 대해서는 과 의 이론이 대부분의Hansen Martin hot spot foam

공정에 인정되고 있다.

- 8 -

Fig. 2. Step in preparation of cellular polymer.

가 기포의 생성가 기포의 생성가 기포의 생성가 기포의 생성....

발포조성물 속에 있는 발포제는 가열하거나 화학적 반응(expandable formulations)

을 시키면 기체를 발생하며 이 기체들이 모여서 기포를 생성하게 된다, . Saunders

가 제안한 과정을 에 나타내었다 그림에서 보는 바와 같이 용액 속에서 기Fig. 3 .

체가 발생하면 기체 농도가 증가하여 포화농도를 넘게 된다 영역 의 과포화 상. Ⅰ

태 에서는 기포의 생성이 시작되며 영역 에서는 기포 생성(supersaturation) , Ⅱ

으로 용액 속의 기체농도가 급격히 감소하여 기포 생성 속도가 줄(self-nucleation)

어든다.

- 9 -

영역 에서는 용액 속의 기체는 생성된 기포 속으로 확산 되어 용액 속의(diffusion)Ⅲ

기체농도가 줄어들며 포화농도에 도달하면 확산이 끝난다 이때 기체의 확산은 작.

은 기포에서 큰 기포로 일어나며 이 속도는 액상의 온도나 점도 등에 의해 결정된

다.

Crn : nucleation rate

CLS : critical limiting supersaturation

RNS : rapid self-nucleation partial relief of supersaturation

GBD : growth by diffusion

S : saturation

Fig. 3. Relation between changes in concentration in solution and nucleation

and growth of foam cells.

- 10 -

기포생성지역 영역 의 시작은 기포조성물에 크림과 같은 모양이 생성될 때이다( ) .Ⅱ

그래서 크림상이 될 때까지의 시간 영역 의 기간 을 크림 시간 이( ) “ (cream time)”Ⅱ

라고 불리며 발포 조성물에 따라 다르지만 대체로 초 정도이다 기포생성0.001~30 .

기간 영역 은 명확하게 확립되어 있지는 않지만 기포가 처음 생성하기 시작할( )Ⅱ

때부터 부피가 최고로 될 때까지의 기간보다는 약간 짧다고 본다 이 기간은 대략.

초 정도이며 발포 기간 동안 기체는 계속 생성된다 열가소성 수지를 발포20~120 .

시킬 때처럼 고온 고압에서 대기압으로 급격히 환원시킴으로서 거포생성기간을 훨

씬 짧게 할 수 있다.

기포 생성은 발포제와 발포조제에 의해 결정될 뿐만 아니라 혼합물 중에 포함된 고

온에서 반응 가능한 모든 요소와 관련이 있다 기체 생성에 영향을 주는 인자는 기.

포 생성 촉진제 기체농도 반응속도 계면활성제등이 있다 대부(nucleating agent), , , .

분의 발포제에는 기포생성 촉진제가 존재한다 기포생성촉진제는 실리카나 실리콘.

오일등과 같이 미세하게 분산된 입자면 가능하다 이 기포 생성 촉진제를 가하면.

기포 생성 촉진제가 없을 때 보다 낮은 온도에서 기포의 생성을 가능하게 하므로

더 많은 미세한 기포들이 생성되게 된다 발포 조성물 속에 녹아있는 기체도 발포.

영향을 준다 용해된 기체가 많다면 발포제에 의한 기체발생이 되기 전에 포화상태.

에 가까워지므로 기포생성이 빨라지며 미세한 기포가 생성된다 반응속도를 조절하.

는 촉매의 농도도 발포에 영향을 준다 촉매의 농도가 증가하면 반응이 빨라져 발.

열 중합반응계의 온도를 높여주고 발포제에 의한 기체 발생을 촉진시킨다 표면장.

력과 점도가 낮은 중합시기에 기체 농도를 높여 주므로 기포 생성을 빠르게 하며

미세 기포가 생성된다 또한 계면활성제에 의한 표면장력의 감소는 기포 생성에 필.

요한 기체 농도를 낮추어 많은 미세한 기포가 생성되게 된다.

- 11 -

나 기포의 성장과 안정화나 기포의 성장과 안정화나 기포의 성장과 안정화나 기포의 성장과 안정화....

기포의 성장은 기포 내외부의 압력차에 의해 결정된다 이 압력차는 식 과 같다. (1) .

여기서 는 기포 내외부의 압력차이며P△ γ는 표면장력 은 기포의 반경이다 이, r .

식 에서 반경이 작은 기포의 내부압이 큰 기포의 내부압 보다 크다 에서(1) . Fig. 4

와 같이 반경이 r1, r2인 두 기포의 내부압 차이 P△2

1는 다음 식 와 같다(2) .

따라서 기체의 확산은 작은 기포에서 큰 기포로 간다 이에 따라 작은 기포는 없어.

지려는 경향이 있고 큰 기포는 더욱 커지며 시간이 지남에 따라 기포의 크기는 증

가하고 기포 수는 줄어든다.

식 에서 표면장력이 낮으면 기포의 크기에 따른 압력차이가 줄어들게 되고 확산(2)

에 의한 기포의 소멸이 적어지며 평균기포 크기가 작아진다 발포 조성물 속에 표.

면장력을 떨어뜨리는 계면활성제를 첨가하는 것은 이와 같은 원리를 이용한 것이

다.

Fig. 4. Relations governing cell growth and collapse.

- 12 -

기포의 생성 성장에 의한 자유에너지 증가 는 다음 식 과 같다F (3) .△

여기에 는 기체의 표면적이다 식 에서 자유에너지는 표면적에 비례하여 증가A . (3)

하므로 표면적을 될 수 있는 한 적게 하려는 경향이 있다 즉 작은 기포를 많이 생. ,

성하는 것 보다 큰 기포로 합쳐져 결국은 소멸되게 된다 따라서 발포상태를 안정.

화시키기 않으면 기포들이 합쳐져 결국은 소멸된다 따라서 발포상태를 안정화시키.

기 위해서 용융수지를 가교시켜 열경화성 수지로 전환시키거나 유리전이온도(Tg)

또는 결정용융온도 이하로 냉각시켜 안정화 시킨다(Tm) .

이와 같은 원리들을 응용하면 실제 고분자 발포제 제조에 영향을 미치는 다음과 같

은 효과들을 설명할 수 있다.

계면활성제 등의 첨가로 인한 표면 장력의 감소는 미세한 기포의 생성을 도우며①

확산에 의해 큰 기포가 생성되는 것을 억제시킨다.

점도의 급격한 증가는 기포막이 얇아지는 것을 방지하며 생성된 기포를 안정화⑦

시킨다.

밀도가 낮은 발포체 제조 시 너무 미세한 기포를 만들려고 하면 기포막이 깨지③

기 쉽다.

혼합의 불균일이나 이물질에 의한 부분적인 표면장력의 감소는 기포를 손상시킨④

다.

열가소성 수지를 발포시킬 때처럼 고점도에서 발포시킬 경우에는 안정화되는 속③

도가 빠르므로 계면활성제를 사용할 필요가 없다.

- 13 -

고분자 발포체의 제조방법고분자 발포체의 제조방법고분자 발포체의 제조방법고분자 발포체의 제조방법3.3.3.3.

가 물리적 안정화 방법에 의한 발포체의 제조가 물리적 안정화 방법에 의한 발포체의 제조가 물리적 안정화 방법에 의한 발포체의 제조가 물리적 안정화 방법에 의한 발포체의 제조....

이 방법은 가열 냉각 가압 등을 사용하여 발포체를 제조하며, , polystyrene,

과 같은 열가소성 수지 발포체 제조에 사용된다 이poly(vinyl chloride), polyolefin .

방법을 사용하여 발포체를 제조하는 대표적인 고분자인 발포체의 제조polystyene

방법을 예로 들면 발포체를 분산시킨 를 연화점 이상으로 가열, polystyrene beads

하여 발포시키는 방법과 발포제를 함유한 용융물을 압출성형polystyrene

에 의해 제조하는 방법이 있다(extrusion molding) .

를 제조하는 방법은 발포제 존재하에서 고분자 입자를 가열하여polystyrene beads

발포제가 입자 속으로 침투하도록 하거나 단량체를 발포제 존재 하에서 중styrene

합시켜 중합 속에 발포제가 침투하게 하는 방법이 있다beads .

일반적인 발포제로는 이나 이들의 혼합물도 시용 된pentane, hexane, halocarbon

다 이들 발포 가능한 입자를 최종 발포체로 만드는 데는 일반적으로 두 과정으로.

수행된다 첫째 과정은 입자를 증기나 온수 높은 온도의 공기로 연화점 이상으로. ,

가열하여 팽창시켜 원 물질의 저밀도 복제품을 만드는데 이것을 전발포,

라고 한다 전 발포가 완전히 끝나면 성형기에 넣고 채운 후 증(prefoamed) beads .

기를 연화점 이상으로 가열한다 이때 두 번째 팽창이 일어나 사이의 공간. beads

을 완전히 채우고 들이 합쳐져서 완성된 성형품이 된다 발포구조의 안정화beads .

는 성형기 속에서 성형물을 냉각함으로서 이루어지며 발포체의 밀도는 전발포 입자

의 비중에 따라 조절된다 압출성형은 발포제를 분산시킨 고분자 물질을 가압된 응.

출기 속에서 용융시킨다 이 용액을 작은관 을 통하여 성형기로 압출시킨다. (orifice) .

이 고분자는 즉시 발포되고 냉각되어 안정화되며 적당히 팽창했을 때 치수안정성을

유지할만한 강도를 갖는다 이.

- 14 -

경우의 안정화는 고분자 물질을 연화점 이하로 냉각시킴으로서 이루어진다.

이와 같은 냉각은 발포체의 기화와 팽창에 의한 흡열과 외부로의 열손실에 의해 얻

어진다 이 공정에 의해 정도의 비중을 갖는 발포체를 제조할 수 있. 0.01~0.06g/cc

다.

그 외의 방법으로 사출성형 에 의해 발포체를 제조(injection molding) polystyrene

할 수 있으며 원리는 압출성형과 같으나 치수 안정성이나 정교한 형태의 발포체,

제조에는 어느 정도 한계가 있다.

나 화학적 안정화 방법에 의한 발포체의 제조나 화학적 안정화 방법에 의한 발포체의 제조나 화학적 안정화 방법에 의한 발포체의 제조나 화학적 안정화 방법에 의한 발포체의 제조....

이 방법은 발포시 중합반응을 진행시켜서 고분자 물질을 만듦으로서 안정화시키는

방법으로 물리적 안정화 방법보다 발포체 제조에 더 많이 사용되고 있으며 열가소

성 수지보다 경화반응 속도가 더 빠른 축중합에 더욱 적당하다.

이 방법에 의해 발포체를 제조할 수 있는 고분자는 polyurethane, epoxy resin,

등의 열경화성 수지와 가황에 의해 안정phenolic resin, silicone resin, urea resin

화시키는 와 등이 있으며 발포체 제조방법의 경우 발포rubber ebonite polyurethane

조성물은 다관능기를 가지고 있는 와 반응속도와 반응isocyanate ( ) polyol ( ),Ⅰ Ⅱ

형태를 조절하는 첨가제로 구성되며 와 이 반응할 때 여, isocyanate ( ) polyol ( )Ⅰ Ⅱ

러 가지 부반응이 일어나지만 주반응은 반응식 와 같은 의 생성이다(4) urethane .

와 물이 반응할 때 생성되는Isocyanate CO2는 경질이나 연질 발포체polyurethane

제조시 발포제로 작용하고 특히 연질 발포제 제조에서 중요하며 경질 발포체 제조

시에는 과 휘발성 액체를 사용한다halocarbon .

- 15 -

발포체 생산의 일반적인 방법은 발포조성물을 균일하게 혼합하고 반응조Urethane

건을 조절하여 생긴 반응열에 의해 발포체를 기화시켜 발포조성물을 부풀게 하고

가교반응에 의해 팽창된 상태를 안정화시킨다 이 때 팽창에 의해 원하는 비중에.

도달하는 시간과 안정화되는 시간을 일치시키는 것이 매우 중요하다.

최종 발포체의 물리적 성질은 반응식 에서의 과 의 구조와 최종 고분자의 가(4) R R'

교도에 따라 결정된다.

- 16 -

발포체 물성의 결정 인자발포체 물성의 결정 인자발포체 물성의 결정 인자발포체 물성의 결정 인자4.4.4.4.

가 비중가 비중가 비중가 비중....

발포체에서 비중은 가장 중요한 인자중의 하나이며 이것의 중요성은 고분자 발포체

가 처음 만들어졌을 때부터 인식되었다 일반적으로 비중은 고분자 발포체의 압축.

강도 인장강도를 포함한 모든 역학적 성질에 반비례하기 때문에 물성을 고려하지,

않는 저비중화는 최종 제품에 전혀 무의미한 결과를 초래한다 따라서 본 연구에서.

도 신발 이 가져야 하는 제반 역학적 성질을 고려하여 비중 설계를 하였다insole .

나 기포의 구조나 기포의 구조나 기포의 구조나 기포의 구조....

발포체 중의 기포크기 모양 각 기포의 배치 등은 발포체의 물성을 좌우하는 중요, ,

한 인자이다.

기포의 크기기포의 크기기포의 크기기포의 크기(1)(1)(1)(1)

기포의 크기는 수직좌표의 축중 어느 한 방향 또는 그 이상의 직경을 측정X, y, z

하는 방법과 평균기포의 부피에 의해 측정하는 방법이 있으며 이것은 발포체의 기

계적 열적 성질을 좌우한다 대부분의 경우 기포크기가 작고 기포수가 많을수록 탄, .

