KR101921682B1 - Elastomeric composite for impact absorption - Google Patents

Abstract

Provided is an elastomeric composite for impact absorption, which comprises: foam-shaped beads made of a first polymer material; and an aggregate formed by coupling the beads in the shape of a bundle through a binding material made of a second polymer material. Moreover, a boundary layer having an unequal thickness between the beads is formed by the binding material.

Description

충격흡수용 탄성 복합체{Elastomeric composite for impact absorption}[0001] Elastomeric composite for impact absorption [0002]

본 명세서에 개시된 기술은 충격흡수용 탄성 복합체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오랜 기간 사용 중에도 탄성이 유지되는 충격흡수용 탄성 복합체에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD [0002] The art disclosed in this specification relates to an elastic composite for shock absorption, and more particularly, to an elastic composite for shock absorption which maintains elasticity even during long use.

우리의 생활 주변에는 충격흡수용 탄성체가 많이 이용되고 있다. 그 중 가장 많이 쓰이는 충격흡수용 탄성체의 예를 들면 플라스틱이나 고무를 발포시켜 만든 폼과 신발, 헬멧, 프로텍터, 자동차 자전거의 튜브, 공 등에 많이 쓰이는 에어백이다. Shock absorbing elastomers are widely used around our lives. Examples of the most commonly used shock absorbing elastic bodies are foam and shoes made by foaming plastic or rubber, air bags used for helmets, protectors, tubes and balls for automobile bicycles.

플라스틱이나 고무 폼은 탄성이 충분치 않아 충격흡수 기능이 부족하고 영구압축줄음율(compression set)이 높아 오래 사용하면 두께가 얇아져 본래의 폼 기능을 점점 상실할 수 있다. 에어백은 탄성이 좋고 충격흡수 기능이 대단히 우수하지만 에어백으로 사용되는 물질이 완벽한 기체투과 방지성을 가진 것이 없어 시간이 갈수록 에어가 빠져 에어백 본래의 기능을 상실할 수 있다. 또한 사용 중 날카로운 물질에 찔려 펑크가 나 버리면 일시에 에어백 기능이 정지되거나 인체에 위해를 입을 위험이 상존한다. 이에 좀더 개선된 형태의 탄성체가 요구된다.Plastic or rubber foam is not elastic enough and lacks shock absorbing properties and has a high compression set, which can lead to thinning of the foam for extended periods of time, resulting in loss of original foam function. Although the airbag has good elasticity and shock absorbing function, the material used as the airbag has no perfect gas permeation preventive property, and the airbag can lose its original function as time goes by. Also, if a puncture is struck by a sharp substance during use, there is a danger that the airbag function may be temporarily stopped or the human body may be injured. A more improved form of the elastic body is required.

본 명세서에 개시된 기술의 일 측면에 의하면, 제1 고분자 소재로 이루어진 폼 형태의 비드들; 및 제2 고분자 소재로 이루어진 결착재를 통해 상기 비드들이 다발 형태로 결합하여 이루어진 집합체를 포함하되, 상기 결착재에 의해 상기 비드들 간에 불균일한 두께를 갖는 경계층이 형성된 것인 충격방지용 탄성 복합체가 제공된다.According to one aspect of the technology disclosed herein, there are provided foamed beads made of a first polymer material; And an aggregate composed of the beads in a bundle-like shape through a binder made of a second polymer material, wherein a boundary layer having a non-uniform thickness is formed between the beads by the binder, do.

본 명세서에 개시된 기술의 다른 측면에 의하면, 에틸렌계 중합체, 프로필렌계 중합체, 비닐계 중합체, 고무, 열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer) 및 염화비닐계 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 제1 고분자 소재 및 발포제를 포함하는 조성물을 압출가공하는 단계; 상기 압출가공을 통해 얻은 압출물을 절단하여 고분자 폼 비드들을 얻는 단계; 상기 고분자 폼 비드들과 상기 고분자 폼 비드들을 다발 형태로 결합시키기 위한 제2 고분자 소재를 혼합한 혼합물을 금형 내에 투입하는 단계; 및 상기 금형 내에서 상기 혼합물을 성형 및 탈형하여 탄성 복합체 성형물을 얻는 단계를 포함하는 충격흡수용 탄성 복합체의 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the technology disclosed in the present specification, there is provided a method for producing a foamed article, which comprises a first polymer material selected from the group consisting of an ethylene polymer, a propylene polymer, a vinyl polymer, a rubber, a thermoplastic elastomer and a vinyl chloride polymer, Extruding the composition; Cutting the extrudate obtained through the extrusion process to obtain polymer foam beads; Introducing a mixture of the polymeric foam beads and the polymeric beads into a metal mold; And a step of molding and demolding the mixture in the mold to obtain an elastic composite molding.

도 1은 충격흡수용 탄성 복합체의 일 구현예를 나타낸다. 도 1의 (a)와 (b)는 각각 구형의 충격흡수용 탄성 복합체와 그 단면도를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 충격흡수용 탄성 복합체의 다른 구현예를 나타낸다.
도 3은 보강층을 구비한 충격흡수용 탄성 복합체의 일 구현예의 단면도이다.
도 4는 본 명세서에 개시된 기술의 일 구현예에 따른 충격흡수용 탄성 복합체의 제조방법을 나타내는 공정순서도이다.Fig. 1 shows an embodiment of an elastic composite for shock absorption. 1 (a) and 1 (b) schematically show spherical impact absorbing elastic composites and their sectional views, respectively.
Fig. 2 shows another embodiment of the elastic composite for shock absorption.
3 is a cross-sectional view of one embodiment of an elastic composite for shock absorption having a reinforcing layer.
4 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing an elastic composite for shock absorption according to one embodiment of the technique disclosed herein.

이하 본 명세서에 개시된 기술의 다양한 구현예들에 대해 보다 상세히 설명하고자 한다. 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 시점에서 설명하였고, 일 구성요소가 다른 구성요소 "위에/아래에" 또는 "상에/하에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 위에/바로 아래에" 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다.Various embodiments of the techniques disclosed herein are described in greater detail below. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. It will be understood that when an element is referred to as being "on / under" or "on / under" another element, , And the case where there is another component in the middle.

본 명세서에 개시된 기술의 일 구현예에 따른 충격흡수용 탄성 복합체는 제1 고분자 소재로 이루어진 폼 형태의 비드들, 및 제2 고분자 소재로 이루어진 결착재를 통해 상기 비드들이 다발(cluster) 형태로 결합하여 이루어진 집합체를 포함한다.The elastic composite for shock absorption according to one embodiment of the present invention includes foamed beads made of a first polymer material and a binder made of a second polymer material so that the beads are combined in a cluster form And the like.

도 1은 충격흡수용 탄성 복합체의 일 구현예를 나타낸다. 도 1의 (a)와 (b)는 각각 구형의 충격흡수용 탄성 복합체와 그 단면도를 개략적으로 나타낸다. 도 1을 참조하면, 충격흡수용 탄성 복합체(100)는 제1 고분자 소재로 이루어진 폼 형태의 비드들(110)이 다발 형태로 결합하고 있다. 이때 비드들(110)은 구상, 기둥의 형태 또는 럭비공 형태를 가질 수 있다. 본 명세서에서 "비드들이 다발 형태로 결합하고 있다"는 것은 탄성 복합체 내의 인접한 임의의 3개의 비드들 중 어느 2개의 비드들 간의 떨어진 거리가 각 비드들의 반지름의 합보다는 적어도 작은 것을 의미하며, 예를 들어 상기 거리가 인접한 두 개의 비드 각각의 반지름의 합의 1/2 이하, 1/4 이하, 1/6 이하, 1/8 이하, 1/10, 1/20 또는 1/50, 또는 1/100 이하일 수 있으며, 하한은 1/200 이상, 1/150 이상, 1/100 이상, 1/50 또는 1/10 이상일 수 있다. 바람직하게는 탄성 복합체의 탄성과 기계적 물성을 고려하여 상기 거리는 인접한 두 개의 비드 각각의 반지름의 합의 1/100 내지 1/10 이다. 또한 임의의 3개의 비드들이 상기 거리 기준을 만족하는 비율은 탄성 복합체 내의 비드들의 개수 중 90%이상, 바람직하게는 95% 이상, 더 바람직하게는 99% 이상이다.Fig. 1 shows an embodiment of an elastic composite for shock absorption. 1 (a) and 1 (b) schematically show spherical impact absorbing elastic composites and their sectional views, respectively. Referring to FIG. 1, the elastic composite 100 for shock absorption has foamed beads 110 formed of a first polymer material and joined in a bundle shape. At this time, the beads 110 may have a spherical shape, a pillar shape, or a rugby ball shape. Means that the distance between any two beads of any three adjacent beads in the elastic composite is at least less than the sum of the radii of the respective beads, The distance is less than 1/2, less than 1/4, less than 1/6, 1/8, less than 1/10, 1/20 or 1/50, or less than 1/100 of the sum of the radii of each adjacent two beads And the lower limit may be 1/200 or more, 1/150 or more, 1/100 or more, 1/50 or 1/10 or more. Preferably, in consideration of the elasticity and mechanical properties of the elastic composite, the distance is 1/100 to 1/10 of the sum of the radii of the adjacent two beads. Also, the ratio that any three beads satisfy the distance criterion is 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 99% or more of the number of beads in the elastic composite.

상기 제1 고분자 소재는 에틸렌계 중합체, 프로필렌계 중합체, 비닐계 중합체, 고무, 열가소성 탄성체 및 염화비닐계 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 제1 고분자 소재가 상기 재질로 이루어질 경우 탄성 복합체(100)가 적절한 탄성과 기계적 물성을 가질 수 있다.The first polymer material may be made of one or more materials selected from the group consisting of an ethylene polymer, a propylene polymer, a vinyl polymer, rubber, a thermoplastic elastomer, and a vinyl chloride polymer. When the first polymer material is made of the above material, the elastic composite 100 may have appropriate elasticity and mechanical properties.

상기 에틸렌계 중합체는 에틸렌 단일중합체, 에틸렌 공중합체 등일 수 있으며 바람직하게는 에틸렌 공중합체이다. 상기 에틸렌 공중합체는 i) 에틸렌 및 ii) C₃-C₁₀ 알파 올레핀, 불포화 C₃-C₂₀ 모노카르복시산의 C₁-C₁₂ 알킬 에스테르, 불포화 C₃-C₂₀ 모노 또는 디카르복시산, 불포화 C₄-C₈ 디카르복시산의 무수물 및 포화 C₂-C₁₈ 카르복시산의 비닐 에스테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체이거나 상기 공중합체의 이오노머(ionomer)일 수 있다.The ethylene polymer may be an ethylene homopolymer, an ethylene copolymer, or the like, and is preferably an ethylene copolymer. The ethylene copolymer is i) ethylene and ii) C ₃ -C ₁₀ alpha olefin, an unsaturated C ₃ -C ₂₀ monocarboxylic acid of the C ₁ -C ₁₂ alkyl ester, an unsaturated C ₃ -C ₂₀ mono- or dicarboxylic acids, unsaturated C ₄ An anhydride of -C ₈ dicarboxylic acid and a vinyl ester of saturated C ₂ -C ₁₈ carboxylic acid, or an ionomer of the copolymer.

