KR20130111844A - 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법 - Google Patents

내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소량만 적용해도 카본블랙보다 높은 전도성을 발현하는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)를 전도성 첨가제로 적용함으로써, 전도성 첨가제의 소량 사용으로 인해 가공상에 점도 상승의 문제가 없어 가공이 용이하고 일반 프레스 공법, 사출성형 등의 가공방법에 제한이 없을 뿐만 아니라 물리적인 특성이 저하되지 않도록 하며, 아울러, 상기와 같이, 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브만 적용할 경우, 은코팅된 다중벽카본나노튜브 자체의 반데르발스력에 의해 응집력이 높아 분산이 까다로울 수 있는데, 이를 해결하기 위해 구형 첨가제(Glass beads or glass bubble)를 첨가함으로써 상기 구형 첨가제에 의한 볼베어링 효과에 의해 분산성을 극대화시키며 이로 인해 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 소량 첨가에 의해서도 충분한 대전방지 효과를 발현하여 경제성을 높일 뿐만 아니라 발포 셀의 강도를 높일 수 있도록 하고, 또한, 흐름성이 우수한 높은 MI(melt index)를 가지는 고분자 기재에 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 적용하여 상기 구형 첨가제와 함께 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하고 이를 바탕으로 2차 압출 또는 혼련기에 혼련하여 발포체 조성물을 제조함으로써, 상기 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 분산성을 더욱 극대화시킬 수 있으며, 또한, 상기 발포제 조성물을 이용하여 발포체를 성형함에 있어, 황 및 퍼옥사이드 가교제를 동시에 적용하여 상기 황에 의해 퍼옥사이드 가교제의 반응속도를 늦추어 가교속도를 제어함으로써, 가교와 발포 반응의 균형을 맞춤으로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 발포반응을 효율적으로 제어할 수 있고, 또한, 상기와 같이 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브 및 구형 첨가제를 첨가한 인솔용 발포체 조성물에 시멘트 파우더를 첨가함으로써, 그 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법{oam composition for insole with excellent durability and conductivity and method for manufacture of the sam}
본 발명은 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 소량만 적용해도 카본블랙보다 높은 전도성을 발현하는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)를 전도성 첨가제로 적용하여 우수한 전도성을 구현하되, 상기 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브의 분산성을 향상시키기 위해 구형 첨가제(Glass beads or glass bubble)를 첨가하고, 인솔용 발포체 조성물의 내구성을 향상시키기 위해 시멘트 파우더를 첨가한 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 발포체에 적용되는 고분자 기재에 전기 전도성을 부여하기 위해서는 일반적인 고분자 기재에 전도성 고분자 또는 전도성 첨가제를 적용하게 된다.
먼저, 전도성 고분자를 적용하는 선행기술로써, 특허문헌 1에는 에틸렌비닐아세테이트(EVA, ethylene vinyl acetate)를 기재로하고, 여기에 가교제, 발포제, 충전제 및 전도성 고분자로써 폴리아닐린(polyaniline), 폴리파이롤(polypyrrole), 폴리티오핀(polythiophene) 등을 혼합하여 조성물을 형성하고, 이를 발포시켜 정전기 방지용 아웃솔을 제조하는 기술이 공개되어 있다.
하지만, 상기와 같이 일반적인 고분자 기재에 전도성 고분자를 적용하는 경우, 상기 전도성 고분자가 일반적인 고분자 기재에 비해 가격이 비싸고 기존 제조공정으로는 발포체 제조가 어렵다는 문제점이 있다.
구체적으로 설명하면, 상기 종래기술은 일반적인 고분자 기재인 에틸렌비닐아세테이트와 전도성 고분자의 녹는점이나 연화점의 차이가 있기 때문에 이들 재료를 혼련할 때 고분자 소재의 분산특성의 문제가 나타나게 될 뿐만 아닐, 에틸렌비닐아세테이트와 전도성 고분자와의 가교특성이 다르기 때문에 성형시 과가교 혹은 미가교 현상이 발생하는 등 상기에서 지적한 바와 같이 기존 제조공정으로는 발포체 제조가 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 전도성 첨가제를 일반적인 고분자 기재에 적용하는 방법에 대한 연구들이 다양하게 진행되고 있으며, 가장 대표적인 전도성 첨가제로써 카본블랙이 널리 이용되고 있다.