성 전기 및 열전도도 강도적 물성이 좋아진다, , .

기포의 모양기포의 모양기포의 모양기포의 모양(2)(2)(2)(2)

기포의 모양은 최종제품의 비중과 발포체 제조시 팽창해서 안정화 되지 않았을 때

발포구조에 가해진 외부의 힘에 의해 결정된다.

외부의 힘이 없이 발포체를 제조할 때 기포의 부피가 전체 부피의 이하가70~80%

되면 기포는 원형이나 타원형이 되려고 한다.

기포의 부피가 이보다 클 때 십이면체를 포개놓은 형태에 가까워지며 실

- 17 -

제 발포체에서 위의 주장이 입증되고 있으나 어떤 특정한 형태로 넓은 범위의 변형

도 일어난다 따라서 이와 같은 모양과 크기의 광범위한 분포 때문에 물성과 기포.

구조와의 정량적인 관계를 기술하기 힘들게 된다.

열린 기포의 비율열린 기포의 비율열린 기포의 비율열린 기포의 비율(3)(3)(3)(3)

열린기포는 많은 수의 기포가 서로 연결되어 있고 기체의 유동이 자유로우므로 기

체가 한 기포에서 다른 기포로 얼마나 빨리 지나갈 수 있는지에 의하여 열린 기포

의 비율이 결정된다 그러나 기체나 액체의 종류에 따라 열린 기포의 벽을 통과하.

는 속도가 다르므로 한번의 측정으로 열린 기포의 함량을 결정하기는 힘들다 또한.

열린 기포의 함량이 많으면 수분이나 증기의 투과도가 증가하여 여과나 흡수 방음,

등의 용도에 사용하기 좋다 반대로 닫힌 기포의 함량이 많으면 수분이나 증기의 투

과도가 낮고 강도 및 단열성이 증가하므로 단열재 부표 등에 이용될 수 있으며 특,

히 사계절의 기후변화와 눈이나 비중에서도 견딜 수 있는 신발재료에 사용될 수 있

다.

다 고분자의 조성다 고분자의 조성다 고분자의 조성다 고분자의 조성....

고분자 발포체의 물리 화학적 성질은 모체 고분자의 성질 및 발포체 구조에 의해,

결정되기 때문에 어떤 특정 제품을 설계할 때에는 고분자 화합물의 구조적 특성과

작용기 차 화학 반응시의 구조 등이 중요한 요소가 된다, 2 .

라 고분자의 형태라 고분자의 형태라 고분자의 형태라 고분자의 형태....

고분자상의 배향성 결정성 등의 형태는 발포체 제조시 팽창과 안정화시에 가해진

압력에 의해서 결정되므로 기포의 모양과 근본적으로 연관되어 있어 발포체 제조에

중요한 요소가 된다.

- 18 -

제 절 의 가교발포제 절 의 가교발포제 절 의 가교발포제 절 의 가교발포2 : EVA2 : EVA2 : EVA2 : EVA

가교의 목적가교의 목적가교의 목적가교의 목적1.1.1.1.

는 결정성 이므로 용융온도 부근에서 급격한 점탄성 변화를 가져오기EVA polymer

때문에 그대로는 고배율의 발포체를 얻는 것이 곤란하다 따라서 에서와 같. Fig. 5

이 유기과산화물이나 황으로 가교하면 의 점탄성 영역의 온도 범위가 확대poIymer

되어 고배율의 발포체를 얻을 수 있다.

이 경우 가교제의 첨가는 가교밀도를 높이는 것이 목적이 아니라 발포에 적합한 점

탄성을 주기 위한 것이며 이러한 이유로 의 가교발포를 위해서는 먼저 가교제, EVA

의 분해에 의해 가교를 진행시키고 적당한 점탄성을 얻은 후 발포제가 분해해서,

기포를 형성하게 하는 것이다 발포 배율은 기본적으로는 발포제의 첨가량에 의해.

결정되지만 의 점탄성이 기포의 형성에 크게 관여하기 때문에 가교제의 첨가EVA ,

량 또한 중요한 인자가 된다 이외에 가교에 의해 최종 제품의 물성에 영향을 주어.

내열성 강도 등을 향상시킬 수 있으므로 발포체가 신발용으로 사용 가능하게, EVA

된다.

- 19 -

Tm : Crystalline melting temperature

Tb : Decomposition temperature of blowing agent

Fig. 5. Effect of crosslinking on melt behavior of EVA

의 가교는 주로 기계적 물성과 유기용매에 대한 저항성을 개선시키는 것을 목EVA

적으로 하고 있지만 발포 공정에서는 발포에 적당한 점탄성 부여를 위해서 이루어

진다 와 같은 반결정성 수지는 용융 온도 이상에서 점탄성이 급격히 저하되어. EVA

가공 적정영역의 온도 범위가 매우 좁기 때문에 안정된 기포 를 형성되지 않고(cell)

고밀도의 발포체 밖에 얻을 수 없다.

이런 문제를 해결하기 위해 수지에 적합한 점탄성을 갖게 할 필요가 있다 그러나.

에서와 같이 수지를 유기과산화물이나 황으로 가교하면 점탄성 거동을 변화Fig. 5

시킬 수 있어 저밀도의 발포체 제조에 적당한 점탄성을 갖는 온도범위를 넓힐 수

있어 안정된 기포를 형성하고 고배율의 발포체를 얻을 수 있다.

- 20 -

이 경우 가교제는 발포에 적합한 점탄성을 주기위한 것이며 이러한 이유로 반결정,

성 고분자의 가교 발포를 위해서는 먼저 가교제의 분해에 의해 가교를 진행시키고

적당한 점탄성을 얻은 후 발포제가 분해해서 기포를 형성하는 것이다.

가교된 의 용융점도가 최적 용융점도이하로 낮으면 발포제의 분해가스에 의한EVA

압력을 지탱하지 못해 기포 구조가 개방형 기포 의 형태로 변화하게 된(open cell)

다 이에 따라 발포 가스를 외부로 방출하게 되므로 발포배율이 작아지게 된다. .

에 가교도에 따른 기포의 구조를 나타내었다Fig. 6 .

가교 반응성은 가교제의 양 온도 가교 시간 및 분자 구조에 영향을 받으며 고분, , ,

자 구조 내에 가교제와 반응하는 작용기가 많을수록 가교 반응성이 크다.

Fig. 6. Effect of crosslinking rate on cell structure.

- 21 -

가교 메카니즘가교 메카니즘가교 메카니즘가교 메카니즘2. EVA2. EVA2. EVA2. EVA

가교 메카니즘과 가교 밀도는 개의 단량체 단량체의 연속적인 분포도2 (monomer), ,

가교온도 가교제의 양과 종류에 의존한다 가교 밀도는 또한 가교제와 반응할 수, .

있는 관능기의 수에도 의존한다 의 관능기는 폴리에틸렌 분절 펜던. EVA (segment),

트 이중 결합 아세테이트기의(pendant double bond), -CH3와 주사슬인 -CH2와

기가 있다-CH .

가교 방법은 크게 유기과산화물에 의한 화학적 가교 가속전자빔을 사용한 전자선,

가교 실란 화합물을 이용한 수가교법이 있으며 같은 반결정성 고분자, (silane) EVA

는 일반적으로 화학적 가교에 의한 가교가 이루어지고 있다.

유기과산화물은 일반적으로 과산화수소의 유도체로 과산화수소의 수소 개 또는1 2

개가 다른 유기 로 치환된 화합물로서 분자 내에서 결합에너지가radical 20~40

정도로 낮고 불안정한 결합을 갖고 있어 열이나 빛에 의해 쉽게kcal/mol -O-O-

분해하거나 환원성 물질과 반응하여 라디칼을 생성하고 이 라디칼이 수지내의 수소

원자를 빼내고 라디칼을 형성한다 라디칼을 가진 수지들은 구조로 재결합. -C-C-

해 분자간 네트워크를 이루어 거대 분자를 형성한다.

의 가교 메카니즘은 과 같다 는 양론적으로Dicumyl peroxide(DCP) Scheme 1 . EVA

분석하면 과산화물 몰당 가교 결합 몰이 형성되는 정량적인 가교 결합체를 이룬1 1

다 에 가교된 의 구조를 나타내었다 의 가교반응에서 아세테. Fig. 7 EVA . EVA DCP

이트의 -CH3는 주 사슬의 -CH2와 에 비해 가교 밀도가 가장 높은 것으로 나-CH

타나있다.

- 22 -

Scheme 1. Decomposition mechanism of DCP and crosslinking mechanism.

Fig. 7. The network structure of crosslinking EVA.

- 23 -

가교 특성가교 특성가교 특성가교 특성3.3.3.3.

수지의 가교 반응성은 분자구조의 영향을 받는다 구조내에 가교제와 반응. polymer

할 작용기가 많을수록 가교 반응성이 크다 예를 들면 는 측쇄로서 기. , EVA acetoxy

를 가지고 있기 때문에 보다 가교 반응성이 크며 또한 의 경우 함량이PE EVA VA

클수록 가교 반응성이 증가한다 와 의 전자선 조사량과 용융점도 변화 관계. EVA PE

를 비교해 보면 쪽이 가교 반응성이 크고 점도곡선의 상승이 급속하다EVA , .

또한 에 의한 와 의 가교곡선의 비교에서 함량 인 가Brabender EVA PE , VA 28% EVA

인 나 보다 가교시간이 짧고 가교 효율이 좋다 이것은 함량 증가14% EVA PE . VA

에 따른 기의 수소증가로 제 급 수소가 늘어났기 때문이다 그러나acetoxy methyl 3 .

함량이 이상이 되면 연속가교 공정에서의 조기 가교 방지를 위한 까다로운VA 30% ,

제어가 요구되는 경우도 있다.

- 24 -

가교발포 방법가교발포 방법가교발포 방법가교발포 방법4.4.4.4.

발포체는 가교방법 및 발포방법에 따라 몇 가지 로 나누어진다EVA process .

가 방사선 가교 발포가 방사선 가교 발포가 방사선 가교 발포가 방사선 가교 발포....

발포제를 수지에 혼합시켜 상을 압출하고 전자선을 조사해서 가교 시킨 후sheet ,

가열에 의해 발포시키는 방법이다 긴 발포체를 효율 있게 연속생산이 가능하나 전. ,

자선의 투과력에 제한이 있기 때문에 이상의 두꺼운 발포체의 제조는 곤란, 10mm

하다 또한 면에서는 전자선 조사장치에 고액의 설비투자가 필요하지만 운전. cost ,

비로서 전력비만 필요하므로 대량생산을 하는 경우 가교 는 화학가교법 보다, , cost

싸다 발포체의 물성은 화학 가교발포체와 비슷하지만 표면이 유연하고 부드러운. ,

감촉이 있다.

나 화학 가교 발포나 화학 가교 발포나 화학 가교 발포나 화학 가교 발포....

의 화학 가교발포로서는 를 연속발포 시켜 긴 발포체를 제조하는 압출법EVA sheet

과 식으로 발포 을 만드는 법이 일반적으로 상용화 되어 있으나, batch block press

이러한 방법들에 의해 제조되는 제품은 비교적 단순 상으로 이용될 때에는 특sheet

별한 문제가 없으나 차 가공을 해야 하는 신발재료와 같은 상품을 만들 때에는 노2

동인력이 집중되는 단점이 있다.

연속 압출법연속 압출법연속 압출법연속 압출법(1)(1)(1)(1)

가교제 발포제를 혼합한 를 압출기로 압출하여 이것을 열풍가열로 적, compound , ,

외가열로 등을 통해 가열해서 먼저 가교를 행한 후 계속해서 동일 가열로에 통과,

시켜 발포시키는 것이다 가교와 발포 조절이 가장 어려운 문제이며 발포. balance

시에 체적증가를 방해하지 않도록 를 어떻게 지지시킬sheet

- 25 -

수 있는 가하는 것이 기술의 요점이다 두께까지 각종 발포배율의 제품이. 20mm

제조될 수 있으며 방사선 가교에 의한 발포체 보다 가교도가 높고 질긴 경향이 있,

다

방법 단법방법 단법방법 단법방법 단법(2) Press (1 )(2) Press (1 )(2) Press (1 )(2) Press (1 )

화학 가교발포 중에서 가장 널리 사용되고 있다 또는 로 수지에EVA . Roll banbury

가교제 발포제를 혼합하고 이것을 금형 내에서 가압 가온해서 가교제의 분, press ,

해와 발포제의 분해를 동시에 진행시킨 후 급격히 압력을 제거하여 팽창시키는 방

법이다.

이 성형방법은 고무의 성형과 유사하며 설비비가 비교적 싸기 때문에 중소press ,

규모의 가공업체에서 넓게 채용되고 있다 식 이므로 다품종 소량 생산에는. Batch ,

유리하나 생산성이 좋지 않고 또한 제품형상은 평판상이 많기 때문에 통상은,

접합 등의 차 가공을 한 후 사용된다slice, 2 .

방법 단법방법 단법방법 단법방법 단법(3) Press (2 )(3) Press (2 )(3) Press (2 )(3) Press (2 )

가교제 및 발포제를 함유하는 를 금형에 충진시켜 가압 하에서 발포제의compound

분해를 억제 또는 분해 를 수지 중에 용해시킨 상태로 가교제의 분해온도에서gas

가교반응을 진행시키고 그 상태로 냉각 고화 시킨 후 얻어지는 발포성 를 상sheet

압 하에서 재가열하여 팽창 발포시키는 방법이다.