상기 에틸렌 공중합체에 있어서 바람직하게는, 에틸렌은 전체 중합체의 주요 몰분율을 차지하는데, 통상 에틸렌은 전체 중합체의 약 50 몰% 이상을 차지한다. 더욱 바람직하게는 에틸렌은 약 60 몰% 이상, 약 70 몰% 이상, 또는 약 80 몰% 이상을 차지한다.In the ethylene copolymer, ethylene preferably accounts for a major mole fraction of the whole polymer, and ethylene generally accounts for at least about 50 mole% of the total polymer. More preferably, ethylene accounts for at least about 60 mole percent, at least about 70 mole percent, or at least about 80 mole percent.

바람직하게는 고탄성의 면에서 상기 에틸렌 공중합체는 에틸렌과 알파올레핀의 공중합체이다. 여기서 상기 알파 올레핀은 말단에 이중결합을 갖는 탄소수 3 이상의 올레핀이다. 전체 에틸렌 알파올레핀 공중합체에서 에틸렌을 제외한 실질적인 나머지는 바람직하게는 3개 이상의 탄소 원자를 갖는 알파 올레핀인 하나 이상의 기타 공단량체를 포함한다. 특히 상품화되어 입수용이성 측면에서 바람직하게는 상기 알파 올레핀은 부텐, 헥센 또는 옥텐이다. 예를 들어 상기 에틸렌 공중합체가 에틸렌 옥텐 공중합체인 경우, 바람직한 조성물은 전체 중합체의 약 80 몰% 이상의 에틸렌 함량, 및 전체 중합체의 약 10 내지 약 15 몰%, 바람직하게는 약 15 내지 약 20 몰%의 옥텐 함량을 포함할 수 있다.Preferably, in view of the high elasticity, the ethylene copolymer is a copolymer of ethylene and an alpha olefin. Wherein the alpha olefin is an olefin having 3 or more carbon atoms and having a double bond at the terminal. The substantial remainder, excluding ethylene, in the total ethylene alpha olefin copolymer preferably comprises one or more other comonomers which are alpha olefins having three or more carbon atoms. In particular, the alpha olefin is preferably butene, hexene or octene in view of commercialization and availability. For example, when the ethylene copolymer is an ethylene octene copolymer, the preferred composition comprises an ethylene content of at least about 80 mole percent of the total polymer, and from about 10 to about 15 mole percent, preferably from about 15 to about 20 mole percent, Of octene content.

상기 에틸렌과 알파 올레핀 공중합체는 랜덤 공중합체 또는 블록 공중합체일 수 있다. 상용화된 제품으로 Dow Chemical의 Engage 및 Infuse, Mitsui의 Tafmer, Exxon Mobile의 Exact, LG화학의 LG-POE 등이 있는데, 특히 본 명세서에 개시된 기술의 저 비용 공정에 적합하게는 에틸렌과 알파 올레핀의 랜덤 공중합체가 바람직하다. 상기 에틸렌 랜덤 공중합체의 경우, 에틸렌 함량은 약 60 몰% 내지 약 99.5 몰%, 약 80 몰% 내지 약 99 몰%, 혹은 약 85 몰% 내지 약 98 몰%일 수 있다. 마찬가지로, 알파 올레핀 함량은 약 0.5 몰% 내지 약 40 몰%, 약 1 몰% 내지 약 20 몰%, 혹은 약 2 몰% 내지 약 15 몰%의 범위일 수 있다. 알파 올레핀 공단량체의 분포는 대표적으로 랜덤하고, 에틸렌 공중합체를 형성하는 상이한 분자량 분율에 걸쳐서 균일하다.The ethylene and alpha olefin copolymers may be random copolymers or block copolymers. Examples of commercially available products include Engage and Infuse from Dow Chemical, Tafmer from Mitsui, Exact Mobile from Exxon Mobile, and LG-POE from LG Chemical. In particular, in order to lower the cost of the disclosed technology, Copolymers are preferred. In the case of the ethylene random copolymer, the ethylene content may be from about 60 mol% to about 99.5 mol%, from about 80 mol% to about 99 mol%, or from about 85 mol% to about 98 mol%. Likewise, the alpha olefin content may range from about 0.5 mole% to about 40 mole%, from about 1 mole% to about 20 mole%, or from about 2 mole% to about 15 mole%. The distribution of alpha olefin comonomers is typically random and uniform over different molecular weight fractions forming ethylene copolymers.

상기 에틸렌 공중합체의 구체적인 예는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 에틸렌 부틸아크릴레이트(EBA) 공중합체, 에틸렌 메틸아크릴레이트(EMA) 공중합체, 에틸렌 에틸아크릴레이트(EEA) 공중합체, 에틸렌 메틸메타크릴레이트(EMMA) 공중합체, 에틸렌 부텐 공중합체(EB-Co) 및 에틸렌 옥텐 공중합체(EO-Co) 등일 수 있다.Specific examples of the ethylene copolymer include ethylene vinyl acetate (EVA), ethylene butyl acrylate (EBA) copolymer, ethylene methyl acrylate (EMA) copolymer, ethylene ethyl acrylate (EEA) copolymer, ethylene methyl methacrylate (EMMA) copolymer, ethylene butene copolymer (EB-Co), and ethylene octene copolymer (EO-Co).

상기 에틸렌 단일중합체는 일례로 저밀도 폴리에틸렌, 고밀도 폴리에틸렌일 수 있고, 에틸렌이 프로펜, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센 및 1-에이코센으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상과 공중합된 공중합체일 수 있다.The ethylene homopolymer may be, for example, a low density polyethylene or a high density polyethylene. The ethylene homopolymer may be a low density polyethylene or a high density polyethylene. Examples of the ethylene homopolymer include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, -Dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and 1-eicosene.

상기 저밀도 폴리에틸렌은 일례로 선형 구조를 갖는 저밀도 폴리에틸렌일 수 있다. 상기 저밀도 폴리에틸렌은 일례로 밀도가 0.930 g/cm³ 미만 또는 0.905 내지 0.925 g/cm³인 것일 수 있고, 상기 고밀도 폴리에틸렌은 일례로 밀도가 0.930 g/cm³이상 또는 0.950 내지 0.970 g/cm³일 수 있다.The low density polyethylene may be, for example, a low density polyethylene having a linear structure. The low density polyethylene may have a density of less than 0.930 g / cm ³ or 0.905 to 0.925 g / cm ³ , and the high density polyethylene may have a density of 0.930 g / cm ³ or more or 0.950 to 0.970 g / cm ³ .

상기 프로필렌계 중합체는 프로필렌 단일중합체이거나 프로필렌 공중합체일 수 있다. 바람직하게는 상기 프로필렌계 중합체는 프로필렌 공중합체일 수 있다. 상기 프로필렌 공중합체는 프로필렌-에틸렌 공중합체 또는 프로필렌-알파 올레핀 공중합체일 수 있다. 상기 프로필렌-알파 올레핀 공중합체에 있어서, 상기 알파 올레핀은 4 내지 20개의 탄소수를 가질 수 있으며, 일례로 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-에이코센 등이 될 수 있다. 이들 알파 올레핀들은 단독으로 또는 둘 이상 조합하여 사용될 수 있다.The propylene polymer may be a propylene homopolymer or a propylene copolymer. Preferably, the propylene-based polymer may be a propylene copolymer. The propylene copolymer may be a propylene-ethylene copolymer or a propylene-alpha olefin copolymer. In the propylene-alpha olefin copolymer, the alpha olefin may have 4 to 20 carbon atoms, and examples thereof include 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, Octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-eicosene and the like. These alpha olefins may be used singly or in combination of two or more.

상기 비닐계 중합체는 폴리염화비닐(PVC), 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리비틸부티랄(PVB), 폴리비닐알코올(PVA) 등을 포함할 수 있다.The vinyl polymer may include polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene chloride (PVDC), polyvinyl butyral (PVB), polyvinyl alcohol (PVA), and the like.

상기 고무는 천연고무 또는 합성고무일 수 있다. 상기 천연고무는 일반적인 천연고무 또는 변성 천연고무일 수 있다. 상기 일반적인 천연고무는 천연고무로서 알려진 것이면 어느 것이라도 사용될 수 있고, 원산지 등이 한정되지 않는다. 상기 천연고무는 폴리이소프렌으로서, 시스-1,4-폴리이소프렌을 주성분으로서 포함하지만, 요구 특성에 따라서 트랜스-1,4-폴리이소프렌을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 천연고무에는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무 외에, 예컨대 남미산 사포타과의 고무의 일종인 발라타 등, 트랜스-1,4-이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무도 포함할 수 있다. 상기 변성 천연고무는, 상기 일반적인 천연고무를 변성 또는 정제한 것을 의미한다. 예컨대, 상기 변성 천연고무로는 에폭시화 천연고무(ENR), 탈단백 천연고무(DPNR), 수소화 천연고무 등을 들 수 있다.The rubber may be natural rubber or synthetic rubber. The natural rubber may be a general natural rubber or a modified natural rubber. The above-mentioned general natural rubber may be used as long as it is known as natural rubber, and the country of origin and the like are not limited. The natural rubber is polyisoprene, which contains cis-1,4-polyisoprene as a main component, but may also contain trans-1,4-polyisoprene in accordance with required properties. Therefore, in addition to natural rubber containing cis-1,4-polyisoprene as a main component, natural rubber including trans-1,4-isoprene as a main component, such as balata, Rubber may also be included. The modified natural rubber means that the general natural rubber is modified or purified. Examples of the modified natural rubber include epoxidized natural rubber (ENR), deproteinized natural rubber (DPNR), hydrogenated natural rubber and the like.

상기 합성고무는 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 변성 스티렌 부타디엔 고무, 부타디엔 고무(BR), 변성 부타디엔 고무, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무, 에피클로로하이드린 고무, 불소 고무, 실리콘 고무, 니트릴 고무, 수소화된 니트릴 고무, 니트릴 부타디엔 고무(NBR), 변성 니트릴 부타디엔 고무, 염소화 폴리에틸렌 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 에틸렌 프로필렌디엔(EPDM) 고무, 하이팔론 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌 비닐아세테이트 고무, 아크릴 고무, 히드린 고무, 비닐 벤질 클로라이드 스티렌 부타디엔 고무, 브로모 메틸 스티렌 부틸 고무, 말레인산 스티렌 부타디엔 고무, 카르복실산 스티렌 부타디엔 고무, 에폭시 이소프렌 고무, 말레인산 에틸렌 프로필렌 고무, 카르복실산 니트릴 부타디엔 고무, 브롬화 폴리이소부틸 이소프렌-코-파라메틸 스티렌(brominated polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene, BIMS) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.The synthetic rubber may be at least one selected from the group consisting of styrene butadiene rubber (SBR), modified styrene butadiene rubber, butadiene rubber (BR), modified butadiene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, epichlorohydrin rubber, fluorine rubber, silicone rubber, (NBR), modified nitrile butadiene rubber, chlorinated polyethylene rubber, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene (EPDM) rubber, hyperphalone rubber, chloroprene rubber, ethylene vinyl acetate rubber, acrylic rubber, Benzyl chloride styrene butadiene rubber, bromomethyl styrene butyl rubber, maleic styrene butadiene rubber, carboxylic styrene butadiene rubber, epoxy isoprene rubber, maleic ethylene propylene rubber, carboxylic acid nitrile butadiene rubber, polyisobutyl isoprene-co-para Methyl styrene (b and polyisobutyl isoprene-co-paramethyl styrene (BIMS), and combinations thereof.