일반적인 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 카본블랙을 적용한 선행기술로써, 특허문헌 2에는 고무 라텍스에 대하여 각종 고무첨가제와 함께 도전성 첨가제인 카본블랙 분말을 첨가한 기술이 공개되어 있으며, 특허문헌 3에는 실리콘 고무조성물에 대하여 아세틸렌계 카본블랙을 첨가하여 전도성이 부여된 저비중의 발포체를 제조하는 기술이 공개되어 있고, 특허문헌 4에는 중량 평균 중합도가 1000 이상인 폴리오가노실록산에 카본 블랙을 첨가하여 전기전도성 실리콘 고무 스폰지 조성물을 제조하는 기술이 공개되어 있다.
하지만, 상기와 같은 종래의 기술은 카본블랙을 고분자 기재 100 중량부에 대하여 30 중량부 이상으로 첨가하여야 전도성이 발현되는데, 이 경우 고분자 기재의 점도가 급격히 상승하여 초기가교속도가 빨라지게 되고 이로 인해 발포가 정상적으로 되지 않을 뿐만 아니라 상기와 같이 카본블랙을 과량 적용할 경우, 분산정도에 따라 물리적인 특성도 급격히 저하하게 되는 문제점이 있었다.
특히, 상기 종래 기술과 같이 카본블랙을 적용한 고분자 기재를 발포체로 성형할 경우 발포 반응시 카본블랙과 같은 보강성 필러의 적용은 발포체의 정상적인 성형을 어렵게 할 할 뿐만 아니라 메트릭스 내에서 카본블랙끼리 뭉치는 현상으로 인해 발포시 불량(핀홀)이 생기게 되는데 이것을 방지하기 위해 카본블랙의 함량을 줄일 경우 전도성의 발현이 어려운 문제점이 있었다.
: 국내 등록특허공보 제10-0747084호 "도전성 아웃솔이 구비된 방진화" : 국내 등록특허공보 제10-0855053호 "도전성 라텍스 폼의 제조방법" : 국내 공개특허공보 제10-2009-0131589호 "전도성 실리콘 발포체 조성물 및 이를 이용한발포체 제조방법" : 국내 공개특허공보 제10-2004-0039388호 "전기전도성 실리콘 고무 스폰지"
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소량만 적용해도 카본블랙보다 높은 전도성을 발현하는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)를 전도성 첨가제로 적용함으로써, 전도성 첨가제의 소량 사용으로 인해 가공상에 점도 상승의 문제가 없어 가공이 용이하고 일반 프레스 공법, 사출성형 등의 가공방법에 제한이 없을 뿐만 아니라 물리적인 특성이 저하되지 않도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 과제로 한다.
아울러, 상기와 같이, 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브만 적용할 경우, 은코팅된 다중벽카본나노튜브 자체의 반데르발스력에 의해 응집력이 높아 분산이 까다로울 수 있는데, 이를 해결하기 위해 구형 첨가제(Glass beads or glass bubble)를 첨가함으로써 상기 구형 첨가제에 의한 볼베어링 효과에 의해 분산성을 극대화시키며 이로 인해 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 소량 첨가에 의해서도 충분한 대전방지 효과를 발현하여 경제성을 높일 뿐만 아니라 발포 셀의 강도를 높일 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 다른 과제로 한다.
또한, 흐름성이 우수한 높은 MI(melt index)를 가지는 고분자 기재에 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 적용하여 상기 구형 첨가제와 함께 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하고 이를 바탕으로 2차 압출 또는 혼련기에 혼련하여 발포체 조성물을 제조함으로써, 상기 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 분산성을 더욱 극대화시킬 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 또 다른 과제로 한다.
또한, 상기 발포제 조성물을 이용하여 발포체를 성형함에 있어, 황 및 퍼옥사이드 가교제를 동시에 적용하여 상기 황에 의해 퍼옥사이드 가교제의 반응속도를 늦추어 가교속도를 제어함으로써, 가교와 발포 반응의 균형을 맞춤으로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 발포반응을 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 또 다른 과제로 한다.
또한, 상기와 같이 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브 및 구형 첨가제를 첨가한 인솔용 발포체 조성물에 시멘트 파우더를 첨가함으로써, 그 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법을 제공함을 또 다른 과제로 한다.
본 발명은 인솔용 발포체 조성물에 있어서, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부, 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물을 과제의 해결 수단으로 한다.
아울러, 인솔용 발포체 조성물의 제조방법에 있어서,
수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부 및 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하는 마스터 배치 제조단계(S1); 및
상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조하는 발포체 조성물 제조단계(S2);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물의 제조방법을 과제의 다른 해결 수단으로 한다.
