KR930000831B1 - 스키이창, 그 제조방법 및 이들 창을 단 스키이 - Google Patents

스키이창, 그 제조방법 및 이들 창을 단 스키이 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

스키이창, 그 제조방법 및 이들 창을 단 스키이
본 발명은 스키이의 하단부분으로서 눈과 접촉되며 스키이와 스키어(Skier)를 지지하는 스키이창(Ski Sole)에 관한 것이다.
본 발명에 따른 스키이창은 왁스류를 흡수하고 지속적으로 보유하는 능력이 탁월하다.
스키이창은 일반적으로 두께가 0.5 내지 2mm 범위이내인 시이트 또는 필름의 형태로 되어 있다. 재질은 폴리올레핀계 플라스틱 물질이며 바람직하게는 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)를 기제로 하며, 이것은 겔투와 크로마토그래피로 측정가능한 고분자량(수평균 분자량이 150,000 내지 450,000의 범위)의 것을 선택할 수 있다.
이 유형의 창은 통상적인 압출기법으로 제조된다. 지금까지는 충격저항, 염료 친화성 및 왁스류(파라핀유형의 유사지방물질) 흡수능력과 같은 성질들은 스키이창에 대한 요구조건에 대단히 못미치거나 부적절하기까지 하다.
이러한 이유에서 첨가제를 혼입하거나 HDPE의 다공성을 증진하는 제제로 처리함에 의해 폴리에틸렌의 구조를 변형하여 스키이창에 대한 특정성질들을 개선하기 위한 시도를 하게 되었다.
미합중국 특서 공보 제3,075,948호에 실란에 의한 폴리올레핀(및 특히 폴리에틸렌)의 그래프팅이 발표되어 있다.
프랑스공화국 특허공보 제2,478,877호에 압출하기전에, 비수성 액체에 용해되는 물질을 HDPE에 혼입한 다음, 시이트 또는 필름으로 전환시키는 것에 의해 슬라이딩면(Sliding Surface)을 변형하는 것이 제안되었다.
정상(top) 경기용 스키이창의 제조에는 분자량이 매우 높은 HDPE(수평균 분자량이 300,000 내지 8,000,000범위이내)가 또한 사용되고 있다. 이러한 창은 압출과는 매우 다른 기법인 소결법에 의해 제조된다.
오스트리아 연방공화국 특허 공보 제332,273호에 소결된 HDPE로 부터 스키이창을 제조하는 방법이 발표되어 있다.
본 발명의 대상인 스키이창은 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀류와 하나 또는 그 이상의 폴리에테르에스테르아미드류의 균질 혼합물을 기재로 한 열가소성 중합체 물질의 시이트 또는 필름으로 구성된다.
이 유형의 스키이창이 갖는 성질들은 특히 다음과 같은 것이 있다.
- 왁스류를 흡수하과 지속적인 방식으로 보유하는 탁월한 능력.
- 낮은 마찰계수로 인한 매우 경쾌한 슬라이딩 기능,
- 충격 및 마모에 대해 우수한 저항성,
- 스키이날을 아교로 붙이기에 아주 적합함,
- 저온에서의 정전 방지성과 아울러, 염료 친화성이 특히 우수함,
- 스키이날이 창을 통해 아주 선명하게 보여지는 정도의 투명도 또는 반투명도 (도안, 상표등의 여러가지 인쇄문으로 날을 가릴 수는 있음).
상기에서 설명된 바와같이, 본 발명에 따르는 스키이창은 하나 도는 그 이상의 폴리올레핀류와 하나 도는 그 이사의 폴리에테르에스테르아미드류를 기재로 하는 열가소성 중합체 물질로 구성되며, 다양한 첨가제, 충진제 등을 함유할 수 있다.
폴리에테르에스테르아미드류는 랜덤 폴리에테르에스테르아미드(여러가지 단량체 성분으로 부터 랜덤 사슬형성 반응으로 형성된 경우를 의미)뿐만 아니라 특징 사슬길이를 갖는 여러 성분들의 몰록형태로 형성된 블록 폴리에테르에스테르아미드로 의미하는 것은 물론이다.
폴리에테르에스테르아미드류는 반응성 말단을 갖는 폴리아미드 서열과 반응성 말단을 갖는 폴리에테르 서열, 그 중에서도 디카르복실 사슬 말단을 갖는 폴리아미드 서열과 폴리에테르디올 서열의 축합 공중합 반응의 생성물이다.
이 종류 생성물의 예가 프랑스공화국 특허 제 74 18913호와 77 26678호에 발표되어 있으며, 그 내용을 본 상술내용에 추가한다.
이들 폴리아미드 서열의 수평균 분자량은 대개 500 내지 10,000 범위 내이며 더욱 특정하게는 600내지 5,000 범위내이다. 폴리에테르에스테르아미드류의 폴리아미드 서열은 폴리아미드 6, 6.6, 6.12, 11 또는 12(PA-6, PA-6.6, PA-6.12, PA-11, PA-12)로 부터 또는 이들 단량체의 축합 공중합 반응으로 부터 얻어진 아미드 공중합체로 부터 형성됨이 바람직하다.
폴리에테르류의 수평균 분자량은 대개 200 내지 6,00 범위내이고 더욱 특정하게 600 내지 3,000 범위내이다.
폴리에테르 서열은 바람직하게는 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)로 구성된다.