상기 열가소성 탄성체는 최종 제품의 탄성과 강도 향상을 위해 사용될 수 있으며, 스티렌 부타디엔 스티렌(SBS), 스티렌 에틸렌 부틸렌 스티렌(SEBS), 스티렌 에틸렌 프로필렌 스티렌(SEPS), 스티렌 이소프렌 스티렌(SIS)을 비롯한 스티렌 블록 공중합체, 열가소성 폴리우레탄(TPU), 열가소성 폴리에스테르 탄성체(TPEE), 12-PB, 열가소성 폴리올레핀(TPO), 1,2-폴리부타디엔(1,2-PB), 열가소성 가황물(TPV), 열가소성 폴리아마이드 탄성체(TPAE) 등을 포함할 수 있다.The thermoplastic elastomer may be used for improving the elasticity and strength of the final product. Examples of the thermoplastic elastomer include styrene butadiene styrene (SBS), styrene ethylene butylene styrene (SEBS), styrene ethylene propylene styrene (SEPS), styrene isoprene styrene Block copolymer, thermoplastic polyurethane (TPU), thermoplastic polyester elastomer (TPEE), 12-PB, thermoplastic polyolefin (TPO), 1,2-polybutadiene (1,2-PB), thermoplastic vulcanizate (TPV) Thermoplastic polyamide elastomers (TPAE), and the like.

비드(110)는 발포압출 가공하여 얻어진 펠렛일 수 있다. 예를 들어, 상기 펠렛은 압출가공을 통해 얻은 발포된 압출물을 절단하여 얻을 수 있다. 상기 펠렛의 직경 및 단면 형상은 압출기의 다이의 규격 및 형상에 따라 결정될 수 있으며, 상기 펠렛의 직경(단면의 너비)은 1 내지 10mm, 혹은 2 내지 5mm일 수 있고, 길이는 1 내지 10mm, 혹은 2 내지 5mm일 수 있다. 상기 펠렛의 규격이 상기 범위일 경우 적당한 탄성과 충격흡수성을 가질 수 있다.The beads 110 may be pellets obtained by foam extrusion processing. For example, the pellets can be obtained by cutting the foamed extrudate obtained through extrusion processing. The diameter and cross-sectional shape of the pellets may be determined according to the size and shape of the die of the extruder, and the diameter (width of the cross section) of the pellets may be 1 to 10 mm, or 2 to 5 mm, and the length may be 1 to 10 mm, 2 to 5 mm. When the standard of the pellet is within the above range, it can have appropriate elasticity and shock absorbing property.

비드(110)의 밀도는 0.5 g/cm³ 이하, 예를 들어 0.01 내지 0.5 g/cm³일 수 있다. 바람직하게는 비드(110)의 밀도는 0.03 내지 0.3 g/cm³, 더 바람직하게는 0.05 내지 0.2 g/cm³일 수 있다. 상기 비드의 밀도가 상기 범위 미만에서는 강도와 탄성이 너무 약할 수 있고 상기 범위 초과에서는 경도가 너무 높고 탄성이 나쁘며 원가가 상승할 수 있다. 발포제의 양 또는 발포의 용이성에 따라 비드의 밀도는 달라질 수 있으며, 발포된 비드의 형상에 따라 내부의 공극구조로 인해 겉보기 밀도가 달라질 수 있다.The density of the beads 110 may be 0.5 g / cm ³ or less, for example, 0.01 to 0.5 g / cm ³ . Preferably, the density of the beads 110 may be 0.03 to 0.3 g / cm < ³ >, more preferably 0.05 to 0.2 g / cm < ³ >. If the density of the beads is less than the above range, the strength and elasticity may be too weak. If the density is above the range, the hardness may be too high, the elasticity may be poor, and the cost may increase. Depending on the amount of foaming agent or the ease of foaming, the density of the beads may be varied, and the apparent density may vary due to the internal void structure depending on the shape of the foamed beads.

비드(110) 내에 분포된 셀들은 일반적으로 비교적 작은 평균 셀 크기, 전형적으로 약 2.0 mm 미만의 평균 셀 크기를 가질 수 있다. 평균 셀 크기는 예컨대, ASTM D3576-77에 따라 측정될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 비드(110)는 약 0.01 내지 약 1.0 mm의 평균 셀 크기를 가질 수 있다. 비드(110)가 상기 범위의 셀 크기를 가질 경우, 비드(110)에 함침된 바인더 수지에 의해 접착강도가 개선되고, 비드를 성형하여 제조한 성형체가 적절한 탄성을 가질 수 있다.The cells distributed in the bead 110 may generally have a relatively small average cell size, typically an average cell size of less than about 2.0 mm. The average cell size can be measured, for example, according to ASTM D3576-77. In one embodiment, the beads 110 may have an average cell size of from about 0.01 to about 1.0 mm. When the bead 110 has a cell size within the above range, the adhesive strength is improved by the binder resin impregnated in the bead 110, and the molded article produced by molding the bead can have appropriate elasticity.

또한 상기 발포된 비드(110)는 폐쇄 셀(closed cell) 구조 또는 개방 셀(open cell) 구조를 가질 수 있다. 비드(110)는 바람직하게는 전체 발포 셀들 중에서 폐쇄 셀 구조를 더 많이 함유하는 것이 바람직하다. 상기 폐쇄 셀의 상대량은 예를 들어, ASTM D2856-A에 따라 측정될 수 있다. 일 구현예에 있어서, 비드(110)의 발포 셀들 중 약 80% 이상이 폐쇄 셀들로 이루어질 수 있다. 다른 구현예에 있어서, 비드(110)의 발포 셀들 중 약 85% 이상이 폐쇄 셀들로 이루어진다. 바람직한 구현예에 있어서, 비드(110)의 발포 셀들 중 약 90% 이상인 폐쇄 셀들이다. 보다 바람직한 구현예에 있어서, 비드(110)의 셀 중 약 95% 이상은 폐쇄 셀들이다.The foamed beads 110 may have a closed cell structure or an open cell structure. The beads 110 preferably desirably contain more of the closed cell structure than the entire foam cells. The relative amount of the closed cell can be measured, for example, in accordance with ASTM D2856-A. In one embodiment, about 80% or more of the foam cells of the bead 110 may consist of closed cells. In another embodiment, at least about 85% of the foam cells of the bead 110 comprise closed cells. In a preferred embodiment, they are closed cells that are at least about 90% of the bubble cells of the bead 110. In a more preferred embodiment, at least about 95% of the cells of the bead 110 are closed cells.

비드(110) 내의 발포 셀들 중 폐쇄 셀들이 80% 이상일 경우 탄성 복합체에 적합한 쿠션성(반발탄성)을 제공할 수 있다.When the closed cells among the foam cells in the bead 110 are 80% or more, the cushioning property (rebound resilience) suitable for the elastic composite can be provided.

한편 플라스틱이나 고무의 폼 구조를 갖는 비드(110)의 경도는 Shore C 80 이하, 바람직하게는 75 이하, 더 바람직하게는 70 이하일 수 있으며, 하한은 30 이상일 수 있다. 비드(110)의 경도가 상기 범위 미만에서는 제품이 사용 중 찌그러질 수가 있고 있고, 상기 범위 초과에서는 제품이 너무 딱딱하여 충격흡수기능이 저하될 수 있다.On the other hand, the hardness of the bead 110 having a plastic or rubber foam structure may be Shore C 80 or less, preferably 75 or less, more preferably 70 or less, and the lower limit may be 30 or more. If the hardness of the bead 110 is less than the above range, the product may be crushed during use. If the hardness exceeds the above range, the product may be too hard and the impact absorption function may be deteriorated.

한편 상기 제2 고분자 소재로 이루어진 결착재(120)를 통해 비드(110)가 다발 형태로 결합한다. 상기 제2 고분자 소재는 비드(110)들 사이에 삽입되어 비드들을 서로 결속시킬 수 있다. 이때 상기 제2 고분자 소재의 삽입에 의하여 경계층(125)이 형성된다. 상기 제2 고분자 소재는 상온에서 액상이지만 경화과정에 의해 고화되며 비드(110)들과 상용성이 있는 소재인 것이 바람직하다.Meanwhile, the beads 110 are coupled in a bundle shape through the binder material 120 made of the second polymer material. The second polymeric material may be inserted between the beads 110 to bond the beads together. At this time, the boundary layer 125 is formed by the insertion of the second polymer material. The second polymeric material is preferably a material that is liquid at room temperature but is solidified by a curing process and compatible with the beads 110.

상기 제2 고분자 소재는 예를 들어 아크릴수지, 초산수지, 에틸렌비닐아세테이트 (EVA) 수지 등의 에멀젼이나 액상 우레탄 수지, 액상 실리콘고무, 액상 부타디엔 고무, 액상 EPDM 고무, 액상 NBR 고무, 액상 이소프렌 고무 등의 액상 고무나 고무 라텍스를 포함할 수 있다.The second polymer material may be, for example, an emulsion of an acrylic resin, an acetic acid resin, an ethylene vinyl acetate (EVA) resin, a liquid urethane resin, a liquid silicone rubber, a liquid butadiene rubber, a liquid EPDM rubber, a liquid NBR rubber, a liquid isoprene rubber Of liquid rubber or rubber latex.

바람직하게는 상기 제2 고분자 소재는 탄성 복합체에 탄성을 부여하는 면에서 우레탄 수지, 특히 상온에서 액상인 우레탄 수지일 수 있다. 비드(110) 100 중량부에 대하여 상기 제2 고분자 소재는 50 내지 300 중량부, 바람직하게는 100 내지 250 중량부, 더 바람직하게는 150 내지 200 중량부 사용될 수 있다. 상기 제2 고분자 소재의 함량이 상기 범위 미만이면 접착력이 너무 약하고 탄성이 약할 수 있고, 상기 범위 초과이면 탄성 복합체 전체의 원가가 올라갈 수 있다.Preferably, the second polymeric material may be a urethane resin, particularly a urethane resin which is liquid at room temperature, in terms of imparting elasticity to the elastic composite. The second polymer material may be used in an amount of 50 to 300 parts by weight, preferably 100 to 250 parts by weight, more preferably 150 to 200 parts by weight, based on 100 parts by weight of the beads 110. If the content of the second polymer material is less than the above range, the adhesive force may be too weak and the elasticity may be weak. If the content is above the range, the cost of the entire elastic composite may be increased.