한편, 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체는, JIS K7210로 측정된 용융지수가 2.0 ~ 5.5인 것이 바람직하다.
아울러, 상기 구형 첨가제는, 입자크기가 10 ~ 100㎛인 글라스 비드(Glass beads) 또는 글라스 버블(glass bubble)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 시멘트 파우더는, 입자크기가 100 ~ 400㎛인 것이 바람직하다.
또한, 상기 가교제는, 황 및 퍼옥사이드 가교제인 것이 바람직하다.
본 발명은 소량만 적용해도 카본블랙보다 높은 전도성을 발현하는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)를 전도성 첨가제로 적용함으로써, 전도성 첨가제의 소량 사용으로 인해 가공상에 점도 상승의 문제가 없어 가공이 용이하고 일반 프레스 공법, 사출성형 등의 가공방법에 제한이 없을 뿐만 아니라 물리적인 특성이 저하되지 않도록 하는 장점이 있다.
아울러, 상기와 같이, 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브만 적용할 경우, 은코팅된 다중벽카본나노튜브 자체의 반데르발스력에 의해 응집력이 높아 분산이 까다로울 수 있는데, 이를 해결하기 위해 구형 첨가제(Glass beads or glass bubble)를 첨가함으로써 상기 구형 첨가제에 의한 볼베어링 효과에 의해 분산성을 극대화시키며 이로 인해 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 소량 첨가에 의해서도 충분한 대전방지 효과를 발현하여 경제성을 높일 뿐만 아니라 발포 셀의 강도를 높일 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 흐름성이 우수한 높은 MI(melt index)를 가지는 고분자 기재에 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 적용하여 상기 구형 첨가제와 함께 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하고 이를 바탕으로 2차 압출 또는 혼련기에 혼련하여 발포체 조성물을 제조함으로써, 상기 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 분산성을 더욱 극대화시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 상기 발포제 조성물을 이용하여 발포체를 성형함에 있어, 황 및 퍼옥사이드가교제를 동시에 적용하여 상기 황에 의해 퍼옥사이드 가교제의 반응속도를 늦추어 가교속도를 제어함으로써, 가교와 발포 반응의 균형을 맞춤으로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 발포반응을 효율적으로 제어할 수 있도록 하는 장점이 있다.
또한, 상기와 같이 고분자 기재에 전도성 첨가제로써 은코팅된 다중벽카본나노튜브 및 구형 첨가제를 첨가한 인솔용 발포체 조성물에 시멘트 파우더를 첨가함으로써, 그 내구성을 더욱 향상시킬 수 있도록 하는 장점이 있다.
도 1은 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하 본 발명에 따른 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물은 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부, 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 사용되는 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체는, 스티렌과 부타디엔의 공중합체에 수소를 첨가한 것으로, JIS K7210으로 측정된 용융지수가 2.0 ~ 5.5인 것을 선택하여 사용한다.
이때, 용융지수가 2.0 미만이면 용융점도가 증가하여 가공 및 성형이 어렵고, 5.5를 초과하면 물리적 특성이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브(Ag-coated multi wall carbon nano-tube)는, 인솔용 발포체에 내구성과 전도성을 부여하기 위해 첨가되는 것으로, 상기 다중벽 탄소나노튜브는 탄소원자들이 육각형 고리모양으로 벌집무늬를 형성하며 튜브형태를 이루는 소재로써 통상 1 ~ 30nm의 튜브 직경과 50㎛ 이하의 길이를 가지며, 본 발명에서는 전도성을 더욱 향상시키기 위해 은이 코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 사용한다.
이때, 상기 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브의 혼합량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 1 중량부 미만일 경우, 전도성을 발현하기 어려울 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우, 발포체 컴파운드의 점도 증가에 의한 가공이 어려워 발포체 성형이 원활하지 않을 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 구형 첨가제는 볼베어링 효과에 의해 상기 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브의 분산성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 글라스 비드(Glass beads) 또는 글라스 버블(glass bubble)을 사용하며, 입자 크기가 10 ~ 100㎛인 것을 사용한다.
이때, 상기 구형 첨가제의 입자 크기가 10㎛ 미만일 경우, 분산성 개선 효과가 미비할 우려가 있으며, 100㎛를 초과할 경우, 분산불량에 의한 물리적 특성이 저하될 우려가 있다.