단법에 비해 차원적인 팽창에 무리가 없으므로 비교적 면이 평활하고 미세기포를1 3

가지는 고발포배율의 발포체를 얻을 수 있지만 제 공정에서 금형 내에서 냉각되지2

않으면 평활 성형물을 얻는데 문제가 있다 따라서 생산성은 단법 보다 나쁘고 경. 1

제성에 문제가 있다.

- 26 -

사출성형 방식사출성형 방식사출성형 방식사출성형 방식(4)(4)(4)(4)

사출성형 방식을 이용하면 법에서는 제조 불가능한 복잡한 형상의 발포체를press 1

공정으로 얻을 수 있다 이 방법은 를 사출성형기를 이용하여 가교제. compound ,

발포제의 분해온도 이상으로 가열된 금형에 충진 금형 내에서 가교제 발포제를 분, ,

해시켜 형을 함과 동시에 발포체를 얻는 성형법이다open .

사출성형기로 고압충진하기 때문에 복잡한 형상의 에 충진 가능하지만, cavity

조건과 금형 조건을 동시에 충족시킬 수 있는 소재와 를 선정하cylinder compound

기 까다롭고 에 따라 제품의 치수조절이 어려운 단점을 가지고 있다 그compound .

러나 생산성에 관해서는 수지가 용융상태로 금형에 충진되기 때문에 법보다, press

가교시간이 짧아 성형 은 방식의 이다cycle press 1/2-1/3 .

이 성형법에서는 사출성형기의 실린더 내에서 가교와 발포가 일어나지 않게 해야하

며 를 기본소재로 사용했을 경우 과 같이 공정을 설계할 수 있다, EVA Fig. 8 .

Fig. 8. Process flow diagram for expansion of crosslinked EVA

with chemical blowing agent.

- 27 -

발포발포발포발포(5) Beads(5) Beads(5) Beads(5) Beads

발포란 휘발하기 쉬운 유기액체 물리적 발포체 를 포함하는 입자를Beads ( ) polymer

예비발포 시킨 후 일정한 형태의 폐쇄금형에 넣어 발포제의 비점 이상의 온도로, ,

가 연화할 때까지 가온하여 금형 형태대로 발포체를 제조하는 방법이다 이bead .

방법은 종래 주로 제조에 이용된 것으로 일정형상의 제품을 차 가공없이PS foam , 2

직접 얻을 수 있는 특징이 있다 이 의 특징과 나 와 같은 수지의. process PE EVA

물성특성을 활용하여 탄성 및 물성이 우수한 발포체 제조가 가능하다.

- 28 -

제 장 실 험제 장 실 험제 장 실 험제 장 실 험3333

제 절 재료제 절 재료제 절 재료제 절 재료1 :1 :1 :1 :

1. Polymer1. Polymer1. Polymer1. Polymer

발포체의 물성을 가장 크게 좌우하는 것은 비중과 고분자 인데 여기에서는 고matrix

분자 를 형성하는 발포체의 발포특성에 미치는 영향을 알아보기 위해 다양한matrix

수지들을 로 사용하였다base polymer

가가가가. EVA. EVA. EVA. EVA

에서 생산되는 인 는 기존의 발포체Dupont ethylene-vinyl acetate copolymer EVA

제조에 사용되어온 주된 소재로써 에 함유된 의 함량과 분자량EVA vinyl acetate

에 따라 다양한 특성을 나타낸다 본 연구에 사용한 의 특성을(Melt Index) . EVA

에 나타내었다Table .

Table : Properties of EVA

- 29 -

나나나나. LDPE. LDPE. LDPE. LDPE

는 투명성 가공성 기계적 강도가 우수한 제품으로 발포체에 적용했을 때 특LDPE , ,

히 열수축율이 우수한 소재이다 본 연구에서 사용된 를 아래 에 나타. LDPE Table

내었다.

Table. Properties of LDPE

- 30 -

다다다다. Tafmer. Tafmer. Tafmer. Tafmer

에서 생산되는 는 크게MITSUI SEKKA( ) Tafmer ethylene/ -olefin三井石化 α

와 로 나누어진다 여기에서는copolymer propylene/ -olefin copolymer .α

계 를 사용하였다 이것들은 강성과 경도가(ethylene-1-butene)copolymer Tafmer .

높으며 인장강도가 우수한 특성을 지니고 있다 아래의 에 본 연구에서 사용. Table

된 의 특성을 나타내었다Tafmer .

Table. Properties of Tafmer

- 31 -

라라라라. Engage. Engage. Engage. Engage

에서 생산되는 인Dow-Dupont ethylene/ -olefin(ethylene-1-octene) copolymerα

수지는 분자량이 높으면서 가공성이 우수한 특성을 갖는다 아래의Engage . Table

에서는 본 연구에서 사용된 의 특성을 나타내었다Engage .

Table. Properties of Engage

마마마마. Rubber. Rubber. Rubber. Rubber

Table. Properties of rubber

Abbr. Name ML1+4,100℃ Maker

BRButadiene rubber

-KBR0145 KUMHO

RⅡIsobutylene

- R 268Ⅱ51 JSR

- 32 -

바바바바. L601. L601. L601. L601

은 수첨된 로 의 를 가지고 있어 상온에서 충L601 styrene-butadiene rubber 0 Tg℃

격흡수 특성을 가지고 있다 아래의 에서는 의 특성을 나타내었다. Table L601 .

Table. Properties of L601

Unit Properties

Specific Gravity 0.99

MFR @ 230 , 2.16kg℃ (g/10min) 2.7

Hardnessinitial

A type80

after 10 sec. 67

Tensile strength at break MPa 12

Elongation at break % 480

ResilienceResilienceResilienceResilience % 13131313

Compression set @ 70 , 22hrs℃ % 100

사사사사. SIS. SIS. SIS. SIS

는 과 으로 이루어진 로 함량이 낮고SIS styrene isoprene terpolymer styrene

함량이 높아 우수한 탄성을 가지고 있다 아래의 에서는 본 연구에isoprene . Table

서 사용된 의 특성을 나타내었다SIS .

Table. Properties of SIS

- 33 -

2. Blowing Agent2. Blowing Agent2. Blowing Agent2. Blowing Agent

발포체를 제조하기 위하여 주 금양의 공업용 발포제를 정제하지 않고 그대로 사용( )

하였으며 경우에 따라 발포조건을 조절할 수 있는 첨가제를 사용하기도 하였다,

가가가가. Cellcom JTR. Cellcom JTR. Cellcom JTR. Cellcom JTR

- Maker : KUMYANG

- Chemical composition : modified ADCA

- Decomposition temp. : 155 160˜ ℃

- Gas volume : 160 170 /g˜ ㎖

나나나나. Cellcom AC3000. Cellcom AC3000. Cellcom AC3000. Cellcom AC3000

- Maker : KUMYANG

- Chemical composition : modified ADCA

- Decomposition temp. : 200 205˜ ℃

- Gas volume : 260 280 /g˜ ㎖

3. Crosslinkig Agent3. Crosslinkig Agent3. Crosslinkig Agent3. Crosslinkig Agent

발포제 제조시 점탄성 부여와 물성을 개선해 주기 위한 의 가교를 위하여polymer

정제하지 않고 그대로 사용하였다.

가가가가. DCP (Dicumyl peroxide). DCP (Dicumyl peroxide). DCP (Dicumyl peroxide). DCP (Dicumyl peroxide)

- Maker : Akzo, NOF

- Molecular weight : 270

- 1min. specific half-life temp. : 162℃

- 34 -

나나나나. 3M (1,1-Di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane). 3M (1,1-Di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane). 3M (1,1-Di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane). 3M (1,1-Di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane)

- Maker : Akzo, NOF


- 1min. specific half-life temp. : 138℃

4. Crosslinking aid agent4. Crosslinking aid agent4. Crosslinking aid agent4. Crosslinking aid agent

가가가가. TAC (Triallyl cyanurate). TAC (Triallyl cyanurate). TAC (Triallyl cyanurate). TAC (Triallyl cyanurate)

- Maker : Akzo, Perkalink 300


- Carrier : Silica

- Appearance : White powder

- Melting point : 27℃

5. Additives5. Additives5. Additives5. Additives

발포체의 물성향상 및 가공성의 향상 또는 가교의 안정화를 위해 아래와 같은 종류

의 첨가제를 사용하였다

가가가가. ZnO. ZnO. ZnO. ZnO

- Maker : Gil Chun Co., Korea

- Grade : #1 (for rubber)

- Appearance : white powder

- Purity : above 99.5%

나나나나. Stearic acid (St/A). Stearic acid (St/A). Stearic acid (St/A). Stearic acid (St/A)

- Maker : LG Chemical

- Sp. Gr. : 0.84

- Appearance : granule

- 35 -

다다다다. Titanium dioxide (TiO. Titanium dioxide (TiO. Titanium dioxide (TiO. Titanium dioxide (TiO2222 R-103)R-103)R-103)R-103)

- Maker : Dupont

- Crystal structure : Rutile type

- Sp. Gr. : 4.1

- TiO2 content : above 97%, Acid value : 10(max)

라라라라. Process oil. Process oil. Process oil. Process oil

Specific

gravity

Flash

point

Pour

pointColor Composition

White oil

15000.8745 244℃ -15℃

transpare

nt

Ca 0%

Cn 34%

Cp 66%

마 점착부여제마 점착부여제마 점착부여제마 점착부여제....

바바바바. Filler. Filler. Filler. Filler

- Kaolin (AlO3·SiO2·2H2O)

- Talc (3MgO·4siO2·H2O)

- Mica (KAl2(AISi2O10)·H2O)

- Calcium carbonate (CaCO3)

- 36 -

제 절 기 기제 절 기 기제 절 기 기제 절 기 기2222

가공장비가공장비가공장비가공장비1.1.1.1.

가가가가. Roll mill. Roll mill. Roll mill. Roll mill

를 제조하기 위하여 주 대중정밀의Compound ( ) model DJ10-25 10" open-roll mill

을 사용하였다.

나나나나. Kneader. Kneader. Kneader. Kneader

를 제조하기 위하여 일본 사의Compound Moriyama model 03-10 dispersion

를 사용하였다mixer .

다다다다. Hot press. Hot press. Hot press. Hot press

를 제조하기 위하여 성형물의 제조에는 주 대중정밀의Compound press ( ) model DJ

와 주 극동기계의 를 사용하였다PT150 press ( ) model 150P press .

라라라라. Skiving machine. Skiving machine. Skiving machine. Skiving machine

제조된 발포체의 물성측정을 위하여 공영사에서 제작한 을 사용하skiving machine

였다.

- 37 -

시험기기시험기기시험기기시험기기2.2.2.2.

가가가가. Universal testing machine (UTM). Universal testing machine (UTM). Universal testing machine (UTM). Universal testing machine (UTM)

기계적 특성을 시험하기 위하여 독일 사의 을 사용하였다Zwick model 1435 UTM .

나나나나. Densitometer. Densitometer. Densitometer. Densitometer

비중을 측정하기 위하여 일본 사의 자동 비중 측정기를 사Ueshima model DMA-3

용하였다.

다다다다. Hardness tester. Hardness tester. Hardness tester. Hardness tester

경도를 측정하기 위하여 일본 사의 를 사용하였다ASKER C type (spring type) .

라라라라. Drying oven. Drying oven. Drying oven. Drying oven

미국 사의 을 사용하여 발포체의Precision model SIN-135 drying oven

특성 치수 안정성 열안정성 등의 특성을 검토하compression set , , thermal aging

였다.

마마마마. Oscillating Disk Rheometer (ODR). Oscillating Disk Rheometer (ODR). Oscillating Disk Rheometer (ODR). Oscillating Disk Rheometer (ODR)

의 가교 특성을 조사하고 적정가교시간을 측정하기 위하여 독일Compound Zwick

사의 을 에 준하여 사용하였다model 4308 ODR ASTM-2084 .

- 38 -

제 절 금형제 절 금형제 절 금형제 절 금형3333

본 연구에서 사용된 용 금형을 아래에 나타내었다 금형의 부식 방지 및 발포press .

체의 이형을 용이하게 하기 위하여 프레스 금형의 표면에 경질 크롬도금을 하였다.

Fig. Shape of a mold for preparing foams by press molding.

- 39 -

제 절 발포체의 제조제 절 발포체의 제조제 절 발포체의 제조제 절 발포체의 제조4444

는 의 와 을 사용하여 와 각종Compound 100 130 kneader roll mill base polymer˜ ℃

첨가제를 혼련하여 제조하였다 를 먼저 에 투입한 후 블렌드시키. Polymer kneader

고 충전제 및 기타 첨가제를 투여하여 분간 혼련한 후 이것을 에서, 10 20 , roll mill˜

하면서 가교제 및 발포제를 넣고 약 분간 혼련하여 쉬트화된mixing 10 compound

를 제조하였다 숙성된 의 일부는 을 사용하여 가교 및 가교특성을. compound ODR

하고 최적 가황시간을 측정한 후 에서 분 동안test 170 10 150kg/cm℃2의 압력으로

를 프레스하여 를 제조하였다 의 물성과 기계적 강도를compound sponge . Sponge

측정하기 위해 각 측정규격에 맞게 하였다 아래에 발포체를 제조하는 공정skiving .

을 나타내었다.

- 40 -

제 절 특성 평가 방법제 절 특성 평가 방법제 절 특성 평가 방법제 절 특성 평가 방법5555

제조된 발포체의 물리적 기계적 성질을 다음과 같은 항목에서 측정하였다, .

가가가가. Expansion ratio. Expansion ratio. Expansion ratio. Expansion ratio

발포체의 발포배율 은 아래식에 의하여 계산하였다(Expansion ratio) .