결착재(120)에 의해 비드들(110) 간에 불균일한 두께를 갖는 경계층(125)이 형성될 수 있다. 즉 경계층(125)은 플라스틱이나 고무의 필름 또는 시트 형태를 가질 수 있다. 경계층(125)은 액상의 상기 제2 고분자 소재에 의해 경화된 것일 수 있다. 경계층(125)의 두께는 아래와 같이 정의될 수 있다.The boundary layer 125 having a non-uniform thickness may be formed between the beads 110 by the binder 120. [ The boundary layer 125 may have the form of a film or sheet of plastic or rubber. The boundary layer 125 may be cured by the second polymeric material in liquid phase. The thickness of the boundary layer 125 can be defined as follows.

* 경계층의 두께 = 인접한 두 비드 간 중심 사이의 거리 - 비드의 지름 (즉 인접한 두 비드의 각각의 반지름의 합) - 두 비드 간에 틈새부가 있을 경우 그 틈새의 간격The thickness of the boundary layer = the distance between the centers of adjacent beads - the diameter of the beads (ie the sum of the radii of the two adjacent beads) - the spacing between the two beads,

이때 탄성 복합체의 성형 과정에서 상기 비드들 간의 거리가 임의적이므로 상기 결착재가 비드들 사이를 채우는 과정에서 상기 경계층은 불균일한 두께를 가질 수 있다. 이때 경계층(125)의 평균 두께는 2mm 이하이며, 0.1 내지 2mm, 바람직하게는 0.2 내지 1.5 mm, 더 바람직하게는 0.3 내지 1.0mm일 수 있다. 경계층(125)의 두께가 상기 범위 미만에서는 접착력이 약할 수 있고, 상기 범위 초과에서는 원가가 증가할 수 있다.In this case, since the distance between the beads is arbitrary in the molding process of the elastic composite, the boundary layer may have a non-uniform thickness in the course of filling the beads with the binder. At this time, the average thickness of the boundary layer 125 is 2 mm or less, 0.1 to 2 mm, preferably 0.2 to 1.5 mm, more preferably 0.3 to 1.0 mm. If the thickness of the boundary layer 125 is less than the above range, the adhesive force may be weak, and if the thickness exceeds the above range, the cost may increase.

도 1에서와 같이 충격흡수용 탄성 복합체(100) 내부는 결착재(120)에 의해 비드들(110) 간에 빈 공간이 없이 전면 접착된 형태를 가질 수 있지만, 다르게는 비드들(110) 간의 경계층(125)에 틈새부가 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 1, the inside of the elastic composite 100 for shock absorption may have a form in which the bead 110 is completely bonded without the space between the beads 110 by the binder 120, A gap may be formed in the recess 125.

도 2는 충격흡수용 탄성 복합체의 다른 구현예를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 도 1의 (b)의 구조와 달리 예를 들어 세 개의 비드들이 모여 있는 경우, 인접한 비드들 간에 틈새부(130)가 더 형성되어 있다. 이는 제2 고분자 소재의 양이 적을 경우 경계층(125)을 형성하는 일부분의 두께가 얇아지면서 생기는 것이다. 틈새부(130)의 존재로 전체 탄성 복합체의 비중 또는 탄성을 제어할 수도 있다.Fig. 2 shows another embodiment of the elastic composite for shock absorption. Referring to FIG. 2, unlike the structure of FIG. 1 (b), for example, when three beads are gathered, a gap 130 is further formed between adjacent beads. This is because the thickness of the portion forming the boundary layer 125 is reduced when the amount of the second polymer material is small. The specific gravity or elasticity of the entire elastic composite can be controlled by the presence of the clearance portion 130.

한편 탄성 복합체(100)의 경도는 Shore C 80 이하, 바람직하게는 75 이하, 더 바람직하게는 70 이하일 수 있으며, 하한은 30 이상일 수 있다. 탄성 복합체(100)의 경도가 상기 범위 미만에서는 사용 중 제품이 찌그러질 수가 있고, 상기 범위 초과에서는 제품이 너무 딱딱하여 충격흡수기능이 저하될 수 있다.On the other hand, the hardness of the elastic composite 100 may be Shore C 80 or less, preferably 75 or less, more preferably 70 or less, and the lower limit may be 30 or more. If the hardness of the elastic composite 100 is less than the above range, the product may be crushed during use. If the hardness exceeds the above range, the product may be too hard and the impact absorption function may be deteriorated.

일 구현예에 따르면, 상술한 충격흡수용 탄성 복합체는 표면에 보강층을 더 구비할 수 있다. 상기 보강층은 탄성을 유지한 채로 외부 충격, 습기, 열, 빛을 비롯한 기타 자극으로부터 탄성 복합체를 보호하는 역할을 할 수 있다.According to one embodiment, the above-described elastic composite for shock absorption may further comprise a reinforcing layer on its surface. The reinforcing layer can protect the elastic composite from external impact, moisture, heat, light and other stimuli while maintaining elasticity.

도 3은 보강층을 구비한 충격흡수용 탄성 복합체의 일 구현예의 단면도이다. 도 3을 참조하면 충격흡수용 탄성 복합체(100)의 표면에 보강층(140)이 더 포함된다. 보강층(140)은 비드들의 다발로 구성된 충격흡수용 탄성 복합체(100)의 표면을 보호하는 역할을 하며 액상의 플라스틱이나 고무를 경화하여 만들어질 수 있다. 다르게는, 보강층(140)은 고체의 플라스틱이나 고무 재질의 필름이나 시트를 접착하여 형성한 것일 수 있다. 보강층(140)은 상술한 제1 고분자 소재 또는 제2 고분자 소재 중에서 선택될 수 있다.3 is a cross-sectional view of one embodiment of an elastic composite for shock absorption having a reinforcing layer. Referring to FIG. 3, a reinforcing layer 140 is further included on the surface of the elastic composite 100 for impact absorption. The reinforcing layer 140 serves to protect the surface of the elastic composite 100 for shock absorption, which is composed of a bundle of beads, and can be made by curing a liquid plastic or rubber. Alternatively, the reinforcing layer 140 may be formed by adhering a solid plastic or rubber film or sheet. The reinforcing layer 140 may be selected from the first polymer material or the second polymer material.

상기 고체의 플라스틱이나 고무 재질의 필름이나 시트는 상술한 제1 고분자 소재에 열거된 종류의 소재로 이루어진 필름이나 시트 중에서 선택될 수 있으며, 이러한 소재는 비드(110)에 사용된 제1 고분자 소재와 동일하거나 다를 수 있다. 또한 액상의 플라스틱이나 고무는 상술한 제2 고분자 소재(120)에 열거된 종류의 소재 중에서 선택될 수 있으며 경계층(125)을 형성하는 소재와 동일하거나 다를 수 있다.The solid plastic or rubber film or sheet may be selected from a film or a sheet made of a material of the kind listed in the first polymer material. The material may be a first polymer material used for the bead 110, May be the same or different. In addition, the liquid plastic or rubber may be selected from the materials listed in the second polymer material 120 and may be the same as or different from the material forming the boundary layer 125.

보강층(140)의 두께는 0.1 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.2 내지 1.0mm일 수 있다. 보강층(140)의 두께가 상기 범위 미만에서는 보호 기능이 충분하지 못하고 상기 범위 초과에서는 경도가 올라가고 원가가 높아질 수 있다. The thickness of the reinforcing layer 140 may be 0.1 to 2.0 mm, preferably 0.2 to 1.0 mm. If the thickness of the reinforcing layer 140 is less than the above range, the protective function is not sufficient. If the thickness exceeds the above range, the hardness may be increased and the cost may be increased.

또한 보강층(140)의 경도는 Shore A 90 이하, 바람직하게는 50 내지 85일 수 있으며, 더 바람직하게는 60 내지 80일 수 있다. 보강층(140)의 경도가 상기 범위 미만에서는 보호 기능이 충분하지 못하고 상기 범위 초과에서는 충격흡수 기능이 저하될 수 있다.Further, the hardness of the reinforcing layer 140 may be Shore A 90 or less, preferably 50 to 85, and more preferably 60 to 80. [ If the hardness of the reinforcing layer 140 is less than the above range, the protective function is not sufficient, and if the hardness exceeds the above range, the impact absorbing function may be deteriorated.

상기 충격흡수용 탄성 복합체의 탄성은 ASTM D2632-15 측정시 60% 이하, 바람직하게는 10 내지 60%, 더 바람직하게는 15 내지 55%일 수 있다. 탄성이 상기 범위 미만에서는 충격시 복원력이 너무 약하고, 상기 범위 초과에서는 충격흡수 기능이 너무 약할 수 있다.The elasticity of the elastic composite for impact absorption may be 60% or less, preferably 10 to 60%, and more preferably 15 to 55% as measured according to ASTM D2632-15. When the elasticity is less than the above range, the restoring force at the time of impact is too weak, and if it exceeds the above range, the shock absorbing function may be too weak.

상술한 충격흡수용 탄성 복합체는 내부가 폼 형태의 비드들로 채워짐으로써 탄성이 충분하면서도 시간 경과에 따른 공기빠짐 현상이 없고, 날카로운 물건에 의해 찔려서 펑크가 나지 않아 사용 시 매우 안전하고 탄성체로서의 물성이 오래 유지될 수 있다. 비드의 경도와 비중, 결착재의 경도와 사용량의 변화를 다양하게 조절할 수 있으므로 다양한 탄성 복합체를 만들 수 있다.The above-described elastic composite for shock absorption is filled with beads in the form of foam, so that the elasticity is sufficient, but there is no air leakage phenomenon with time, and since it is punctured by a sharp object and is not punctured, it is very safe in use and its physical properties as an elastic body It can be maintained for a long time. Various changes in the hardness and specific gravity of the beads, the hardness and the amount of the binder can be variously adjusted so that various elastic composites can be produced.

한편 본 명세서에 개시된 기술의 일 구현예에 따른 충격흡수용 탄성 복합체의 제조방법은 이하와 같이 설명될 수 있다. 도 4는 본 명세서에 개시된 기술의 일 구현예에 따른 충격흡수용 탄성 복합체의 제조방법을 나타내는 공정순서도이다. 도 4를 참조하면, 단계 S1에서 에틸렌계 중합체, 프로필렌계 중합체, 비닐계 중합체, 고무, 열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer) 및 염화비닐계 중합체로 이루어진 군 중에서 선택된 제1 고분자 소재 및 발포제를 포함하는 조성물을 압출가공한다.On the other hand, a method of manufacturing an elastic composite for shock absorption according to one embodiment of the technology disclosed in the present specification can be described as follows. 4 is a process flow diagram illustrating a method of manufacturing an elastic composite for shock absorption according to one embodiment of the technique disclosed herein. 4, in step S1, a composition comprising a first polymer material selected from the group consisting of an ethylene polymer, a propylene polymer, a vinyl polymer, a rubber, a thermoplastic elastomer, and a vinyl chloride polymer and a foaming agent Extrusion processing is performed.