아울러, 상기 구형 첨가제의 사용량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우, 분산효과가 미비할 우려가 있으며, 20 중량부를 초과할 경우, 물리적 특성이 저하될 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 시멘트 파우더는, 석회를 주성분으로 하는 통상의 시멘트를 파우더 형태로 분쇄한 것으로, 수분에 의한 경화 반응을 일어나며 이로인해 장기 착화시 인솔용 발포체의 내구성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 시멘트 파우더는 일반적으로 판매되는 미장용 시멘트 파우더의 입자 크기인 100 ~ 400㎛인 것을 사용한다.
아울러, 상기 시멘트 파우더의 사용량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 10 중량부 미만일 경우, 수화반응이 미비할 우려가 있으며, 30 중량부를 초과할 경우, 발포체의 물리적 특성이 저하할 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 가교제는 가교와 발포 반응의 균형을 맞춰 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 발포반응을 효율적으로 제어하기 위한 것으로, 황 및 퍼옥사이드 가교제를 동시에 적용한다. 즉, 황이 상기 퍼옥사이드 가교제의 라디칼을 뺏아감으로써 가교속도를 제어하는 것이다.
여기서, 상기 퍼옥사이드 가교제는 t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디부틸퍼옥시말레인산, 시클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t-부틸퍼옥시이소프뢸)벤젠, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)-3-헥산, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, 또는 a,a-비스(t-부틸퍼옥시)디이소프로필벤젠으로 이루어지는 군에서 1종 또는 그 이상을 선택, 병용하여 사용할 수 있다.
한편, 상기와 같은 가교제의 사용량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 0.5 중량부 미만일 경우, 미가교가 발생할 우려가 있으며, 1.5 중량부를 초과할 경우, 과가교가 발생할 우려가 있다.
본 발명에서 사용되는 발포제는 발포성형에 통상적으로 사용되는 것으로, 아조디카본아마이드, 아조비스이소부티로니트릴, 벤젠술폰 히드라지드 중에서 1종 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있으며, 상기 발포제의 사용량이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 3 중량부 미만일 경우, 충분한 발포가 이루어지지 않아 정상적인 발포체 성형이 어려울 우려가 있으며, 9 중량부를 초과할 경우, 급격한 팽창으로 인해 발포체의 물리적 특성 저하에 따른 내구성이 저하될 우려가 있다.
이하 본 발명에 따른 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물의 제조방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 인솔용 발포체 조성물의 제조방법에 있어서, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부 및 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하는 마스터 배치 제조단계(S1) 및 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조하는 발포체 조성물 제조단계(S2)를 포함하여 구성된다.
즉, 상기와 같이 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체에 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 적용하여 상기 구형 첨가제와 함께 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 먼저 제조하고 이를 바탕으로 2차 압출 또는 혼련기에 혼련하여 발포체 조성물을 제조함으로써, 상기 은코팅된 다중벽카본나노튜브의 분산성을 더욱 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 각 조성물의 기능과 임계적 의의는 이미 상술하였으므로 생략한다.
이하, 본 발명의 구성을 아래 실시 예에 의해 상세히 설명하는바 본 발명의 구성은 아래의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.
1. 인솔용 발포체의 제조
(실시예 1)
JIS K7210로 측정된 용융지수가 2.0인 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 중량부 및 구형 첨가제로써 입자크기가 100㎛인 글라스 비드(Glass beads) 10 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조(S1)하고, 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 입자크기가 100㎛인 시멘트 파우더 10 중량부와, 황 및 퍼옥사이드 가교제가 혼합된 가교제 0.5 중량부 및 발포제 3 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조(S2)한 후, 상기 발포체 조성물을 170℃, 120kg/cm2의 조건하에서 10분간 성형하여 인솔용 발포체를 제조하였다.
(실시예 2)
JIS K7210로 측정된 용융지수가 5.5인 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 10 중량부 및 구형 첨가제로써 입자크기가 10㎛인 글라스 버블(glass bubble) 20 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조(S1)하고, 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 입자크기가 400㎛인 시멘트 파우더 30 중량부와, 황 및 퍼옥사이드 가교제가 혼합된 가교제 1.5 중량부 및 발포제 9 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조(S2)한 후, 상기 발포체 조성물을 170℃, 120kg/cm2의 조건하에서 10분간 성형하여 인솔용 발포체를 제조하였다.