ER =fl/ml

발포체의 발포배율ER -

fl 냉각된 발포체의 길이-

ml 의 길이- mold

나나나나. Hardness. Hardness. Hardness. Hardness

는 발포체를 절단하여 상태의 평활한 중간부분을Hardness skin on Asker C type

의 경도계로 에 준하여 측정하였다 시편의 두께 및 측정 간의ASTM D 2240 . point

거리는 각각 이상으로 하였으며 회 반복 측정한 후 평균 값을 발포체10, 6mm 5 ,

의 로 하였다hardness .

다다다다. Specific gravity. Specific gravity. Specific gravity. Specific gravity

발포체의 비중은 상태에서 사의 자동비중 측정 장치인skin-off Ueshima model

을 사용하여 측정하였는데 측정한 값의 중간 값에서 이상을 벗어나는DMA-3 20%

값은 제외하고 회 측정하여 평균을 취하였다3 .

- 41 -

라라라라. Tensile strength & Elongation. Tensile strength & Elongation. Tensile strength & Elongation. Tensile strength & Elongation

얻어진 발포체를 하여 약 두께로 만든 후 에 준한 형skiving 3mm KS M 6518 B

로 시험편을 제작하여 인장강도와 신장율을 측정하였다 이때 동일시험에 사cutter . ,

용한 시험편은 개로 하였으며 측정조건을 에 나타내었다5 , Table 3 .

Table. Experimental conditions for measuring tensile strength and elongation

Conditions Description

Method KS M 6518

Die No. 2

Number of specimen (EA) 5

Thickness (mm) 3±0.1

Cross head speed (mm/min) 200

마마마마. Tear strength. Tear strength. Tear strength. Tear strength

얻어진 발포체를 하여 약 두께로 만든 후 에 준한 형skiving 3mm KS M 6518 B

로 시험편을 절취하여 를 측정였다 동일시험에 사용한 시험편은cutter tear strength .

개로 하였으며 측정조건은 에 준하여 시행하였다5 , KS M 6518 .

바바바바. Split tear strength. Split tear strength. Split tear strength. Split tear strength

발포체의 특성을 측정하기 위해 동일시험에 사용한 시험편은 개로 하였split tear 3

으며 측정시의 중간값에서 이상 벗어나는 것은 제외하고 측정하였다, 20% .

- 42 -

사사사사. Compression set. Compression set. Compression set. Compression set

측정은 발포체를 약 의 두께의 지름 인 원기Compression set 10 mm 30±0.05mm

둥 형태로 제조한 시험편을 에 준하여 행하였다 크롬 도금한 장의ASTM D-3754 . 2

평행 금속판 사이에 시험편을 넣고 시험편 두께의 에 해당하는 를 끼운50% Spacer

후 압축시켜 가 유지되는 에서 시간 동안 열처리 한50±0.1 air circulation oven 6℃

후 압축장치에서 시험편을 꺼내어 실온에서 분간 냉각시킨 후 두께를 측정하였30

다 동일 시험에 사용된 시험편은 개로 하였으며 은 아래식. 3 , compression set (C)

에 의하여 계산된다.

t0 시험편의 초기 두께- tf 열처리 후 냉각되었을 때의 두께-

ts 의 두께- spacer bar

Fig. Compression set apparatus

아 반발탄성아 반발탄성아 반발탄성아 반발탄성. (Resilience, %). (Resilience, %). (Resilience, %). (Resilience, %)

두께의 발포체에 금속구를 떨어뜨려 튀어 오르는 높이를 측정하였다10~20mm .

- 43 -

제 장 결과 및 토론제 장 결과 및 토론제 장 결과 및 토론제 장 결과 및 토론4444

제 절 의 특성 연구제 절 의 특성 연구제 절 의 특성 연구제 절 의 특성 연구1 Base polymer1 Base polymer1 Base polymer1 Base polymer

발포체 특성에 영향을 미치는 인자로는 여러 가지가 있으나 크게 와polymer matrix

동일 부피에서 에 해당하는 발포체의 비중에 의해 크게 좌우된다polymer portion .

본 연구에서는 가교와 발포가 분리되어진 제조 기술 개발을 위해 가교 발midsole ㆍ

포 특성에 관해 중점적으로 연구가 진행되어야 하는데 가교 발포 특성은 polymerㆍ

에 의해 결정된다 따라서 여기에서는 용 발포체에 가장 많이 사용되matrix . midsole

고 있는 의 가교 발포 특성을 조사하였다EVA, LDPE, Tafmer, Engage ㆍ

1. EVA(Ethylene vinyl acetate coplymer)1. EVA(Ethylene vinyl acetate coplymer)1. EVA(Ethylene vinyl acetate coplymer)1. EVA(Ethylene vinyl acetate coplymer)

인 는 신발 용 발포체 제조시 사용되는Ethylene vinyl acetate copolymer EVA sole

중에서 접착성 경제성 및 물성의 균형이 잘 이루어진 로base polymer , polymer

에 함유된 함량과 고분자 분자량에 해당되는 에 따라 다양EVA vinyl acetate(VA) Ml

한 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다.

따라서 와 가 서로 다른 다양한 의 가교 발포 특성 및 기계적 강도Ml VA wt% EVA ㆍ

변화를 살펴보았으며 발포제 사용량을 조절해 유사한 발포 배율을 가지는 다시 말

해 유사한 비중을 가지는 발포체를 제조하여 특성 변화를 비교하였다.

- 44 -

Table 1. Formulations and properties of sponge based VA1

with various crosslinking system

- 45 -


with similar expansion ratio

- 46 -


with varlous crosslinking system

- 47 -



- 48 -

Table 5. formulations and properties of sponge based VA3


- 49 -



- 50 -



- 51 -



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- 53 -



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- 58 -



- 59 -



- 60 -



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- 62 -

Fig. 1. Change of hardness by polymer matrix

Fig. 2. Change of tensile strength by polymer matrix

- 63 -

Fig. 3. Change of elongation by Polymer matrix

Fig. 4. Change of tear strength by polymer matrix

- 64 -

Fig. 5. Change of split tear strength by polymer matrix

Fig. 6. Change of compression set by polymer matrix

- 65 -

Fig. 7. Change of resilience by polymer matrix

의 작업 특성은 대체로 양호했지만 가 가장 낮은 의 경우 에 잘 감기EVA Ml VA7 roll

지 않았고 가 낮은 의 경우 다른 들에 비해 작업온도가 상VA wt% VA9 EVA kneader

대적으로 높았다.

가교 발포의 경우 같은 에서 가 증가될수록 가교가 빠르게 진행되어 발Ml VA wt%ㆍ

포가 상대적으로 작게 되었고 같은 에서 가 증가될 경우 컴파운드의 유VA wt% Ml

동성이 증가되어 발포가 커지는 경향이 나타났다.

유사한 비중에서의 경도를 에서 살펴보면 가 낮아질수록 경도가 높아Fig. 1 VA wt%

졌지만 에 따른 경도의 변화는 크게 나타나지 않았는데 발포체의 경도는Ml soft

인 에 따라 결정됨을 알 수segment VA wt%

- 66 -

있었다.

인장강도 인열강도 파열인열강도와 영구압축줄음율의 경우 같은 를 가지는 경, , Ml

우 가 낮은 경우가 더 우수한 강도를 보이며 같은 를 가지는 경우VA wt% VA wt%

가 낮을수록 강도는 증가하는 경향이 나타나고 있다 이와 반대Ml (Fig. 2, 4, 5, 6).

로 에 나타낸 신장율의 경우는 같은 를 가지는 경우 가 높은 경우Fig. 3 Ml VA wt%

가 신장율이 더 우수하며 같은 를 가지는 경우는 가 낮을수록 신장율이VA wt% Ml

증가하는 것으로 나타났다.

에 나타낸 탄성의 경우 의 함량이 증가될수록 탄성이 증가되는데 경Fig. 7 VA wt%

도의 경우와 마찬가지로 탄성도 인 에 따라 탄성이 결정되는soft segment VA wt%

것으로 나타났다.

발포체의 와 에 따라 가교 발포 특성이 다르지만 전반적으로 가교EVA VA wt% Ml ㆍ

발포 발란스 조절이 용이해 발포체 제조가 용이했으며 물성도 전반적으로 양호하ㆍ

였다 하지만 현재 신발용 발포체에서 요구하는 물성 단가 및 기능성 부여를 위해. ,

서는 다른 소재들과의 블렌드가 필요할 것으로 판단된다.

2. Low density polyethylene(LDPE)2. Low density polyethylene(LDPE)2. Low density polyethylene(LDPE)2. Low density polyethylene(LDPE)

의 경우 구조가 으로만 이루어져 있어 에 따라 특성이 나타나LDPE polyethylene Ml

다 따라서 차이에 따른 가교 발포 특성을 살펴보았으며 발포제 사용량을 조절. Ml ㆍ

하여 유사한 비중을 가지는 발포체를 제조하여 물성변화를 비교하였다.

- 67 -

Table 19. Formulations and properties of sponge based on BF

500 with similar expansion ratio

- 68 -

Table 20. Formulations and properties of sponge based on LDPE


- 69 -

Table 21. Formulations and properties of sponge based on LDPE


- 70 -



- 71 -

Fig. 10. Change of elongation by polymer matrix


- 72 -



- 73 -


의 경우 에 비해LDPE EVA 20℃이상의 혼련 온도가 필요하였고 자체 경도가 높아

혼합된 컴파운드를 실온에서 방치시 매우 딱딱해지는 특성이 나타났다.

가교가 느리게 진행되어 가교제와 가교조제인 의 병용사용이 필요했으며CA1 EVA

에 비해 발포도 불안정한 것으로 나타났다.

의 경도는 와 관계없이 이상의 높은 경도를 나타내는데 의 경우 경Fig. 8 Ml 75 LDPE

도를 좌우하는 가 없기 때문에 유사한 비중에서는 같은 경도를 가지soft segment

는 것으로 나타났다.

기계적 강도인 인장강도 신장율 인열강도 파열인열강도의 경우 이 가장 우수, , , LD1

한 특성을 나타내는데 가 낮을수록 자체Ml polymer

- 74 -

의 가 높기 때문에 발포체를 제조한 경우에도 이러한 특성이 영향을green strength

받는 것으로 나타났다(Fig 9, 10, 11, 12).

영구압축줄음율을 에서 살펴보면 다른 특성과 반대로 가 가장 낮은 이Fig. 7 MI LD1

가장 저조한 특성을 보여주고 있는데 일반적으로 같은 구조를 가지는 발포체의 경

우 가 낮은 경우 영구압출줄음율이 우수하게 나타나지만 의 경우는 가 높MI LDPE Ml

아 기포형성이 유리해 영구압출줄음율이 더 우수하게 나타나는 것으로 생각된다.

의 경우 에 비해 가교가 느리고 발포가 불안정했으며 작업성도 저조하였LDPE EVA

다 또 높은 경도와 비교적 낮은 반발 탄성을 가지며 기계적 강도도 우수하지 않지. ,

만 다른 에 비해 가격이 낮아 생산단가 조절에 사용할 수 있을 것으로 생polymer

각된다.

- 75 -

발포체발포체발포체발포체3. Tafmer & Engage3. Tafmer & Engage3. Tafmer & Engage3. Tafmer & Engage

현재 신발용 발포체의 경우 저비중과 함께 고물성화가 동시에 요구되고 있는데

와 의 경우 낮은 비중의 발포체를 제조할 경우 기계적 강도가 취약한 것EVA LDPE

으로 나타났다 따라서 물성이 비교적 우수한 것으로 알려진. ethylene- -olefinα

인 와 의 특성을 평가하였다copolymer Tafmer Engage .

가가가가. Tafmer. Tafmer. Tafmer. Tafmer

구조를 가지는 는 인 함량과Ethylene-1-butene Tafmer comonomer 1-butane Ml

에 따라 다양한 특성이 결정된다 의 경우 제조회사에서 함량을 밝. Tafmer butene

히지 않음으로 함량으로 볼 수 있는 자체 경도와 에 따른 발포체butene Ml Tafmer

의 가교 발포특성을 살펴보았으며 발포제의 사용량을 조절해 유사한 비중을 가지ㆍ

는 발포체의 물성을 비교 평가하였다. .

- 76 -

Table 22. Formulations and properties of sponge based EB1


- 77 -


with various specific gravity

- 78 -



- 79 -



- 80 -



- 81 -



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- 83 -



- 84 -



- 85 -



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- 88 -



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- 92 -



- 93 -



- 94 -



- 95 -



- 96 -

Fig. 15. Change of specific gravity by Polymer matrix & blowing

agent content.

Fig. 16. Change of hardness by Polymer matrix & specific gravity

- 97 -

Fig. 17. Change of tensile strength by polymer matrix & specific

gravity

Fig. 18. Change of elongation by polymer matrix & specific

gravity

- 98 -

Fig. 19. Change of tear strength by Polymer matrix & specific

gravity

Fig. 20. Change of split tear strength by Polymer matrix &

specific gravity

- 99 -

Fig. 21. Change of compression set by polymer matrix &

specific gravity

Fig. 22. Change of resilience by polymer matrix & specific

gravity

- 100 -

의 작업온도는 와 유사하였으며 가 낮아 에 잘 감기지 않는 와Tafmer EVA Ml roll EB1

를 경우를 제외하고 대체로 양호한 가공성이 나타났다EB4 .

가교는 와 마찬가지로 에 비해 가교가 늦어 가교 보조제와 가교제의 병용LDPE EVA

이 필요하였으며 자체경도가 낮을수록 다시 말해 함량이 높을수록 가교가butene

빨리 진행되는 것으로 나타났다.