상기 압출가공은 부스니더(buss kneader), 일축 압출기(single screw extruder) 또는 이축 압출기(twin screw extruder)를 포함한 다양한 압출기를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 압출기의 스크류 조합(screw configuration)이나 설정 온도, 스크류 회전속도, 압출량 등 공정 조건의 변화를 통해 다양한 제품의 생산이 가능하다.The extrusion process may be performed using various extruders including a buss kneader, a single screw extruder, or a twin screw extruder. Various products can be produced by changing the process conditions such as the screw configuration of the extruder, the set temperature, the screw rotation speed, and the extrusion amount.

상기 압출기의 호퍼를 통해 투입된 상기 혼합물이 스크류에 의하여 이송되면서 상기 압출기의 실린더 내에서 용융 및 믹싱이 이루어진다.The mixture injected through the hopper of the extruder is conveyed by the screw and melted and mixed in the cylinder of the extruder.

상기 실린더의 온도는 상기 혼합물이 용융되어 적절한 흐름성을 가질 수 있으며, 발포제의 분해 온도 이상에서 제어되는 것이 바람직하다. 다만 상기 실린더의 온도가 지나치게 높으면 상기 혼합물의 점도가 낮아져 혼합물 내의 가스가 방출되어 버리고 추후 압출물의 절단이 어려워질 수 있다. 그 결과 펠렛의 비중이 높아지거나 펠렛 가공성이 저하될 수 있다.It is preferable that the temperature of the cylinder is controlled at a temperature above the decomposition temperature of the foaming agent, because the mixture can be melted to have appropriate flowability. However, if the temperature of the cylinder is too high, the viscosity of the mixture may be lowered and the gas in the mixture may be released, making it difficult to cut the extrudate at a later time. As a result, the specific gravity of the pellets may increase, or the pellet processability may deteriorate.

상기 실린더의 온도는 통상 150 내지 180 ℃일 수 있고, 스크류 회전속도와 압출량은 발포되어 나오는 압출물의 비중과 모양에 따라 적당하게 제어될 수 있으며, 필요에 따라 공정 조건은 다양하게 제어될 수 있다. The temperature of the cylinder may be in the range of 150 to 180 DEG C, and the screw rotation speed and the extrusion amount may be suitably controlled in accordance with the specific gravity and shape of the extruded foamed product, and the process conditions may be variously controlled .

고분자 폼 비드를 제공하기 위한 원료 조성물에는 가스 및 다른 부산물로 분해되는 가스 재료, 휘발성 액체 및 화학작용제를 포함하는 임의의 공지된 대부분의 발포제(기포발생제 또는 팽창제로서 또한 공지됨)가 필수적으로 포함된다. 상기 발포제는 상기 베이스 수지에 배합되어 일정 온도, 압력 시간 하에 가스를 발생시켜 셀이 형성된 발포체를 제조하기 위해서 첨가하는 것으로 이러한 발포체의 형성에 의해 탄성 복합체의 경량화, 쿠션성, 원가 절감을 달성할 수 있다.  The raw material composition for providing the polymeric foam beads essentially comprises any known blowing agent (also known as a foaming agent or swelling agent), including gaseous materials that are broken down into gases and other by-products, volatile liquids, and chemical agents do. The foaming agent is added to the base resin so as to produce gas under a certain temperature and pressure time to produce a cell-formed foam. By forming such a foam, lightweight, cushioning, and cost reduction of the elastic composite can be achieved .

상기 압출 가공 과정에서 상기 혼합물에 포함된 발포제의 분해 또는 휘발 등에 의해 가스가 발생하면서 셀(cell)들을 구비한 발포체가 형성되며, 스크류 회전에 의한 이송을 통해 발포된 압출물이 압출기의 다이를 통해 밖으로 빠져나오게 된다. 상기 압출물의 단면 규격과 형태는 다이 구멍의 규격과 형태에 따라 결정될 수 있다.During the extrusion process, gas is generated by decomposition or volatilization of the foaming agent contained in the mixture to form a foamed body with cells, and the foamed extrudate is conveyed through screw rotation to the die of the extruder It comes out. The cross-sectional size and shape of the extrudate can be determined according to the size and shape of the die hole.

상기 발포제로서, 물리적 발포제, 화학적 발포제 또는 열팽창성 미소구(plastic microsphere)가 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 물리적 발포제(PBA)는 액체 휘발이나 가스의 분해와 같은 상변화에 의하여 셀을 형성하며, 무독성, 무취, 열안정성, 저가 및 고형 잔사가 남지 않는 장점이 있지만 이를 사용하기 위한 장치 설비가 고가라는 단점이 있다. As the foaming agent, a physical foaming agent, a chemical foaming agent, or a plastic microsphere may be used alone or in combination. The physical blowing agent (PBA) forms cells by phase change such as liquid volatilization or decomposition of gas, and has the advantages of non-toxic, odorless, thermal stability, low cost and solid residue remained but disadvantages .

유용한 물리적 발포제의 예는 무기 발포제 및 유기 발포제를 포함한다. 적절한 물리적 발포제는 이산화탄소, 질소, 아르곤, 물, 공기, 질소 및헬륨을 포함한다. 유기 발포제는 C₁-C₉ 지방족 탄화수소, C₁-C₃ 지방족 알코올 및 C₁-C₄ 할로겐화 지방족 탄화수소를 포함한다. 상기 지방족 탄화수소는 메탄, 에탄, 프로판, n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 이소펜탄, 네오펜탄 등을 포함한다. 상기 지방족 알코올은 메탄올, 에탄올, n-프로판올 및 이소프로판올을 포함한다. 상기 할로겐화 지방족 탄화수소는 불화탄소, 염화탄소 및 염화불화탄소를 포함한다. Examples of useful physical blowing agents include inorganic blowing agents and organic blowing agents. Suitable physical blowing agents include carbon dioxide, nitrogen, argon, water, air, nitrogen and helium. Organic foaming agents include C ₁ -C ₉ aliphatic hydrocarbons, C ₁ -C ₃ aliphatic alcohols and C ₁ -C ₄ halogenated aliphatic hydrocarbons. The aliphatic hydrocarbons include methane, ethane, propane, n-butane, isobutane, n-pentane, isopentane, neopentane and the like. The aliphatic alcohols include methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol. The halogenated aliphatic hydrocarbon includes fluorocarbon, chlorocarbon, and chlorofluorocarbon.

화학적 발포제 (CBA)는 열분해 또는 성분 반응과 같은 화학적 반응에 의해 가스를 발생시켜 셀을 형성한다. 이러한 가스는 대개 N₂ 및 CO₂이며, 이들은 마치 물리적 발포제와 같이 거동하지만 분해과정에서 유래한 잔여물들을 수반한다. 화학적 발포제는 발열성 CBA와 흡열성 CBA로 분류된다. 발열성 CBA는 분해과정에서 열을 생성하며 주된 분해 가스는 N₂이다. 반면 흡열성 CBA는 분해과정에서 열을 흡수하며 주된 분해 가스는 CO₂이다. The chemical blowing agent (CBA) generates gas by chemical reaction such as pyrolysis or component reaction to form a cell. These gases are usually N ₂ and CO ₂ , which behave like physical blowing agents but carry residues from the decomposition process. Chemical foaming agents are classified as exothermic CBA and endothermic CBA. Pyrogenic CBA generates heat during decomposition and the main decomposition gas is N ₂ . On the other hand, endothermic CBA absorbs heat during the decomposition process and the main decomposition gas is CO ₂ .

고분자 발포에서 적절한 화학적 발포제를 선정하는 것이 중요한데, 이를 위해 고려해야 할 문제는 분해온도이다. 만일 분해 온도가 너무 높으면 발포 온도에서 고분자 멜트 강도가 낮아져서 버블 구조를 유지하거나 셀 뭉침을 막기에 충분히 강하지 않게 된다. 만일 분해 온도가 너무 낮으면 고분자 멜트가 경직되어 폼 팽창을 억제하게 된다. 다른 문제는 CBA 분해 잔여물 및 발생 가스가 고분자 및 가공 시스템과 상용성이 있다는 점이다. It is important to select an appropriate chemical foaming agent in polymer foaming. The problem to be considered for this is the decomposition temperature. If the decomposition temperature is too high, the polymer melt strength at the foaming temperature is lowered so that it is not strong enough to maintain the bubble structure or to prevent cell aggregation. If the decomposition temperature is too low, the polymer melt becomes rigid and the foam expansion is suppressed. Another problem is that CBA decomposition residues and gases are compatible with polymers and processing systems.

상기 화학적 발포제는 아조디카본아미드 (ADCA), 아자디이소부티로니트릴, 벤젠술폰하이드라자이드, 4,4-옥시벤젠 술포닐 세미카바자이드, p-톨루엔 술포닐 세미-카바자이드, 바륨 아조디카복실레이트, N,N'-디메틸-N,N'-디니트로소테레프탈아마이드, 다이나이트로소펜타메틸렌테트라민 (DPT), p,p'-옥시비스벤젠술포닐하이드라지드 (OBSH), 아조디이소부티로니트릴, 벤젠술폰히드라지드, 4,4-옥시벤젠 술포닐 세미카르바자이드, p-톨루엔 술포닐 세미카르바자이드, 바륨 아조디카르복실레이트 및 트리하이드라지노 트리아진을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. The chemical foaming agent may be selected from the group consisting of azodicarbonamide (ADCA), azadiisobutyronitrile, benzene sulfone hydrazide, 4,4-oxybenzenesulfonyl semicarbazide, p-toluenesulfonyl semi- (DPT), p, p'-oxybisbenzenesulfonylhydrazide (OBSH), and N, N'-dimethyl-N, N'- dinitrosoterephthalamide, Azodiisobutyronitrile, benzene sulfone hydrazide, 4,4-oxybenzenesulfonyl semicarbazide, p-toluenesulfonyl semicarbazide, barium azodicarboxylate and trihydrazinotriazine. However, it is not limited thereto.

바람직하게는 상기 발포제로 분해온도가 130 ~ 210 ℃인 아조계 화합물이 사용될 수 있으며, 일반적으로 ADCA가 열분해시 가스 발생속도가 빠르고 발생가스량이 많으며 자기 소화성 및 무독성이 있어 범용으로 가장 많이 사용되는 발포제이다. 추후 충격흡수용 탄성 복합체를 제조하기 위한 폼 비드 가공공정 및 폼 비드의 비중을 고려하여 적절한 발포제의 분해온도는 130 ~ 170 ℃일 수 있다. 한편 필요에 따라 상기 화학적 발포제의 발포 온도를 낮춰 발포제를 활성화시키기 위하여 키커(kicker)가 사용될 수 있으며, 상기 키커의 종류로는 폴리올, 우레아, 아민, 염류 및 납, 아연, 카드뮴 등의 금속 화합물이 있으며 일반적으로 안료나 충전제가 이러한 역할을 수행하기도 한다. Preferably, the foaming agent may be an azo-based compound having a decomposition temperature of 130 to 210 ° C. In general, when ADCA is pyrolyzed, the gas is generated at a high rate and the amount of gas generated is large. Since self-extinguishing and non-toxic, to be. The decomposition temperature of the suitable foaming agent may be 130 to 170 ° C in consideration of the foam bead processing step and the specific gravity of the foam beads for producing the elastic composite for shock absorption at a later time. If necessary, a kicker may be used to activate the foaming agent by lowering the foaming temperature of the chemical foaming agent. Examples of the kicker include polyols, urea, amines, salts, and metal compounds such as lead, zinc and cadmium And pigments and fillers usually play this role.