(비교예 1)
JIS K7210로 측정된 용융지수가 5.5인 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 카본블랙 30 중량부, 황 및 퍼옥사이드 가교제가 혼합된 가교제 1.5 중량부 및 발포제 9 중량부를 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조한 후, 상기 발포체 조성물을 170℃, 120kg/cm2의 조건하에서 10분간 성형하여 인솔용 발포체를 제조하였다.
2. 인솔용 발포체의 제조
상기 실시예 1, 2 및 비교예 1에 의해 제조된 인솔용 발포체를 다음과 같은 방법으로 특성을 시험하여 그 결과를 [표 1] 및 [표 2]에 나타내었다.
2. 인솔용 발포체의 평가
1) 비중
KS M6519에 준하여 우에시마(Ueshima)사의 자동 비중 측정 장치인 모델 DMA-3을 이용하여 5회 측정하여 그 평균치를 취하였다.
2) 경도
에스커(Asker) C형 경도계를 이용하여 5회 측정하여 그 평균치를 취하였다.
3) 영구압축줄음률
ASTM D3754에 준하여 발포체를 약 10mm 두께로 지름 300±5mm인 원기둥 형태로 제조한 시험편을 시험편 두께의 50% 압축시켜 50±0.1℃에서 약 6시간 동안 열처리 한 후 실온에서 30분간 냉각시킨 후 두께를 측정하였다. 시험편은 3개로 하였으며 값은 평균치를 나타내었다.
4) 인장강도 및 신장율
KS M6518에 준하여 즈윅(Zwick)사의 만능시험기를 사용하여 측정하였다.
5) 전기저항
ASTM D257에 준하여 발포체의 표면에 전기저항을 측정하는 장치인 미국 ACL Staticide사의 표면 전기저항 측정기(Model 800)를 사용하여 측정하였다.
물리적 특성 단위 실시예 1 실시예 2 비교예 1
비중 - 0.108 0.113 0.105
경도 C type 36±1 30±1 37±1
영구압축줄음률 % 59 61 70
인장강도 kg/cm2 15 13 12
신장률 % 190 180 160
전기저항 Ω/sq 9E+6 8E+4 9E+9
경과시간에 따른 영구압축줄음율 특성
경과시간 1일 5일 10일 20일 30일
실시예 1 59 60 60 62 65
실시예 2 61 62 62 63 63
비교예 1 70 75 80 88 90
상기 [표 1]에서와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 인솔용 발포체 조성물은 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브를 소량만 적용해도 카본블랙을 30 중량부 첨가한 비교예 1에 전도성이 우수할 뿐만 아니라 물리적인 특성 또한 우수함을 알 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 인솔용 발포체 조성물은 시멘트 파우더를 첨가함으로써, 단기적인 영구압축줄음율 특성 뿐만 아니라 [표 2]에서와 같이, 시간이 경과함에 따른 영구압축줄음율 특성 또한 물리적인 특성 또한 우수함을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물 및 이의 제조방법은 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
S1 : 마스터 배치 제조단계
S2 : 발포체 조성물 제조단계

Claims (6)

  1. 인솔용 발포체 조성물에 있어서,
    수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부, 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체는,
    JIS K7210로 측정된 용융지수가 2.0 ~ 5.5인 것을 특징으로 하는 형상복원력이 우수한 인솔용 나노복합 발포체 조성물
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 구형 첨가제는,
    입자크기가 10 ~ 100㎛인 글라스 비드(Glass beads) 또는 글라스 버블(glass bubble)인 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 시멘트 파우더는,
    입자크기가 100 ~ 400㎛인 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 가교제는,
    황 및 퍼옥사이드 가교제인 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물
  6. 인솔용 발포체 조성물의 제조방법에 있어서,
    수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 은코팅된 다중벽 탄소나노튜브 1 ~ 10 중량부 및 구형 첨가제 10 ~ 20 중량부를 이축 압출기로 압출하여 마스터 배치를 제조하는 마스터 배치 제조단계(S1); 및
    상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 100 중량부에 대하여, 시멘트 파우더 10 ~ 30 중량부, 가교제 0.5 ~ 1.5 중량부 및 발포제 3 ~ 9 중량부를 상기 제조된 마스터 배치와 함께 이축 압출기를 통해 압출하거나 또는 혼련기를 통해 혼련하여 발포체 조성물을 제조하는 발포체 조성물 제조단계(S2);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 내구성 및 전도성이 우수한 인솔용 발포체 조성물의 제조방법
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