에서 나타낸 발포체의 발포 특성을 살펴보면 발포제의 사용량이 같Fig. 15 Tafmer

은 경우 가 높은 발포체가 발포배율이 높아 비중이 낮게 나타나는데 구Ml Tafmer

조가 동일한 경우 에 따라 발포 특성이 결정된다는 것을 확인할 수 있었다Ml .

에서 유사한 비중에서 발포체의 경도를 비교하면 계열의 발포체Fig. 16 Tafmer EB1

가 가장 경도가 낮고 계열의 발포체가 가장 높은 경도를 보여주고 있는데 이는EB9

사용된 의 자체 경도가 계열이 가장 낮고 계열이 높기 때문이다Tafmer EB1 EB9 .

기계적 강도 변화를 살펴보면 인장강도 인열강도와 파열인열강도를 유사한 비중에,

서 경도가 높은 계열의 발포체의 강도가 우수하고 경도가 낮은 계열EB9, EB7 EB1

의 발포체가 가장 낮은 강도를 보이며 같은 경도를 가지는 경우에는 가 낮을수록Ml

강도가 우수하게 나타났다 이러한 특성은 사용된 의 자(Fig. 17, 18, 19). polymer

체강도가 함량이 낮고 가 낮을수록 우수하기 때문이다 의 신장율butene Ml . Fig. 20

은 경도가 낮은 계열이 가장 우수한 것으로 나타났다EB1 .

의 영구압축줄음율은 함량이 낮은 계열의 특성이 가장 우Fig. 22 soft segment EB9

수하며 같은 계열에서는 함량이 낮을수록 우수한 특성Ml

- 101 -

이 나타났다.

의 탄성은 인 함량이 낮은 계열의 발포체가 가장Fig. 23 soft segment butene EB9

낮고 함량이 높은 계열이 높은 탄성을 가지는 것으로 나타났으며 에butene eb1 Ml

따른 탄성 변화는 관찰할 수 없었다.

의 경우 에 비해 전반적으로 느린 가교특성을 보이고 발포특성은 에Tafmer EVA Ml

따라 다양하게 나타났다 기계적 강도가 와 에 비해 우수하였으며 계. EVA LDPE EB1

열의 발포체는 매우 높은 탄성이 나타났다.

나나나나. Engage. Engage. Engage. Engage

구조를 가지는 역시 앞에서 검토되어진Ethylene-1-octene Engage EVA, Tafmer

와 마찬가지로 인 함량과 에 따라 특성이 결정된다comonomer octene Ml . Octene

함량과 에 따른 발포체의 가교 발포 특성을 살펴보았으며 발포제 사용Ml Engage ㆍ

량을 조절해 유사한 비중을 가지는 발포체를 제조해 물성을 비교 평가하였다.ㆍ

- 102 -

Table 42. Formulations and properties of sponge based EO1


- 103 -



- 104 -



- 105 -


with similar expansion ratio.

- 106 -



- 107 -


with similar expansion ratio.

- 108 -



- 109 -



- 110 -



- 111 -



- 112 -



- 113 -



- 114 -



- 115 -


의 작업성은 와 거의 유사하였으며 가교가 보다는 느리지Engage EVA, Tafmer EVA

만 보다는 빠르게 진행되어 가교보조제인 없이도 발포체 제조가 가능했Tafmer CAI

다.

의 경도를 비교하면 과 의 경도에 비해 의 경도가 높게 나타났Fig 23 EO1 EO2 EO5

는데 인 의 함량이 높기 때문이다soft segment octene .

의 인장강도와 의 인열강도를 살펴보면 인 함Fig. 24 Fig. 26 , soft segment octene

량이 낮은 이 우수한 강도를 보이고 함량이 높은 과 이EO4, EO5 octene EO1 EO2

낮은 강도를 나타내었다 에 나타낸 발포체의 신장율 변화는 과 를. Fig. 25 EO2 EO4

사용한 발포체의 신장율이 우수한 것으로 나타났다.

의 파열인열강도는 인장강도 변화와 유사하게 과 를Flg. 27 EO4 EO5

- 116 -

사용한 발포체의 강도가 다른 발포체에 비해 우수한 강도를 보이고 있다.

의 영구압축줄음율은 함량이 낮은 가 가장 우수한 특성을 가지Fig. 28 octene EO5

고 과 을 비교하면 같은 함량을 가지는 경우는 가 낮을수록 특EO1 EO2 octene Ml

성이 우수한 것으로 나타났다.

반발 탄성 변화는 함량이 높은 과 의 발포체가 탄성이 매우 높고octene EO1 EO2

항량이 낮은 의 발포체는 탄성이 낮게 나타났다octene EO5 .

는 작업성과 가교 특성이 와 유사하고 보다 기계적 강도가 우수지Engage EVA EVA

만 에 비해서는 낮은 물성을 가져 물성 개선용 원료로는 크게 이점이 없는Tafmer


- 117 -

제 절 블렌드 연구제 절 블렌드 연구제 절 블렌드 연구제 절 블렌드 연구2 Rubber2 Rubber2 Rubber2 Rubber

고무 도입에 따른 발포체의 가교 발포 특성 및 기계적 강도 변화를 평가하기위해ㆍ

고무를 와 블렌드시켜 고무 종류에 따른 가교 발포 특성 및 기계적 강도 변화EVA ㆍ

를 살펴보았다 는 을 선정하였으며 기능성을 부여하기 위해 고무는 탄성이. EVA VA6

높은 와 충격 흡수 특성을 가지는butadiene rubber(BR) isobutyiene isoprene

를 선정하였다rubber(lIR)

1. Butadiene rubber(BR)1. Butadiene rubber(BR)1. Butadiene rubber(BR)1. Butadiene rubber(BR)

은 이중결합을 많이 가지고 있어 유기과산화물 가교가 매우 빠르Butadiene rubber

며 에 잘 감기지 않아 작업이 용이하지 않지만 탄성이 매우 우수한 것으로 알려roll

져 있다 이러한 를 에 블렌드시켜 사용량에 따른 가교 발포. butadiene rubber EVA ㆍ

특성을 살펴보았고 발포제 사용량을 조절하여 유사한 비중을 발포체를 제조하여 물

성 변화를 비교하였다.

- 118 -

Table 52. Formulations and properties of sponge based on VA6

/R1 blend system with similar expansion ratio( Ⅰ )

- 119 -


/R1 blend system with similar expansion ratio( Ⅱ )

- 120 -


/R1 blend system with similar expansion ratio( Ⅲ )

- 121 -

Fig. 30. Change of hardness by BR content in EVA/BR blend

system

Fig. 31. Change of tensile strength by BR content in EVA/BR

blend system

- 122 -

Fig. 32. Change of elongation by BR content in EVA/BR blend

system

Fig. 33. Change of tear strength by BR content in EVA/BR blend

system

- 123 -

Fig. 34. Change of split tear strength by BR content in EVA/BR

blend system

Fig. 35. Change of compression set by BR content in EVA/BR

blend system

- 124 -

Fig. 36. Change of resilience by BR content in EVA/BR blend

System

을 와 블렌드한 경우 함량이 증가됨에 따라 가공성이 크게 저하되었고BR EVA BR

불안전한 이중 결합의 증가로 가교가 빠르게 진행되어 의 사용량이 이상인BR 30%

경우 발포체 제조가 불가능했다.

의 경도 변화를 살펴보면 함량 증가에 비례해 경도가 저하되었는데 무Fig. 30 BR

정형인 고무가 증가되기 때문으로 생각된다.

의 인장강도와 의 신장율은 함량 증가에 따른 변화는 크게 나타Fig. 31 Fig. 32 BR

나지 않았지만 의 인열강도와 의 파열인열강도의 경우는 가교 속도Fig. 33 Fig. 34

가 빠른 함량이 증가함에 따라 국부응력집중 현상이 증가되어 강도가 감소하는BR


에 함량에 따른 영구압축줄음율의 변화를 나타내었는데Fig. 35 BR

- 125 -

함량이 증가됨에 따라 영구압출줄음율이 개선되었는데 가교도가 빠르게 진행되BR

기 때문이다.

에 나타낸 반발 탄성은 함량이 증가됨에 따라 약간 증가되는데 자체Fig. 36 BR BR

의 탄성은 매우 높지만 사용량이 많지 않아 탄성증가가 크지 않은 것으로 생각된

다.

을 블렌드할 경우 작업성이 저하되고 가교속도가 빨라 와 블렌드가 어렵고BR EVA

특성 개선효과가 없어 블렌드시 큰 장점이 없었다.

2. Isobutylene isoprene rubber(lIR)2. Isobutylene isoprene rubber(lIR)2. Isobutylene isoprene rubber(lIR)2. Isobutylene isoprene rubber(lIR)

은 우수한 충격흡수 특성을 가지는 것으로 알려져 있Isobutylene isoprene rubber

다 이러한 은 에 블렌드시켜 사용량에 따른 가교. isobutylene isoprene rubber EVA

발포 특성을 살펴보았고 발포제 사용량을 조절하여 유사한 비중에서 물성을 비교ㆍ

하였다.

- 126 -


/R2 blend system with similar expansion ratio( Ⅰ )

- 127 -


/R2 blend system with similar expansion ratio( Ⅱ )

- 128 -


/R2 blend system with similar expansion ratio( Ⅲ )

- 129 -

Fig. 37. Change of hardness by lIR content in EVA/lIR blend

system

Fig. 38. Change of tensile strength by lIR content in EVA/lIR

blend system

- 130 -

Fig. 39. Change of elongation by IIR content in EVA/lIR blend

system

Fig. 40. Change of tear strength by lIR content in EVA/IIR blend

system

- 131 -

Fig. 41. Change of split tear strength by IIR content in EVA/IIR

blend system

Fig. 42. Change of compression set by IIR content in EVA/lIR

blend system

- 132 -

Fig. 43. Change of resilience by IIR content in EVA/IIR blend

system

을 와 블렌드한 경우 함량 증가에 따른 가공성 변화는 크게 나타나지 않lIR EVA lIR

았고 가교와 발포 특성도 크게 변화하지 않았다.

의 경도 변화는 나타내었는데 의 경우와 마찬가지로 함량 증가에 비례Fig. 37 BR lIR

해 경도는 낮아졌다.

인장강도는 이 증가됨에 따라 강도가 저하되는 것으로 나타났고 신장율은 이IIR IIR

증가됨에 따라 개선되는 것으로 나타났다(Fig. 38, 39).

인열강도와 파열인열강도는 이 증가에 따른 변화가 크게 나타나지 않았다IIR (Fig,

40, 41).

에 나타낸 영구압출줄음율은 함량 증가에 따른 가교도 저하로 물성이 크Fig. 42 IIR

게 저조해지는 것으로 나타났다.

- 133 -

의 탄성은 의 충격흡수특성이 우수해 이 증가됨에 따라 탄성이 크게Fig. 43 lIR lIR

낮아질 것으로 예상되었지만 실험 결과 탄성이 거의 변화지 않는 것으로 나타났다.

를 블렌드할 경우 발포체 성형에 관련된 문제는 나타Isobutylene isoprene rubber

나지 않았지만 가교가 지연되어 영구압출줄음율이 크게 저조해지고 충격흡수 특성

도 개선되지 않아 큰 효과가 없었다.

- 134 -

제 절 기능성 부여가 가능한 연구제 절 기능성 부여가 가능한 연구제 절 기능성 부여가 가능한 연구제 절 기능성 부여가 가능한 연구3 polymer3 polymer3 polymer3 polymer

발포체의 기능성화를 위해 충격흡수 특성을 가지는 과 열가소성 탄성체 중 탄성F1

이 우수한 의 가교 발포 특성 및 기계적 강도 변화를 평가하였다SIS .ㆍ

1. F11. F11. F11. F1

은 수첨된 로F1 styrene-butadiene rubber 0℃의 를 가지고 있어 상온에서 충격Tg

흡수 특성을 가지고 있어 을 발포체 소재에 적용할 경우 충격흡수 특성을 가지는F1

기능성 발포체 제조가 가능할 것으로 생각된다 가교제와 발포재의 사용량을 변화.

하여 의 가교 발포 특성과 기계적 강도 변화를 평가하였다F1 .ㆍ

- 135 -

Table 58. Formulations and properties of sponge based on F1

- 136 -


- 137 -

Fig. 44. Change of expansion ratio by C1 content

Fig. 45. Change of specific gravity by C1 content

- 138 -

Fig. 46. Change of hardness by C1 content

Fig. 47. Change of tensile strength by C1 content

- 139 -

Fig. 48. Change of elongation by C1 content

Fig. 49. Change of tear strength by C1 content

- 140 -

Fig. 50. Change of split tear strength by C1 content

Fig. 51. Change of compression set by C1 content

- 141 -

Fig. 52. Change of resilience by C1 content

은F1 120℃ 이상의 온도에서 혼련이 가능하였으며 에서도 유사한 작업kneader roil

온도가 필요하였다.

가교 특성은 가교조재인 에 가교제인 가 이상 사용되어야CA1 0.4phr C1 1.8~2.4phr

발포체의 제조가 가능해 앞서 소개된 EVA, PE, ethylene- α 에 비해 매우-olefin

느린 가교 특성을 가지는 것으로 나타났다.

에서 가교제 사용량에 따른 발포특성을 살펴보면 가교제의 사용량이 증가할Fig. 44

수록 발포배율이 감소되는데 가교제의 사용량이 증가에 따른 용융 점도의 증가로

컴파운드의 는 감소되기 때문이다Ml

가교제 사용량이 증가됨에 따라 발포배율의 감소와 가교밀도 증가로 의 발Fig. 45

포체 비중은 감소되었고 의 경도는 증가되었다Fig. 46 .