열팽창성 미소구(thermo-expandable microsphere)는 중공 및 쉘을 갖는 캡슐의 형태를 가지며 발포를 위해 쉘의 연화 온도 이하인 비점을 갖는 액체를 중공 내에 함유한다. 이러한 액체로서 탄화수소, 예를 들어 n-부탄, 이소부탄, n-펜탄, 네오펜탄, 이소펜탄, 헥산, 이소헥산, 헵탄, 옥탄, 시클로펜탄, 시클로펜텐, 1-펜텐, 1-헥센 등이 바람직하고, 대기압에서 60℃ 미만의 비점을 갖는 탄화수소가 보다 바람직하다. 일례로 중공 미소구 내부의 바람직한 발포제 액체는 이소부탄이다. 한편 아크릴로니트릴 공중합체 고분자와 같은 아크릴 계열 공중합체가 쉘(shell)을 구성하여, 상온에서는 일반 파우더 형상이나 고온 노출시 중공 내에 위치한 액화 탄화수소가 기화하여 캡슐을 팽창시켜 발포제로 적용될 수 있다. 열팽창성 미소구의 경우 일반적으로 약 150~200℃에서 팽창하여 초기 크기 대비 약 50~100배가량 부피팽창을 한다. 또한 일반적인 화학발포제(chemical blowing agent: CBA)와 달리 가스가 표면으로 나오지 않아, 사출 가공 시 외관특성이 기존 발포 공정 대비 우세하다.Thermo-expandable microspheres are in the form of capsules with a hollow and shell, and contain, in the hollow, a liquid having a boiling point below the softening temperature of the shell for foaming. As such liquids, hydrocarbons such as n-butane, isobutane, n-pentane, neopentane, isopentane, hexane, isohexane, heptane, octane, cyclopentane, cyclopentene, And a hydrocarbon having a boiling point at atmospheric pressure of less than 60 캜 is more preferable. For example, the preferred blowing agent liquid within the hollow microspheres is isobutane. On the other hand, acrylic type copolymers such as acrylonitrile copolymer polymers constitute a shell, and in general powder form at normal temperature or liquefied hydrocarbons located in the hollow when exposed to high temperature may be vaporized to expand capsules and be applied as a foaming agent. In the case of thermally expandable microspheres, the microspheres generally expand at about 150 to 200 DEG C and expand about 50 to 100 times as much as the initial size. Unlike general chemical blowing agent (CBA), the gas does not come out to the surface, and the appearance characteristics in injection molding are superior to the conventional blowing process.

상기 발포제가 물리적 발포제 또는 화학적 발포제일 경우 상기 발포제는 상기 제1 고분자 소재 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부, 바람직하게는 1 내지 7 중량부로 포함되는 것이 좋다. 만일 그 사용량이 상기 범위 미만이면 비중이 많이 높아질 수 있고, 경도가 지나치게 높아질 수 있으며, 상기 범위 초과이면 비중이 저하되어 탄성복합체의 강도가 떨어질 수 있다. 그리고 분해 온도가 150 ℃ 미만이면 가공물 제조 중에 조기 발포가 발생하고, 210 ℃를 초과하면 압출기 내에서 분해가 어렵고 분해를 시키려고 압출기 실린더 온도를 많이 높이면 다이를 통과해 나온 높은 고분자 온도로 인해 발포 가스가 새어나가 버려 폼이 형성되기 어려울 수 있다.When the foaming agent is a physical foaming agent or a chemical foaming agent, the foaming agent may be included in an amount of 1 to 10 parts by weight, preferably 1 to 7 parts by weight, based on 100 parts by weight of the first polymer material. If the amount is less than the above range, the specific gravity can be greatly increased and the hardness can be excessively high. If the amount is less than the above range, the specific gravity is lowered and the strength of the elastic composite can be lowered. If the decomposition temperature is less than 150 ° C, early foaming occurs. When the temperature exceeds 210 ° C, it is difficult to decompose in the extruder. If the temperature of the extruder cylinder is increased to increase the decomposition temperature, It may leak out and it may be difficult to form the foam.

상기 발포제가 열팽창성 미소구일 경우 상기 발포제는 상기 제1 고분자 소재 100 중량부에 대하여 2 중량부 내지 20 중량부로 포함될 수 있고, 3 중량부 내지 15 중량부로 포함되는 것이 좋다. 만일 그 사용량이 상기 범위 미만이면 발포가 덜 될 수 있고, 상기 범위 초과이면 발포가 너무 많이되어 고분자 폼 비드의 강도가 낮아져 사용상 문제가 될 수 있다.When the foaming agent is a thermally expansive microspheres, the foaming agent may be included in an amount of 2 to 20 parts by weight, and preferably 3 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the first polymer material. If the amount is less than the above range, foaming may be less. If the amount is less than the above range, foaming may be too much and the strength of the polymer foam bead may be lowered, which may cause problems in use.

또한 상기 조성물에는 가공특성을 돕고 발포체의 물성 향상을 위해 발포체의 제조시 일반적으로 사용되는 금속산화물, 스테아린산, 글리세롤 모노스테아레이트, 산화방지제 및 징크 스테아레이트로 이루어지는 군 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제가 더 포함될 수 있다. 예를 들어 글리세롤 모노스테아레이트는 압출발포 시 발포 가스가 달아나지 못하도록 잡아주는 역할을 한다.The composition may further contain at least one additive selected from the group consisting of metal oxides, stearic acid, glycerol monostearate, antioxidant and zinc stearate, which are generally used in the production of foams to improve processing properties and improve the physical properties of the foam. . For example, glycerol monostearate serves to prevent foaming gas from escaping during extrusion foaming.

상기 첨가제는 상기 제1 고분자 소재 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부가 사용될 수 있다. 상기 금속산화물로는 산화아연, 산화티타늄, 산화카드뮴, 산화마그네슘, 산화수은, 산화주석, 산화납, 산화칼슘 등을 발포체의 물성 향상을 위해 사용할 수 있으며, 상기 제1 고분자 소재 100 중량부에 대하여 1 내지 4 중량부 사용될 수 있다.The additive may be used in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the first polymer material. As the metal oxide, zinc oxide, titanium oxide, cadmium oxide, magnesium oxide, silver oxide, tin oxide, lead oxide and calcium oxide may be used for improving the physical properties of the foam. To 4 parts by weight may be used.

상기 스테아린산과 징크스테아레이트는 발포 셀을 미세하고 균일하게 형성하고 발포칩 성형시 탈형을 용이하게 하는 안정제로서, 상기 제1 고분자 소재 100 중량부에 대하여 0.01 내지 3 중량부로 포함될 수 있다.The stearic acid and the zinc stearate are stabilizers which form the foam cells finely and uniformly and facilitate the demoulding during the forming of the foam chips, and may be contained in an amount of 0.01 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the first polymer material.

산화방지제로는 선녹(sonnoc), 비에에치티이(BHT, butylated hydroxy toluene), 송녹스 1076(songnox 1076, octadecyl-3,5-di-tert-butyl-hydroxy hydrocinnamate) 등을 사용하며, 상기 제1 고분자 소재 100 중량부에 대하여 0.25 내지 2 중량부 사용될 수 있다.Examples of the antioxidant include sonnoc, butylated hydroxy toluene (BHT), octadecyl-3,5-di-tert-butyl-hydroxyhydrocinnamate and the like, May be used in an amount of 0.25 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the first polymer material.

본 명세서에 개시된 기술의 고분자 폼 비드 원료 조성물은 가교제를 포함할 수 있다. 상기 가교제는 수지에 고온점탄성을 부여할 수 있도록 유황, 유황 화합물 또는 유기과산화물일 수있으며, 에틸렌계 중합체를 가교시켜 충분한 강도를 낼 수 있는 측면에서 상기 가교제는 유기 과산화물이다. 상기 가교제를 상기 제1 고분자 소재 100 중량부에 대하여 0.02 내지 4 중량부, 혹은 0.02 내지 3 중량부 사용할 수 있다. 이들은 일례로 1분 반감기 온도가 130 내지 180℃인 것이다. 사용량에 있어서 0.02 중량부 미만이면 가교가 부족하여 물성이 충분히 발휘될 수 없고, 4 중량부를 초과하면 과가교로 인하여 경도가 급격히 높아지고 발포가 어려워질 수 있다.The polymeric foam bead raw composition of the techniques disclosed herein may comprise a crosslinking agent. The cross-linking agent may be sulfur, a sulfur compound or an organic peroxide so as to impart high-temperature viscoelasticity to the resin, and the cross-linking agent is an organic peroxide in that the ethylene-based polymer can be crosslinked to obtain sufficient strength. The crosslinking agent may be used in an amount of 0.02 to 4 parts by weight, or 0.02 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the first polymer material. These are, for example, one-minute half-life temperatures of 130 to 180 ° C. When the amount is less than 0.02 parts by weight, crosslinking is insufficient and the physical properties can not be sufficiently exhibited. If the amount is more than 4 parts by weight, the hardness may be drastically increased due to over-crosslinking, and foaming may become difficult.

상기 가교제의 종류 중 유기과산화물 가교제의 예로는 t-부틸퍼옥시이소프로필카보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸퍼옥시프탈레이트, t-디부틸퍼옥시말레인산, 시클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케톤 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-(t-부틸퍼옥시)-3-헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, α,α'-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠 등이 있다. 상기 가교제로는 통상적으로 TPO와 TPV에 쓰이는 가교제인 반응성 알킬페놀-포름 알데히드 수지를 추가로 포함할 수 있다.Examples of the organic peroxide crosslinking agent among the types of the crosslinking agent include t-butyl peroxyisopropyl carbonate, t-butyl peroxylaurate, t-butyl peroxyacetate, di- Butyl peroxybenzoate, dicumyl peroxide, 1,3-bis (t-butylperoxyisopropyl) benzene, t-butylperoxybenzoate, t-butylperoxybenzoate, Dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, di-t-butyl peroxide Bis (t-butylperoxy) valerate, α, α'-bis (t-butylperoxy) -3-hexane, -Butylperoxy) diisopropylbenzene, and the like. The crosslinking agent may further include a reactive alkylphenol-formaldehyde resin which is a crosslinking agent commonly used in TPO and TPV.