- 142 -

인장강도는 비중의 증가로 증가되지만 가교밀도 증가에 따른 국부응력집중현상이

나타나 신장율 인열강도 파열인열강도는 오히려 감소되는 것으로 나타났다, , (Fig.

47, 48, 49, 50).

에 나타낸 영구압축줄음률은 가교 밀도와 비중의 증가로 사용량 증가에Fig. 51 C1

비례해 개선되는 것으로 나타났다.

의 반발탄성은 가교제와 발포배율에 관계없이 미만으로 일반 발포체 소재Fig 52 10

에 비해 매우 낮은 탄성을 보여주고 있는데 앞의 경우와 마찬가지로 사용된

자체 특성이 탄성을 결정하는 요소임을 확인할 수 있었으며 을 사용해polymer F1

발포체를 제조할 경우 탄성이 매우 낮은 충격흡수 특성이 부여된 발포체를 제조할

수 있었다.

- 143 -

2. SIS (styrene-isoprene-styrene terpolymer)2. SIS (styrene-isoprene-styrene terpolymer)2. SIS (styrene-isoprene-styrene terpolymer)2. SIS (styrene-isoprene-styrene terpolymer)

는 과 으로 이루어진 로 와 같은 이지만SIS styrene isoprene terpolymer SBS TPE SBS

가 매우 빠른 가교 특성을 가지는데 비해 는 와 유산한 가교 특성을 가지는SIS EVA

것으로 알려져 있다 는 함량이 낮고 함량이 높아 발포체에. SIS Styrene isoprene

적용할 경우 탄성이 우수한 기능성 발포체 제조가 가능할 것으로 생각된다 가교제.

와 발포재의 사용량을 변화하여 의 가교 발포 특성을 살펴보았으며 특성을SIS F1ㆍ

발포체와 비교 평가하였다.ㆍ

- 144 -

Table 60. Formulations and properties of sponge based on KTR


- 145 -

Table 66. Formulations and properties of sponge based on KTR


- 146 -



- 147 -

Fig. 55. Change of elongation by polymer matrix.


- 148 -

Fig. 57. Change of split tear strength by polymer matrix.


- 149 -


는SIS 100℃ 이상의 가공온도를 필요로 했으며 작업성은 우수하였다kneader roll .

가교 특성은 와 거의 유사한 특성을 보이고 있는데 이는 사용된 의 경우 가EVA SIS

교가 가능한 영역인 부분이 많고 가교 속도가 비교적 안정적이며 발포특isoprene

성도 양호하였다

에 나타낸 경도는 다른 발포체에 비해 낮은 경도를 보이며 같은 발포체Fig. 53 SIS

내에서는 이 에 비해 약간 높게 나타난다 이는 경질영역인 함량에 따F2 F3 . Styrene

라 경도가 결정되기 때문이다.

기계적 강도인 인장강도 인열강도 파열인열강도는 에 비해 취약하지만 신장율, , F1

은 우수하게 나타났는데 경질영역이 낮기 때문으로 생각되며 이 에 비해 상대F2 F2

적으로 우수한 강도를 보이고 있다(Fig 54, 55, 56, 57).

- 150 -

에 나타낸 영구압축줄음률은 에 비해 매우 취약하고 이 에 비해 약Fig. 58 F1 F2 F3

간 우수한 특성을 보이고 있다.

의 반발 탄성은 연질의 영역이 많아 높은 반발 탄성을 보여주고 있Fig 59 isoprene

으며 함량이 약간 더 높은 이 에 비해서는 조금 낮은 특성을 보이고styrene F2 F3

있다.

앞서 소개된 과 과 마찬가지로 는 연질 영역이 높아 고반발 특VA1 Tafmer EB1 SIS

성을 가지는 발포체를 제조할 수 있었다.

- 151 -

제 절 블렌드 시스템 연구제 절 블렌드 시스템 연구제 절 블렌드 시스템 연구제 절 블렌드 시스템 연구4444

지금까지 발포체 제조가 가능한 소재에 관한 가교 발포특성과 기계적 강도 특성을ㆍ

살펴보았다 검토된 소재 단독으로 발포체를 제조할 경우 일정한 특성이 부여된 발

포체 제조는 가능하지만 다양한 특성을 가지는 발포체 제조에는 어려움이 따른다.

따라서 다양한 특성을 가지는 발포체 제조를 위해서는 블렌드에 관한 연구가 필요

한데 블렌드시 단독으로 사용한 경우 특성이 많이 바뀌게 된다.

여기에서는 블렌드 시스템에 따른 가교 발포 특성의 변화와 기계적 강도 변화를 살

펴보기 위해 충격흡수 특성을 가지는 을 과 다양한 비율로 블렌드F1 EVA, -olefinα

하여 발포체를 제조한 후 특성 변화를 살펴보았다.

블렌드블렌드블렌드블렌드1. F1 / EVA1. F1 / EVA1. F1 / EVA1. F1 / EVA

과 의 블렌드 비에 따른 특성 변화를 살펴보기 위해 중 을 선정하F1 EVA EVA VA6

였으며 가교제의 사용량을 변화하여 가교 발포 특성을 살펴보았고 발포재의 사용ㆍ

량을 조절하여 유사한 비중을 가지는 발포체의 기계적 강도 변화를 비교 평가하였ㆍ

다.

- 152 -


/VA6 blend system with similar expansion ratio

- 153 -



- 154 -



- 155 -

Fig. 60. Change of hardness by VA6 content in F1 /VA6 blend

system

Fig. 61. Change of tensile strength by VA6 content

in F1 /VA6 blend system

- 156 -

Fig. 62. Change of elongation by VA6 content in F1/VA6 blend

system

Fig. 63. Change of tear strength by VA6 content in F1/VA6 blend

system

- 157 -

Fig. 64. Change of split tear strength by VA6 content

in F1/VA6 blend system

Fig. 65. Change of compression set by VA6 content

in F1/VA6 blend system

- 158 -

Fig. 65. Change of resilience by VA6 content in F1/VA6 blend

system

가교 특성을 살펴보면 에 비해 가교가 빠른 의 함량이 증가됨에 따라 발포체F1 EVA

제조를 위해 필요한 가교제의 사용량이 감소되었으며 발포도 양호해지는 것으로 나

타났다.

의 발포체는 의 비율이 증가될수록 경도가 조금씩 증가되었는데 사용되Fig. 60 EVA

어진 의 자체 경도가 에 비해 높기 때문이다VA6 F1 .

의 비율이 증가됨에 따라 인장강도 신장율 인열강도 파열인열강도는 개선되EVA , , ,

며 단독 발포체에 비해서는 우수한 특성을 나타내는데 자체강도와 가교 속도EVA

차이등의 복합적인 원인에 의해 나타나는 특성으로 생각된다(Fig. 61, 62, 63, 64).

의 영구압축줄음율은 의 비율이 증가될수록 특성이 저조Fig. 65 EVA

- 159 -

해지는데 함량이 증가할수록 가교제 사용량이 감소되어 가교속도 차이에 의해EVA

가교속도가 느린 영역의 가교밀도가 낮아지기 때문으로 생각된다F1 .

에 나타낸 반발 탄성의 경우 의 비율이 증가됨에 따라 발포체의 탄성이Fig. 66 EVA

급격히 증가되는 것으로 나타났는데 충격흡수 특성을 나타내는 영역이 상대적으F1

로 감소하기 때문이다.

를 과 블렌드할 경우 단독으로 발포체를 제조한 경우에 비해 가교가 빠EVA F1 F1

르고 발포특성이 양호해지며 기계적 강도가 개선되지만 충격흡수특성은 저조해짐으

로 충격흡수특성과 기계적 강도를 고려해 적절한 블렌드비 선정이 필요할 것으로

생각된다.

블렌드블렌드블렌드블렌드2. F1 / TAFMER(Ethylene-butene copolymer)2. F1 / TAFMER(Ethylene-butene copolymer)2. F1 / TAFMER(Ethylene-butene copolymer)2. F1 / TAFMER(Ethylene-butene copolymer)

에 비해 기계적 강도가 우수한 과 블렌드 비에 따른 특성 변화를 살EVA Tafmer F1

펴보기 위해 중 을 선정하였으며 가교제의 사용량을 변화하여 가교 발Tafmer EB9 ㆍ

포 특성을 살펴보았고 발포재의 사용량을 조절하여 유사한 비중을 가지는 발포체의

기계적 강도 변화를 비교 평가하였다.ㆍ

- 160 -


/EB9 blend system with similar expansion ratio

- 161 -



- 162 -



- 163 -

Fig. 69. Change of hardness by EB9 content in F1/EB9 blend

system

Fig. 70. Change of tensile strength by EB9 content in F1/EB9 blend

system

- 164 -

Fig. 71. Change of elongation by EB9 content in F1/EB9 blend

system

Fig. 72. Change of tear strength by EB9 content in F1/EB9 blend

system

- 165 -

Fig. 73. Change of split tear strength by EB9 content

in F1/EB9 blend system

Fig. 74. Change of compression set by E89 content

in F1/EB9 blend system

- 166 -

Fig. 75. Change of resilience by EB9 content in F1/EB9 blend

system

과 블렌드에서 가교특성은 의 비율이 증가될수록 발포체 제조를 위해EB9 F1 EB9

필요한 가교제의 사용량이 감소되었지만 과 블렌드에서의 가교제 사용량에VA6 F1

비해 많았는데 이는 의 가교 속도가 에 비해서 느리기 때문이다 발포 특성EB9 VA6 .

은 이 증가됨에 따라 양호해 지는 것으로 나타났다EB9 .

의 경도는 의 비율이 증가될수록 경도가 급격히 증가되는데 의 자Fig. 69 EB9 EB9

체 경도가 에 비해 높기 때문이다F1 .

인장강도 인열강도 파열인열강도는 자체 강도가 우수한 의 비율이 증가됨에, , EB9

따라 개선되지만 신장율의 경우 비율에 따른 경향성이 나타나지 않았다EB9 (Fig.

70, 71, 72, 73).

- 167 -

에 나타낸 영구압축줄음율의 경우 의 비율에 관계없이 유사한 특성을Fig. 74 EB9

나타났는데 자체 강도와 가교속도 차이등이 복합적으로 작용하기 때문으로 생각된

다.

의 반발 탄성은 의 비율이 증가될수록 발포체의 탄성이 증가될수록 발Fig. 75 EB9

포체의 탄성이 증가되는데 과 블렌드의 경우와 마찬가지로 의 비율 증VA6 F1 EB9

가로 충격흡수 특성을 나타내는 영역이 상대적으로 감소하기 때문이다F1 .

를 과 블렌드할 경우 와 블렌드 경우와 전반적으로 유사한 특성을Tafmer F1 EVA F1

보이지만 기계적 강도가 더 우수해 유리하지만 접착 특성등을 고려한 블렌드 시스

템 선정이 필요할 것으로 생각된다.

- 168 -

제 절 첨가제 연구제 절 첨가제 연구제 절 첨가제 연구제 절 첨가제 연구5555

발포체의 특성은 발포체의 를 형성하는 에 의해 가장 큰 영향을matrix basepolymer

받지만 첨가제에 의한 특성 변화를 무시할 수 없으며 가교 발포 특성은 큰 영향을ㆍ

받는다 따라서 여기에서는 첨가제에 의한 발포체의 특성 변화를 살펴보았다. .

1. Process oil1. Process oil1. Process oil1. Process oil

의 경우 등의 다양한Process oil white oil, aromatic oil, naphthene oil, paraffin oil

종류가 있지만 자체 색깔 때문에 발포체 제조시에 사용할 수 있는 은process oil

밖에 없다 따라서 사용에 따른 특성 변화를 살펴보기 위해white oil . white oil F1

과 블렌드 발포체에 적용하여 가교 발포 특성과 기계적 강도 변화를 살펴보EVA ㆍ

았다.

- 169 -



- 170 -


/VA6 blend system added process oil (5phr)

- 171 -



- 172 -



- 173 -

Tabie 76. Formulations and properties of sponge based on F1


- 174 -

Fig. 76. Change of hardness by process oil content

in F1 / EVA blend system

Fig. 77. Change of tensile strength by process oil content


- 175 -

Fig. 78. Change of elongation by process oil content


Fig. 79. Change of tear strength by process oil content


- 176 -

Fig. 80. Change of split tear strength by process oil content


Fig. 81. Change of compression set by process oil content


- 177 -

Fig 82. Change of resilience by process oil content


액상인 이 증가됨에 따라 에서의 혼합시간이 증가되었다oil kneader .

에 의한 가교의 지연으로 사용량 증가에 따라 가교제의 사용량도 함께 증가Oil oil

되었으며 발포 배율이 커지는 것으로 나타났다.

의 경도는 사용량이 증가에 따른 연질화와 가교도 감소로 경도가 감소되Fig. 76 oil

었다.

증가에 따른 연질화로 인장강도 인열강도 파열인열강도는 감소되고 신장율은Oil , ,

증가되는 것으로 나타났다(Fig. 77, 78, 79, 80).

의 영구압축줄음률도 의 사용량 증가에 따른 가교 지연과 연질화로 특성Fig. 81 oil

이 매우 저조해지는 것으로 나타났다.

에 나타낸 반발 탄성은 증가에 따라 크게 증가되었는데 이Fig. 82 oil

- 178 -

는 에 의해 의 유연성이 증가되기 때문이다oil polymer chain .

을 사용할 경우 가공성이 취약하고 기계적 강도와 충격흡수특성등의 특성이 전Oil

반적으로 저하됨으로 사용이 제한적인 것으로 나타났다.

점착부여제점착부여제점착부여제점착부여제2. (Tackifier)2. (Tackifier)2. (Tackifier)2. (Tackifier)

점착부여제는 가 높기 때문에 첨가시 발포체의 영역을 넓혀 충격 흡수 특성Tg Tg

을 개선시킬 것으로 생각됨으로 다양한 종류의 점착부여제를 과 블렌드 발F1 EVA

포체에 적용해 보았다 이때의 점착부여제의 사용량은 로 고정하였으며 가교. 10phr

제 사용량을 변량하여 가교 발포 특성을 살펴보았으며 발포제의 사용량을 조절하ㆍ

여 유사한 비중을 가지는 발포체를 제조해 기계적 강도 변화를 관찰하였다.

- 179 -



- 180 -


/VA6 blend system added aliphatic hydrocarbon resin.

- 181 -


/VA6 blend system added aliphatic hydrocarbon resin

- 182 -


/VA6 blend system added aromatic hydrocarbon resin

- 183 -


/VA6 blend system added aromatic hydrocarbon resin

- 184 -


/VA6 blend system added hydrogenated C1D

- 185 -


/VA6 blend system added hydrogenated C1D

- 186 -

Fig. 83. Change of hardness by Tackifier resin grade in F1 / EVA

blend system

Fig. 84. Change of tensile strength by Tackifier resin grade


- 187 -

Fig. 85. Change of elongation by Tackifier resin grade in F1 / EVA

blend system

Fig. 86. Change of tear strength by Tackifier resin grade


- 188 -

Fig. 87. Change of split tear strength by Tackifier resin grade


Fig. 88. Change of compression set by Tackifier resin grade


- 189 -

Fig. 89. Change of resilience by Tackifier resin grade in F1 / EVA

blend system

점착부여제 도입시 점착성 증가로 작업시간이 약간 길어졌지만 에서는kneader roll

점착성이 크게 나타나지 않았다.

점착부여제를 도입한 경우 가교가 전반적으로 지연되어 가교제의 사용량이 크게 증

가되었으며 발포도 원활하게 이루어지지 않았다.

의 경도는 점착부여제 사용에 따른 특성변화가 나타나지 않았다Fig. 83 .

의 인장 강도와 의 인열 강도의 경우 점착부여제 종류에 관계없이Fig. 84 Fig. 86

전반적으로 저조해지는데 이는 점착부여제 사용으로 물성을 나타내는 영polymer

역이 상대적으로 감소하기 때문으로 생각된다.

신장율과 파열인열강도는 을 사용한 경우를 제외하고 점착부여제 사용전에 비해T3

개선되었는데 점착부여제에 의한 가교도가 감소되기 때

- 190 -

문으로 생각된다 이와 같은 결과로 의 영구압축줄음율은 점착(Fig. 85, 87). Fig. 88

부여제에 의한 가교도 감소로 크게 저조해지는 것으로 나타났다.

의 반발탄성은 점착부여제 사용으로 탄성이 낮아지는데 높은 의 영향으로Fig. 89 Tg

보이며 점착부여제 중 이 가장 낮은 탄성을 가지는 것으로 나타났다T3 .

점착부여제 중 이 충격흡수성 개선과 기계적 강도 변화를 고려할 경우 가장 효과T3

적인 점착부여제로 나타났으며 충격흡수성과 기계적 강도를 고려해 적정 블렌드시

스템에 적용해야 될 것으로 생각된다.

충진제충진제충진제충진제3.3.3.3.

일반적으로 경탄을 제외한 충진제의 경우 충격흡수 특성과 기계적 강도를 개선시키

는 목적으로 사용되지만 발포체에 적용할 경우 컴파운드 흐름성이 저하되어 가교와

발포에 많은 영향을 미칠 것으로 생각되어진다 따라서 여기에서는 충진제 도입에.

따른 가교 발포 특성과 특성 변화를 관찰하기 위해 충진제 중 경탄 탈크 마이카, , ,ㆍ

카오리나이트를 선정하여 과 블렌드 발포체에 적용하여 특성 변화를 관찰하F1 F2

였다.

- 191 -


/F2 blend system with similar expansion ratio

- 192 -



- 193 -



- 194 -



- 195 -



- 196 -

Fig. 89 Change of hardness by filler in F1 / EVA blend system

Fig. 90. Change of tensile strength by filler in F1 / EVA blend

system

- 197 -

Fig. 91. Change of elongation by filler in F1 / EVA blend system

Fig. 92. Change of tear strength by filler in F1 / EVA blend

system

- 198 -

Fig. 93. Change of split tear strength by filler in F1 / EVA blend

system

Fig. 95. Change of compression set by filler in F1 / EVA blend

system

- 199 -

Fig. 96. Change of resilience by filler in F1 / EVA blend system

충진제의 사용량에 따른 가공성의 변화와 가교 특성의 변화는 크게 관찰되지 않았

다.

발포특성은 컴파운드의 용융점도 감소로 발포배율이 감소되어 동일한 발포배율을

가지는 발포체를 만들기 위한 발포제의 사용량이 증가되었다.

에 나타낸 경도 변화는 충진제 사용으로 크게 변화지 않는 것으로 나타났Fig. 89

다.

인장강도 신장율 인열강도의 변화는 크게 나타나지 않았는데 이는 충진제 사용으, ,

로 물성이 저하되지만 사용전에 비해 동일 발포배율에서 비중이 상대적으로 증가되

어 따른 물성 유지되는 것으로 생각된다(Fig. 90, 91, 91, 93).

- 200 -

의 파열인열강도는 첨가제 사용에 따른 가교도가 낮아지고 비중의 상대적Fig. 94

증가로 개선되지만 의 영구압축줄음율은 가교도가 낮아져 특성이 저하되는Fig. 95


에 나타낸 반발 탄성은 충진제 사용으로 탄성이 낮아져 충격흡수특성이 개Fig. 96

선되며 충진제 중 가 충격흡수특성 개선이 가장 적은 것으로 나타났다AF4 .

충진제를 사용할 경우 발포특성과 영구압축줄음율이 저하되지만 생산단가를 낮출

수 있고 충격흡수특성을 개선시킬 수 있어 적절량 적용이 가능할 것으로 생각된다.

- 201 -

제 절 제조 공정에 관한 연구제 절 제조 공정에 관한 연구제 절 제조 공정에 관한 연구제 절 제조 공정에 관한 연구6666

지금까지는 일반적인 발포체 성형방법으로 발포체용 소재들의 가교 발포 특성을ㆍ

살펴보았는데 여기에서는 가교와 발포가 분리되어진 발포체 제조를 위한 공정 연구

과 용 발포체 제조를 위한 공정 연구를 진행하였다Two color .

선가교 후발포 공정선가교 후발포 공정선가교 후발포 공정선가교 후발포 공정1.1.1.1.

발포체 제조 공정을 단계로 나누어 단계에서는 가압하여 가교를 우선 진행시키고2 1

단계에서는 상압에서 발포를 진행시켜 발포체를 제조하였다 이 때 평가된 소재는2 .

신발용 발포체에 가장 많이 적응되는 와 탄성이 높은 계 충격흡수EVA EB1 Tafmer,

성이 우수한 을 선정하였으며 가교제는 분 반감기 온도가F1 10 138℃를 가지는

과 분 반감기 온도가C2(1,1-Di(tert-butylperoxy)-3,3,5-trimethylcyclohexane) 10

162℃를 가지는 를 사용했고 발포제는 분해온도가C1(Dicumyl peroxide) 200±5℃

인 과 분해온도가 안 을 사용하였다 성형조건은B2 155±5 B1 . 155℃ ℃에서 가압하

여 가교시킨 후 170℃에서 발포시켜 발포체를 성형하였다.

- 202 -


by 2step blowing process

에 가교제 를 발포제 을 사용한 경우 차 성형시 탈형이VA6 C240% 3phr, B2 8phr 1

양호했고 발포가 약간 진행되었으며 차 발포체의 외간도 대체로 우수하였다 하지2 .

만 을 도입하여 차 성형시 발포를 증가시킨 경우 차 발포체 외간이 불량스러B1 1 2

워졌고 을 도입하여 가교를 증가시킨 경우는 차 성형시 탈형특성이 개선되지만C1 1

차 발포체 제조 자체가 불가능했다2 .

- 203 -



의 사용량을 증가시킨 경우는 를 도입한 경우와 마찬가지로 차 발포체 제조C2 C1 2

가 불가능했다 발포제 을 증량한 경우 발포가 증가되어 차 발포체의 비중이 낮. B2 2

아지는 것으로 나타났다 가교제 사용량을 감소한 경우 차 발포체 제조가 가능. C2 2

했지만 차 성형시 탈형이 용이하지 못하고 차 발포체의 외관도 차 탈형 불량의1 2 1

영향으로 양호하지 못했다.

- 204 -

Table 91. Formulations and properties of sponge based on EB3


에 가교제 를 가교보조제 을 발포제 을 사용EB3 C240% 3phr, CA1 0.4phr, B2 8phr

한 경우 차 성형시 탈형이 불가능했는데 에 비해 의 가교속도가 늦기1 EVA Tafmer

때문으로 생각된다 가교제인 의 사용량을 증가시킨 경우 차 성형시 탈형이 가. C2 1

능했지만 차 발포체 제조가 불가능했고 을 도입한 경우는 차 탈형이 불가능했2 C1 1

는데 의 반응온도가 차 성형온도보다 높기 때문에 에 비해 효과가 낮은 것으C1 1 C2

로 생각된다.

- 205 -

Table 92. Formulations and properties of sponge based on EB3


가교제 를 증가시킨 경우 차 성형시 탈형은 양호해졌지만 발포가 진행되지C240% 1

않았고 차 발포체의 성형은 불가능했다 분해온도가 낮은 을 도입하여 차 성2 . B1 1

형시 발포를 진행시켰지만 차 발포체 제조가 불가능했고 차 발포체 제조시 가교2 2

와 발포의 발란스를 맞추기 위해 의 사용량을 낮추고 을 증가시킨 경우도 차C2 C1 2

발포체 제조가 불가능했다.

- 206 -



에 가교제 를 가교보조제 을 발포제 을 사용한F1 C240% 4phr, CA1 0.4phr, B2 8phr

경우 차 성형시 탈형이 불가능했는데 와 에 비해 가교속도가 매우 늦기1 EVA Tafmer

때문으로 생각된다 따라서 가교제인 의 사용량을 증가시켰고 을 도입했지만. C2 C1

탈형이 양호하지 못했다.

- 207 -



탈형을 개선시키기 위해 가교제 를 로 증가시킨 경우 탈형 특성은 양호C240% 5phr

해졌지만 차 성형시 발포가 진행되지 않았고 차 발포체의 성형도 불가능했다1 2 . 1

차 성형시 발포를 진행시키기 위해 분해온도가 낮은 을 도입했지만 차 발포체B1 2

제조가 불가능했고 을 도입하여 차 성형시 가교와 발포 발란스를 조절한 경우C1 2

도 차 발포체 제조가 불가능했다2 .

- 208 -

선가교 후발포 공정으로 발포체를 성형해 본 결과 차 성형시 탈형이 양호하고 미1

세발포가 되는 경우가 차 발포체 성형이 용이한 것으로 실험의 결과 나타났고 선2

가교 후발포 공정에서는 사용된 원료의 가교와 발포 발란스 조절이 용이해야 발포

체 성형이 가능해 를 제외한 다른 의 경우 단독으로 발포체 제조는 힘EVA poiymer

이든 것으로 가타났다.

선가교 후발포 공정으로 제조된 발포체의 경우 비중이 미만으로 매우 낮EVA 0.1

고 형태가 열린 기포를 형성하고 있으며 경도 인장강도 인열강도 영구압축줄음률, , ,

등의 특성이 전반적으로 매우 취약했다 따라서 경도와 기계적 강도 증가시키기 위.

한 블렌드 시스템 연구와 이와 더불어 기능성 부여를 위한 블렌드 시스템 연구를

병행하였다.

에서는 과 을 과 블렌드하여 경도와 기계적 강도 증가를 위Table 95 LD3 EB10 VA6

한 배합을 설계해 에서 에서 선가교 후발포 공정에 적용하였고Table 96 Table 99

에서 에서 특성변화를 살펴보았다Fig. 97 Fig. 102 .

- 209 -

Table 95. Formulations and properties of sponge based on blend

system

- 210 -


/LD3 blend system by 2step blowing process

- 211 -

Tabie 97. Formulations and properties of sponge based on VA6

/LD3 blend system by 2step blowing process

- 212 -


/EB10 blend system by 2step blowing process

- 213 -


/DF10 blend system by 2step blowing process

- 214 -

Fig. 97 Change of hardness by polymer matrix

Fig 98. Change of tensile strength by polymer matrix

- 215 -



- 216 -



- 217 -

함량이 인 경우는 선가교 후발포 공정으로 발포체 제조가 가능했지만EVA 70%

함량이 인 경우 발포체 제조가 불가능했다 이는 에 비해 과EVA 50% . EVA LD3

의 가교와 발포 발란스가 선가교 후발포 공정에 적합하지 않기 때문으로 생각EB10

된다.

에 나타낸 경도를 살펴보면 자체 경도가 에 비해 높은 과 의F1g. 97 VA6 LD3 EB10

블렌드로 경도가 증가되지만 비중이 낮아 여전히 저경도 발포체가 제조되었다.

인장강도는 을 블렌드한 경우 조금 개선되었지만 을 블렌드한 경우는 오EB10 LD3

히려 저조해졌고 신장율 인열강도 영구압축줄음률도 개선되지 않는데 과, , EB10

의 블렌드로 가교와 발포 발란스가 불안정해졌기 때문으로 생각된다LD3 .(Fig. 98,

99, 100, 101)

의 반발탄성은 에 비해 탄성이 낮은 과 의 블렌드로 탄성이Fig 102 VA6 LD3 EB10

낮아지는 것으로 나타났다.