압출가공을 위한 상기 조성물은 ASTM D1238 (190℃, 2.16kg)에 의해 측정한 용융지수(MI)가 0.01 내지 7.0g/10분, 0.1 내지 6.0g/10분, 혹은 0.5 내지 5.0g/10분인 것이 좋다. 최종 조성물의 MI(190℃, 2.16kg)가 상기 범위 미만에서는 압출기에 너무 높은 압력이 걸려 기계의 파손 위험이 높고 압출량이 너무 작아 소기의 제품을 생산하는데 시간이 너무 많이 걸려 경제성이 없고, MI가 상기 범위 초과에서는 압출기의 다이(Die)를 빠져 나온 조성물의 점도가 낮아 혼합물이 압출 다이를 통과한 직후 점착성이 너무 높아질 수 있다. 이 경우 압출물의 절단이 잘 안되어 펠렛화 작업이 어려울 수 있다. 또한 압출 다이를 통과해 나온 용융물의 점도가 너무 낮으면 발포 가스를 함입하는 힘이 약하여 펠렛이 수축되어 버려 발포가 소기의 목적만큼 이루어지지 않을 수 있다.The composition for extrusion processing has a melt index (MI) of 0.01 to 7.0 g / 10 min, 0.1 to 6.0 g / 10 min, or 0.5 to 5.0 g / 10 min as measured by ASTM D1238 (190 캜, 2.16 kg) It is good. If the MI of the final composition is less than the above range, too high a pressure is applied to the extruder, and the risk of breakage of the machine is high and the extrusion amount is too small, so that it takes too much time to produce a desired product, Above this range, the viscosity of the composition exiting the die of the extruder is low, so that the viscosity of the mixture may become too high after passing through the extrusion die. In this case, the pelletizing operation may be difficult because the extrudate is not easily cut. In addition, if the viscosity of the melt passing through the extrusion die is too low, the force for introducing the foamed gas is weak and the pellets are shrunk, so that the foaming may not be achieved for the desired purpose.

단계 S2에서 상기 압출가공을 통해 얻은 압출물을 절단하여 고분자 폼 비드들을 얻는다. 상기 압출물은 건식 또는 습식(언더워터) 방식으로 커팅될 수 있다. 바람직하게는 상기 압출물이 수중에서 회전하는 언더워터 커터에 의해 소정의 길이로 절단되어 펠렛화됨으로써 발포된 고분자 폼 비드를 얻을 수 있다. 상기 고분자 폼 비드는 원료 조성물을 압출하며 발포시킨 후 펠렛화하여 만들어질 수도 있지만, 미발포 또는 소량 발포된 압출물을 절단하여 펠렛을 만든 후 가열기구로 가열하여 발포를 시켜 만들어질 수도 있다. 이때 상기 가열기구는 오븐이나, 열콘베어 또는 열자켓이 구비된 용기일 수 있다.In step S2, the extrudate obtained through the extrusion process is cut to obtain polymer foam beads. The extrudate may be cut in a dry or wet (underwater) manner. Preferably, the extrudate is cut into a predetermined length by an under water cutter rotating in water and pelletized to obtain a foamed polymer foam bead. The polymer foam beads may be produced by extruding a raw material composition and then pelletizing the raw material composition. Alternatively, the polymer foam beads may be produced by cutting an unfoamed or a small amount of foamed extrudate to make pellets, and then heating the mixture by heating with a heating device. The heating mechanism may be a container equipped with an oven, a heat conveyor or a thermal jacket.

단계 S3에서 상기 고분자 폼 비드들과 상기 고분자 폼 비드들을 다발 형태로 결합시키기 위한 제2 고분자 소재를 혼합한 혼합물을 금형 내에 투입한다. 상기 제2 고분자 소재는 예를 들어 아크릴수지, 초산수지, 에틸렌비닐아세테이트 (EVA) 수지 등의 에멀젼이나 액상 우레탄 수지, 액상 실리콘고무, 액상 부타디엔 고무, 액상 EPDM 고무, 액상 NBR 고무, 액상 이소프렌 고무 등의 액상 고무나 고무 라텍스를 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 제2 고분자 소재는 탄성과 시공성 및 원가 면에서 액상 우레탄 수지일 수 있다. 상기 고분자 폼 비드 100 중량부에 대하여 상기 제2 고분자 소재는 50 내지 300 중량부, 바람직하게는 100 내지 250 중량부, 더 바람직하게는 150 내지 200 중량부 사용될 수 있다. 상기 제2 고분자 소재의 함량이 상기 범위 미만이면 접착력이 너무 약하고 탄성이 약할 수 있고, 상기 범위 초과이면 탄성 복합체 전체의 원가가 올라갈 수 있다.In step S3, a mixture of the polymer foam beads and the second polymer material for combining the polymer foam beads in a bundle shape is injected into the mold. The second polymer material may be, for example, an emulsion of an acrylic resin, an acetic acid resin, an ethylene vinyl acetate (EVA) resin, a liquid urethane resin, a liquid silicone rubber, a liquid butadiene rubber, a liquid EPDM rubber, a liquid NBR rubber, a liquid isoprene rubber Of liquid rubber or rubber latex. Preferably, the second polymeric material may be a liquid urethane resin in terms of elasticity, workability, and cost. The second polymer material may be used in an amount of 50 to 300 parts by weight, preferably 100 to 250 parts by weight, more preferably 150 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the polymeric foam beads. If the content of the second polymer material is less than the above range, the adhesive force may be too weak and the elasticity may be weak. If the content is above the range, the cost of the entire elastic composite may be increased.

단계 S4에서 상기 금형 내에서 상기 혼합물을 성형 및 탈형하여 탄성 복합체 성형물을 얻는다. 예를 들어, 탄성 복합체 성형물의 성형은 고분자 폼 비드와 우레탄 수지를 소정의 비율로 혼합하여 잘 섞은 뒤 정해진 금형 속에 넣고 60 내지 80℃의 금형에 넣고 경화시킨 뒤 탈형하는 방식으로 수행될 수 있다. 금형의 온도가 상기 범위 미만에서는 경화시간이 길어져 생산성이 떨어질 수 있고 상기 범위 초과에서는 폼 비드가 열에 녹아서 탄성 복합체 성형물을 만들 수 없다. In step S4, the mixture is molded and demolded in the mold to obtain an elastic composite molding. For example, the molding of the elastic composite molding may be performed by mixing the polymer foam beads and the urethane resin in a predetermined ratio, mixing them well, putting them in a predetermined mold, putting them in a mold at 60 to 80 캜, curing them, and releasing them. If the temperature of the mold is below the above range, the curing time may become long and the productivity may deteriorate. When the temperature exceeds the above range, the foam beads melt in the heat and the elastic composite molding can not be formed.

이어 상기 금형으로부터 성형물을 탈형한다. 상기 금형의 형태에 따라 매트, 블록, 핼멧 라이너, 장난감, 스포츠용품 등 다양한 제품이 만들어질 수 있다.Then, the molded product is demolded from the mold. According to the shape of the mold, various products such as a mat, a block, a helmet, a toy, and a sporting goods can be produced.

상술한 제조방법으로 탄성 복합체를 제조할 경우 미리 발포된 폼 비드를 결착재를 이용하여 성형하므로 성형체를 단순 발포하여 제조하는 방식에 비해 가공 후 성형체의 발포 셀의 크기와 분포가 균일하다. 또한 제조된 탄성 복합체 간 규격의 편차가 적으며 외부 온도나 습도에 대해 치수 안정성이 뛰어나다.When the elastic composite is manufactured by the above-described manufacturing method, the size and distribution of the foamed cells of the molded article after processing are uniform, compared with the method of manufacturing the molded article by simple foaming because the foamed beads are preformed using the binder. In addition, there is little variation in the manufactured elastic composite standard and excellent dimensional stability against external temperature and humidity.

본 명세서에 개시된 기술의 일 구현예에 따른 충격흡수용 탄성 복합체는 다수의 고분자 폼 비드의 다발형 집합체 형태를 가지므로 충격흡수 용도로 사용되면서 시간이 지나거나 사용 중 날카로운 물질에 찔리더라도 터지지 않고 탄성을 유지할 수 있다. 또한 탄성 복합체 내부가 폼으로 이루어짐으로써 원가가 적게 들고, 발포 정도를 조절함으로써 쿠션성을 제어할 수 있는 효과가 있다. The elastic composite for impact absorption according to one embodiment of the present invention has a multi-type aggregate structure of a plurality of polymeric foam beads, so that it is used for shock absorbing purposes and does not break even after a long time The elasticity can be maintained. In addition, since the inside of the elastic composite is made of foam, the cost is reduced and the cushioning property can be controlled by controlling the degree of foaming.

<실시예><Examples>

1) 폼 비드 원료1) Foam bead raw material

하기의 화합물들이 비교예 및 실시예의 폼 비드 제조에 사용되었다. The following compounds were used in the preparation of the foam beads of the Comparative Examples and Examples.

Ethylene Copolymer-1: Engage 8003 (Dow제, Ethylene-Octene-copolymer)Ethylene Copolymer-1: Engage 8003 (Dow, Ethylene-Octene-copolymer)

Propylene Copolymer-1: Versify 3300 (Dow제, Propylene-Octene-copolymer)Propylene Copolymer-1: Versify 3300 (Dow, Propylene-Octene-copolymer)

Rubber-1: Nordel 3745 (Dow제, EPDM)Rubber-1: Nordel 3745 (manufactured by Dow, EPDM)

TPE-1: Asaprene T-438 (Asahi Kasei제, SBS)TPE-1: Asaprene T-438 (Asahi Kasei, SBS)

PVC-1: PVC 100 중량부 + DOP 60 중량부 + BZ806F(Barium Zinc 안정화제) 3.0 중량부의 컴파운드PVC-1: 100 parts by weight of PVC + 60 parts by weight of DOP + 3.0 parts by weight of BZ806F (Barium Zinc stabilizer)

Blowing Agent-1: DX74(Dongjin Semichem제 아조디카본아마이드)Blowing Agent-1: DX74 (azodicarbonamide manufactured by Dongjin Semichem)

Blowing Agent-2: Expancel 930 DU 120 (Akzo nobel제 Expandable Microsphere)Blowing Agent-2: Expancel 930 DU 120 (Akzo Nobel Expandable Microsphere)

2) 폼 비드의 제조2) Preparation of foam beads

하기의 표 1에 있는 배합의 혼합물을 L/D=30/1의 2축 압출기에서 압출하고 언더워터 컷팅을 하여 직경 5mm, 높이 5mm의 원기둥 모양의 폼비드를 얻었다. The mixture of the formulations shown in the following Table 1 was extruded in a twin-screw extruder with L / D = 30/1 and underwater cutting was performed to obtain a cylindrical bead having a diameter of 5 mm and a height of 5 mm.