선가교 후발포 공정에서 경도와 기계적 강도 개선을 위해 과 을 블렌드했LD3 EB10

지만 성형특성이 저조해져 기계적 강도가 개선되지 못했고 오히려 저조해지는 것으

로 나타났다.

에서 에서는 기능성 부여를 반발탄성이 우수한 과 충격흡Table 100 Table 103 EB2

수특성을 가지는 을 사용하여 배합을 설계하였으며 에서 에서F1 Fig 103 Fig. 108

특성변화를 살펴보았다.

- 218 -


/E82 blend system by 2step blowing process

- 219 -


/EB2 blend system by 2step blowing process

- 220 -


/F1 blend system by 2step blowing process

- 221 -


/F1 blend system by 2step blowing process

- 222 -

Fig. 103 Change of hardness by polymer matrix


- 223 -


Fig. 106. Change of tear strength by Polymer matrix

- 224 -


Fig. 108. Change of resilience by Polymer matrix

- 225 -

앞의 을 블렌드한 경우와 마찬가지로 함량이 인 경우는 선가교LD3, EB10 EVA 70%

후발포 공정으로 발포체 제조가 가능했지만 함량이 인 경우 발포체 제조EVA 50%

가 불가능했는데 과 의 가교와 발포 특성이 선가교 후발포 공정에 적합하지EB2 F1

않기 때문이다

의 경도는 자체 경도가 에 비해 낮은 과 의 블렌드로 경도가 낮FIg. 103 VA6 EB2 F1

아지는 것으로 나타났다.

과 이 블렌드한 경우 인장강도와 인열강도는 단독으로 발포체를 제조한EB2 F1 VA6

경우에 비해 낮은 강도를 보이며 신장율은 높게 나타났다(Fig. 104, 105, 106).

에 나타낸 영구압축줄음률의 경우 블렌드에 따른 변화는 나타나지 않았고Fig 107

비중이 낮아 모두 에 가까운 저조한 특성을 보여주었다100% .

의 반발탄성을 살펴보면 단독인 경우에 비해 반발탄성이 우수한Fig. 108 VA6 EB2

의 블렌드로 탄성이 증가되었고 충격흡수 특성을 가지는 의 블렌드로 탄성이 감F1

소되는 것으로 나타났지만 효과는 크지 않았다 이는 발포가 매우 크게 형성되어.

탄성을 나타내는 폴리머의 영역이 분산되기 때문으로 생각된다.

선가교 후발포 공정에서 기능성을 부여하기 위해 과 을 블렌드했지만 사용량EB2 F1

이 한정적이고 발포가 크게 형성됨에 따라 기능성이 크게 나타나지 않았다.

- 226 -

발포체 제조공정발포체 제조공정발포체 제조공정발포체 제조공정2. Two color2. Two color2. Two color2. Two color

신발의 패션화와 다기능성 부여 가능성을 평가하기 위해 색깔이 서로 다른 컴파운

드로 발포체를 제조하려고 하는데 일반적인 압축 성형방법으로 발포체를 제조할 경

우 경계부분에서 월색등의 문제가 발생하기 때문에 선가교 후발포 공정을 응용하여

발포체를 제조하고자 한다 선가교시킨 차 성형품을 아래에 나타낸 공정들로 차. 1 2

성형하여 발포체를 제조하였다.

공정 1

공정 2

공정3

- 227 -

Table 103. Formulations and properties of two color sponge based

on VA6 by 2step blowing process

- 228 -

공정 의 방법으로 발포체를 제조한 경우 경계면에서 접착이 전혀 되지 않는데 이1

는 차 성형품 표면이 가교에 의해 두꺼운 스킨층을 가지고 있고 또 수직으로 배열1

해 경계면에서 압력이 거의 받지 않기 때문으로 보인다.

공정 방법으로 발포체를 제조한 경우도 경계면에서 접착이 거의 되지 않은데 가2

교에 의해 스킨을 가지고 있기 때문으로 생각된다.

공정 의 방법으로 발포체를 제조한 경우 경계면에서 접착이 이루어지는데 미가교3

컴파운드가 가압에 의해 가교가 진행되면서 각각의 차 성형품과 결합을 이루기 때1

문으로 생각된다.

선가교 후발포 공정을 응용하여 발포체 성형을 진행했는데 차 성형시two color 1

가교에 의해 표면에 스킨층이 형성되어 차 성형시 경계면에서 접착이 전혀 이루어2

지지 않는 것으로 나타났다 따라서 차 성형품 경계면 사이에 미가교 컴파운드를. 1

투입해야 발포체 제조가 가능했으며 제조된 발포체는 내부에 열린 기포two color

를 많이 가지고 있어 물성이 전반적으로 매우 취약하였다.

- 229 -

제 장 최적배합제 장 최적배합제 장 최적배합제 장 최적배합5555

본 연구에서는 신발용 발포체의 재료로써 많이 사용되고 있는 EVA,

등의ethylene-butene copolymer, ethylene-octene copolymer, LDPE, SIS, L601

기본특성과 블렌드 및 첨가제 등을 연구함으로써 기능성 발포체를 개발할system

수 있었고 발포체 성형공정 연구로 가교와 발포가 분리되어진 발포체를 개발할 수

있었다.

본 연구를 통해 평가된 소재 중 기능성 발포체로는 높은 탄성을 가지면서 기계적

강도와 작업성이 양호한 배합 낮은 탄성을 가지면서 기계적 강도가 개선된B105 ,

배합을 선정하여 신발에 적용하기 위한 크기로 제조하기위해 가교제와 발포BS17

제를 조절하여 최적 배합을 설계하였고 기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한ㆍ

배합을 선정하여 신발에 적용하기 위한 크기로 제조하기위해 가교제와 발포제P22

를 조절하였고 최적 배합을 설계하였으며 선가교 후발포 공정과 발포체two color

제조 공정에 적용시켜 최적 배합을 설계하였다.

- 230 -

반발탄성이 우수한 신발용 발포체반발탄성이 우수한 신발용 발포체반발탄성이 우수한 신발용 발포체반발탄성이 우수한 신발용 발포체1.1.1.1.

Table. Formulations and properties of high resilience sponge

Molding condition : 155 ×40min, 25mm Mold℃

- 231 -

충격흡수 특성이 우수한 신발용 발포체충격흡수 특성이 우수한 신발용 발포체충격흡수 특성이 우수한 신발용 발포체충격흡수 특성이 우수한 신발용 발포체2.2.2.2.

Table. Formulations and properties of shock absorbing sponge


- 232 -

기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한 발포체기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한 발포체기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한 발포체기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한 발포체3.3.3.3. ㆍㆍㆍㆍ

Table. Formulations and properties of sponge with good

mechanical, crosslinkg, foaming properties


- 233 -

선가교 후발포 공정에 의한 발포체선가교 후발포 공정에 의한 발포체선가교 후발포 공정에 의한 발포체선가교 후발포 공정에 의한 발포체4.4.4.4.

Table. Formulations and properties of low density sponge by

2step blowing process.

- 234 -

제조 공정에 의한 발포체제조 공정에 의한 발포체제조 공정에 의한 발포체제조 공정에 의한 발포체5. Two color5. Two color5. Two color5. Two color

Table. Formulations and properties of two color sponge by

2step blowing process

- 235 -

최적 배합최적 배합최적 배합최적 배합6.6.6.6.

반발탄성이 우수한 신발용 발포체반발탄성이 우수한 신발용 발포체반발탄성이 우수한 신발용 발포체반발탄성이 우수한 신발용 발포체

- 236 -

충격흡수 특성이 우수한 신발용 발포제충격흡수 특성이 우수한 신발용 발포제충격흡수 특성이 우수한 신발용 발포제충격흡수 특성이 우수한 신발용 발포제

- 237 -

기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한 신발용 발포체기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한 신발용 발포체기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한 신발용 발포체기계적 강도와 가교 발포 특성이 양호한 신발용 발포체ㆍㆍㆍㆍ

- 238 -

선가교 후발포 공정에 적합한 저비중 발포체선가교 후발포 공정에 적합한 저비중 발포체선가교 후발포 공정에 적합한 저비중 발포체선가교 후발포 공정에 적합한 저비중 발포체

- 239 -

성형 공정에 적합한 발포체성형 공정에 적합한 발포체성형 공정에 적합한 발포체성형 공정에 적합한 발포체Two colorTwo colorTwo colorTwo color

- 240 -

제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론제 장 결 론6666

본 연구팀은 가교와 발포가 분리되어진 제조 기술 개발 에 대한 연구를midsole『』

통해 다음과 같은 결론을 얻었다.

1. Base polymer1. Base polymer1. Base polymer1. Base polymer

◎ Ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA)

함량와 에 따라 발포체의 특성이 좌우됨VA Mlㆍ

° 함량이 높을수록VA

→ 반발탄성이 높아지고 경도가 낮아짐

→ 인장강도 인열강도 등의 특성이 낮아짐, , compression set

° 가 증가될수록Ml

→ 반발탄성과 경도의 변화는 나타나지 않음


전반적으로 양호한 물성을 가지며 가교와 발포 특성이 양호ㆍ

◎ LDPE

에 따라 발포체의 특성이 좌우됨Mlㆍ



→ 인장강도 인열강도가 개선되지만 는 낮아짐, compression set

전반적으로 경도가 높고 탄성이 낮음ㆍ

에 비해 가교가 느리고 발포 특성이 좋지 못함EVAㆍ

- 241 -

◎ Ethylene-butene copolymer

자체경도 의 함량 과 에 따라 특성 좌우(Butene ) Mlㆍ

자체경도가 높아지면ㆍ

→ 반발탄성이 낮아지고 경도가 높아짐

→ 인장강도 인열강도 등의 특성이 개선됨, , compression set

가 높아질수록Mlㆍ



자체경도가 낮은 계열은 기계적 강도가 우수함EB9, EB4ㆍ

자체경도가 높은 계열은 반발탄성이 매우 높음EB1ㆍ

에 비해 가교가 느리고 발포특성이 양호EVAㆍ

◎ Ethylene-octene copolymer

의 함량과 에 따라 특성 좌우Octene Mlㆍ

° 의 함량이 증가할수록Octene

→ 반발탄성이 높아지고 경도가 낮아짐





에 비해 가교가 느리고 발포특성이 양호EVAㆍ

- 242 -

◎ F1

반발탄성이 매우 낮아 충격흡수용 소재로 적합ㆍ

에 비해 가교가 매우 느리고 발포특성이 양호EVAㆍ

인열강도 파열인열강도가 취약하고 작업성이 좋지 못함,ㆍ

◎ SIS

반발탄성이 높고 경도가 매우 낮음ㆍ

와 유사한 가교속도를 가지며 발포특성이 양호EVAㆍ

기계적 강도가 전반적으로 취약ㆍ

◎ 블렌드Rubber

블렌드BRㆍ

→ 가교가 빠르고 발포특성이 좋지 못해 이상 적용이 어려움20%

→ 탄성 증가 효과가 크지않고 물성이 전반적으로 취약해짐

블렌드lIRㆍ

→ 와 블렌드 특성이 양호EVA

→ 탄성 감소 효과가 크지 않고 물성이 전반적으로 취약해짐

◎ 블렌드

발포체의 특징은 블렌드비에 따라 차이가 나타남ㆍ

과 블렌드시 사용량이 낮아질수록F1 EVA, Tafmer F1ㆍ

→ 탄성이 증가되고 기계적 강도가 개선됨

→ 의 물성 개선효과가 더 크게 나타남Tafmer

- 243 -

첨가제첨가제첨가제첨가제2.2.2.2.

◎ Process oil

이 증가될수록Process oilㆍ

→ 가공성이 취약해짐

→ 탄성이 증가되고 경도가 낮아짐

→ 기계적 강도가 전반적으로 낮아짐

◎ 점착부여제

점착부여제를 사용한 경우ㆍ

→ 가공성이 취약해짐

→ 경도의 변화는 나타나지 않지만 탄성이 낮아짐

→ 기계적 강도가 전반적으로 낮아짐

→ 점착부여제 중 이 가장 양호한 특성을 나타냄T3

◎ 충진제

충진제를 사용한 경우ㆍ

→ 가공성과 경도의 변화는 크게 나타나지 않음

→ 탄성이 낮아지며 기계적 강도가 전반적으로 낮아짐

- 244 -

제조 공정제조 공정제조 공정제조 공정3.3.3.3.

◎ 선가교 후발포 공정

를 제외하고 발포체 제조가 불가능EVAㆍ

가교와 발포 발란스 조절이 매우 중요ㆍ

선가교 후발포 공정으로 제조된 발포체의 경우EVAㆍ

→ 내부에 열린 기포 구조를 가짐

→ 비중과 경도가 매우 낮고 물성이 전반적으로 취약

◎ 발포체 제조공정Two color

가교에 의해 스킨층이 형성되어 경계면에서 접착이 되지 않음ㆍ

경계면 사이에 미가교 컴파운드를 투입하여 성형한 경우에만 발포체two colorㆍ

제조가 가능

주 의

이 보고서는 산업자원부에서 시행한 지역산업진흥사업의 기술개발1.

보고서이다.

이 기술개발내용을 대외적으로 발표할 때에는 반드시 산업자원부2.

에서 시행한 지역산업진흥사업의 기술개발결과임을 밝혀야 한다.

가교와발포가분리되어진 제조midsole ( )최종보고서 2004.12. · 2011. 12. 20. ·...

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