실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 실시예5Example 5 실시예6Example 6 실시예7Example 7 실시예8Example 8 실시예9Example 9 Ethylene copolymer-1Ethylene copolymer-1 100100 9090 8080 100100 100100 Propylene copolymer-1Propylene copolymer-1 100100 8080 Rubber-1Rubber-1 1010 2020 2020 TPE-1TPE-1 100100 PVC-1PVC-1 100100 Blowing Agent-1Blowing Agent-1 55 55 55 55 55 55 55 Blowing Agent-2Blowing Agent-2 55 1010 Glycerol MonostearateGlycerol Monostearate 1One 1One 1One 1One 1One 1One 1One 폼비드 밀도 g/cm3Foam bead density g / cm3 0.130.13 0.130.13 0.140.14 0.160.16 0.130.13 0.130.13 0.130.13 0.130.13 0.090.09 폼비드 경도 Shore CFoam Bead Hardness Shore C 4040 4040 4343 4040 4040 4040 4040 5050 4040

3) 탄성 복합체의 제조3) Preparation of elastic composite

상기 실시예로 얻은 폼비드와 하기 2종의 폴리우레탄(Polyurethane-1 및 Polyurethane-2)을 하기 표 2의 중량 비율대로 섞고 100mm x 200mm x 10mm의 형틀에 넣은 다음 뚜껑을 덮고 100℃의 오븐에서 30분 보관 후 탈형하여 탄성복합체를 제작하였다.The foam beads obtained in the above examples and the following two types of polyurethane (Polyurethane-1 and Polyurethane-2) were mixed in the weight ratios shown in Table 2 below and placed in a 100 mm x 200 mm x 10 mm mold, After storage for 30 minutes, the elastic composite was formed by demolding.

Polyurethane-1: 강남화성제 KM4890P/KM4890R을 100/114 비율로 섞은 것 (고탄성 우레탄) Polyurethane-1: KM4890P / KM4890R mixed with 100/114 ratio (high elasticity urethane)

Polyurethane-2: 강남화성제 KM2230P/KM2010R을 112/100 비율로 섞은 것 (저탄성 우레탄)Polyurethane-2: 112/100 mixture of KM2230P / KM2010R from Kangnam Hwaseong (low elasticity urethane)

비교예1Comparative Example 1 실시예10Example 10 비교예2Comparative Example 2 비교예3Comparative Example 3 실시예11Example 11 실시예12Example 12 비교예4Comparative Example 4 비교예5Comparative Example 5 실시예13Example 13 실시예 1 폼비드 (비중 0.13)Example 1 Foam beads (specific gravity 0.13) 100100 100100 100100 100100 실시예 4 폼비드 (비중 0.16)Example 4 Foam beads (specific gravity 0.16) 100100 실시예 9 폼비드 (비중 0.09)Example 9 Foam beads (specific gravity 0.09) 100100 100100 100100 100100 Polyurethane-1Polyurethane-1 100100 150150 200200 150150 200200 250250 300300 Polyurethane-2Polyurethane-2 100100 100100 결착력Binding force (불량)(Bad) 양호Good 양호Good (불량)(Bad) 양호Good 양호Good 양호Good (불량)(Bad) 양호Good 경도 (Shore C)Hardness (Shore C) 4545 5858 7373 4545 6060 7575 (83)(83) 4545 4545 탄성 (%)Shout (%) 4040 5050 5858 3838 4747 5656 (62)(62) 3030 1515 비중importance 0.230.23 0.280.28 (0.32)(0.32) 0.200.20 0.230.23 0.260.26 0.290.29 0.230.23 0.280.28

* 표 안의 데이터 중 괄호로 표시한 부분은 부적합한 물성값 * Parenthesized parts of the data in the table indicate unsuitable property values

결착력: 제작된 탄성 복합체를 길이방향으로 꺾어 끝과 끝이 맞닿게 했을 때 탄성 복합체의 표면에 균열이 나타나면 '불량' 균열이 없으면 '양호'로 하였다.Adhesion force: When the prepared elastic composite was bent in the longitudinal direction and the end and the end were brought into contact with each other, a crack appeared on the surface of the elastic composite.

경도: Shore C 80 초과는 불량Hardness: Shore C 80 is bad

탄성: ASTM D2632-15, 60% 초과는 불량 (탄성이 너무 좋아 충격흡수 안됨) Elasticity: ASTM D2632-15, Poor over 60% (elasticity is too good to absorb shock)

비중: 0.31 초과는 불량Specific gravity: over 0.31 is bad

실시예 10 내지 13과 같이 폼비드의 비중과 결착제의 양을 적절히 선택함으로써 결착력, 경도, 탄성이 우수하고 비중이 적당한 탄성 복합체를 얻을 수 있다. 비교예 1, 3, 5의 경우 결착력 시험 시 '불량'으로 나타나는데 이는 폼비드의 비중이 낮아질수록 표면적이 넓어져 요구되는 결착제의 양이 많아지므로 결국 낮은 비중의 폼 비드 사용 시 상대적으로 결착제의 양이 부족하기 때문인 것으로 볼 수 있다. 폼 비드의 비중이 커지면 결착재의 양이 많이 요구되지 않는다. 비교예 2의 경우에는 높은 비중의 폼비드와 많은 양의 결착재로 최종 비중이 높아지게 되고, 비교예 4의 경우에는 낮은 비중의 폼비드 사용으로 최종 비중은 양호하나 결착재의 양이 지나치게 많아 탄성 복합체의 경도와 탄성이 높아져서 충격흡수능이 저하될 수 있다.By appropriately selecting the specific gravity of the foam beads and the amount of the binder as in Examples 10 to 13, it is possible to obtain an elastic composite excellent in binding strength, hardness, and elasticity and having a specific gravity. In case of Comparative Examples 1, 3 and 5, 'poor' is shown in the adhesion test. As the specific gravity of the foam bead is lowered, the surface area is widened and the amount of the required binder is increased. Therefore, when the foam bead having a low specific gravity is used, Of the total population. When the specific gravity of the foam beads is increased, a large amount of the binder is not required. In the case of Comparative Example 2, the final specific gravity was increased by the foam beads having a high specific gravity and a large amount of the binder. In Comparative Example 4, the final specific gravity was good due to the use of the foam beads having a low specific gravity, The hardness and elasticity of the rubber composition may increase, and the impact absorbing ability may be lowered.

<적용예 1> 실시예 10의 방법으로 500mm x 2000mm x 10mm의 매트를 만들어 요가매트로 적용하였다.&Lt; Application Example 1 > A mat of 500 mm x 2000 mm x 10 mm was formed by the method of Example 10 as a yoga mat.

<적용예 2> 실시예 13의 방법으로 500mm x 1200mm x 15mm의 매트를 만들어 공장 작업장 피로방지 매트로 적용하였다.&Lt; Application Example 2 > A mat of 500 mm x 1200 mm x 15 mm was formed by the method of Example 13 and applied as a factory workplace fatigue prevention mat.

<적용예 3> 실시예 13의 방법으로 다양한 형틀 작업을 하여 미식축구와 하키의 헬멧 라이너(helmet liner), 축구나 태권도의 정강이 보호대(shin guard), 및 자전거와 오토바이의 프로텍터에 적용하였다. &Lt; Application Example 3 > A variety of form work was performed by the method of Example 13 to apply to helmet liner for football and hockey, shin guard for soccer and taekwondo, and bicycle and motorcycle protector.

상기 적용예 1~3의 매트들과 상기 프로텍터를 실제 사용결과 장시간 사용에도 두께가 감소하지 않으며 날카로운 물체로 찔러도 공기가 빠지지 않고 본래의 충격흡수성을 잘 유지하였다.The mats of Application Examples 1 to 3 and the protector did not decrease in thickness even when used for a long time, and air was not released even when pushed with a sharp object, and the original shock absorbability was well maintained.

Claims (14)

제1 고분자 소재로 이루어진 폼 형태의 비드들; 및
제2 고분자 소재로 이루어진 결착재를 통해 상기 비드들이 다발 형태로 결합하여 이루어진 집합체를 포함하되,
상기 결착재에 의해 상기 비드들 간에 불균일한 두께를 갖는 경계층이 형성되어 있으며, 표면에 플라스틱이나 고무 재질의 보강층이 더 구비된 것인 충격방지용 탄성 복합체.Beads in the form of foam made of the first polymer material; And
And an aggregate formed by combining the beads in a bundle through a binder made of a second polymer material,
Wherein a boundary layer having a non-uniform thickness is formed between the beads by the binder, and further a reinforcing layer of plastic or rubber is provided on the surface. 제1 항에 있어서,
상기 제1 고분자 소재는 에틸렌계 중합체, 프로필렌계 중합체, 비닐계 중합체, 고무, 열가소성 탄성체(thermoplastic elastomer) 및 염화비닐계 중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상의 재질로 이루어지는 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the first polymer material comprises at least one material selected from the group consisting of an ethylene polymer, a propylene polymer, a vinyl polymer, a rubber, a thermoplastic elastomer, and a vinyl chloride polymer. 제1 항에 있어서,
상기 비드는 발포압출 가공하여 얻어진 펠렛인 것인 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the beads are pellets obtained by foam extrusion processing. 제3 항에 있어서,
상기 펠렛의 직경은 1 내지 10mm이고, 길이는 1 내지 10mm인 충격방지용 탄성 복합체.The method of claim 3,
Wherein the pellet has a diameter of 1 to 10 mm and a length of 1 to 10 mm. 제1 항에 있어서,
상기 비드의 밀도는 0.5 g/cm³ 이하인 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the density of the beads is 0.5 g / cm &lt; ³ &gt; or less. 제1 항에 있어서,
상기 비드 내의 발포 셀들 중 폐쇄 셀들이 80% 이상인 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the closed cells of the foam cells in the beads are 80% or more. 제1 항에 있어서,
상기 제2 고분자 소재는 상온에서 액상이지만 경화과정에 의해 고화되며 상기 비드들과 상용성이 있는 소재인 것인 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the second polymeric material is liquid at room temperature but solidified by a curing process and compatible with the beads. 제1 항에 있어서,
상기 제2 고분자 소재는 아크릴수지, 초산수지, 에틸렌비닐아세테이트 (EVA) 수지, 액상 우레탄 수지, 액상 실리콘고무, 액상 부타디엔 고무, 액상 EPDM 고무, 액상 NBR 고무 및 액상 이소프렌 고무로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상인 것인 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the second polymeric material is selected from the group consisting of acrylic resin, acetic acid resin, ethylene vinyl acetate (EVA) resin, liquid urethane resin, liquid silicone rubber, liquid butadiene rubber, liquid EPDM rubber, liquid NBR rubber and liquid isoprene rubber Wherein the elastomeric composition is an elastomeric composite for impact protection. 제1 항에 있어서,
상기 경계층의 평균 두께는 2mm 이하인 것인 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
Wherein the average thickness of the boundary layer is 2 mm or less. 제1 항에 있어서,
인접한 비드들 간에 틈새부가 더 형성된 것인 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
Wherein a gap is further formed between adjacent beads. 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 비드의 경도가 Shore C 80 이하인 것인 충격방지용 탄성 복합체.The method according to claim 1,
And the hardness of the bead is not more than Shore C 80. 삭제delete

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