이 폴리에테르에스테르아미드류의 고유점도는 0.8 내지 2.05 범위내인 것이 유리하다.
고유점도는 20℃ 메타크레졸 내에서 케타크레졸 100g당 0.5g의 초기 농도로 측정된다. 단위는 dlg-1로 표시된다.
본 발명에 따른 폴리에테르에스테르아미드류는 5 내지 85중량%의 폴리에테르와, 95 내지 15중량%의 폴리아미드, 및 바람직하게는 30 내지 80중량%의 폴리에테르와 70 내지 20중량%의 폴리아미드로 부터 형성될 수 있다.
본 발명의 대상인 스키이창에 사용되는 폴리올레핀 또는 폴리올레핀들은 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 이들의 혼합물 또는 공중합체로 구성되나 바람직하기로는 폴리에틸렌으로 구성된다.
본 발명의 바람직한 구현 양태에 따르면, 폴리올레핀 또는 폴리올레핀들은 고분자량을 가진다.
바람직한 폴리올레핀류의 수평군 분자량은 100,000 내지 500,000 범위내이며 바람직하게는 150,000 내지 400,000 범위내일 수 있다.
본 발명의 스키이창을 형성하는 열가소성 중합체 물질의 혼합물은 50 내지 99중량%의 폴리올레핀 또는 폴리올레핀들과 50 내지 1중량%의 폴리에테르에스테르아미드 또는 폴리에테르에스테르아미드들을 함유할 수 있고 바람직하게는 60 내지 90중량%의 폴리올레핀(들)과 40 내지 10중량%의 폴리에테르에스테르아미드(들)를 함유한다.
이 혼합물은 예컨대 70%까지의 유기 또는 무기 충진제를 함유하는 것이 가능하며, 그것들은 섬유 또는 분말 형태일 수 있다.
유사한 혼합물이 프랑스공화국 특허공보 제2,519,012호에 발표되어 있다.
충진제의 예로, 실리카, 산화티타늄, 유리섬유 및 탄소섬유를 특히 들수 있다.
이 혼합물은 또한 UV안정화제, 이형제(release agent), 충격완화제, 왁스류 등과 같은 다양한 첨가제를 함유할 수 있다.
혼합물의 다른 성분들 사이의 양립성을 증진하기 위해서 유화제를 부가적으로 혼입할 수 있다.
예를들면 말레인화 폴리프로필렌을 유화제로 선택할 수 있다.
일반적으로, 혼합물 솔에는 1 내지 5중량%의 유화제가 혼입된다.
유화제는 반드시 존재해야 할 필요성은 없다. 그러나 혼합물 내의 폴래에테르에스테르아미드의 비율이 20중량% 이상일때는 특별히 권장된다.
본 발명에 따르는 스키이창의 제조 및 특히, 상기 서술한 혼합물로 부터 제조된 시이트 또는 필름의 형성은 어떠한 공지된 압출방법에 의해서도 수행될 수 있다. 혼합물을 실제로 압출하기 전에 상기한 창 성분들의 균질 혼합물을 형성하는 것이 추가로 필요하다.
이것은 압출기의 호퍼속으로 도입되기 전에 창 성분들의 기계적 혼합물을 형성하는 것에 의해 실시가능하다.
앞에서 상술한 균질 혼합물을 형성하는(분말 또는 과립형태인) 원료물질들을 혼합하고 이어서 1축 스크류우 또는 2축 스크류우 압출기 또는 혼련장치나 압연장치 속에서 혼합물을 용융상태로 처리하는 것이 또한 가능하다. 이 기법을 사용하면 혼합물의 균질성이 더 우수해진다.
일단 창 성분들이 균질하게 혼합되면, 실제 압출을 진행하는 것이 가능하다. 어떠한 유형의 1축 스크류우 또는 2축 스크류우 압출기도 사용가능하다.
바람직한 압출기법은 압출-피복법, 또는 압출-수평압연법이다.
이렇게 해서 0.5 내지 2mm 범위 및 바람직하게는 0.9 내지 1.4mm범위 내의 두께를 갖는 상기 설명된 혼합물의 시이트 또는 필름이 수득된다.
본 발명에 따르는 스키이창 제조방법의 또다른 구현양태는 압출하기전에 창 제조용 혼합물 속에 왁스류의 전량 또는 일부를 혼입하는 것으로 구성된다. 그렇게 함으로써 다소간 자체-왁싱인, 즉 스키이창 제공시에 스키이의 왁싱이 더 이상 필요하지 않은 창이 수득된다.
자체-왁싱기법은 하기와 같은 장점들을 갖는다.
- 창은 다량의 왁스류를 흡입할 수 있다.
- 창의 구조속에 혼입되는 왁스는 그 구조 속에 영구적으로 유지되고 스키이는 한번만으로 왁싱된다.
왁스류라고 하는 용어는 고산스키이에 더욱 특징적으로 사용되는 슬림(Slip) 왁스류와 크로스-컴츄리 스키이에 더욱 특정적으로 사용되는 그립(grip) 왁스류를 모두 의미함은 물론이다.
소위 슬립 왁스류의 주기능은 일반적으로 작지 않은 정도로 상기 창의 마찰계수를 감소시켜 눈 위에서의 창의 미끄러짐을 향상시키는 것이다.
소위 그립 왁스류는 주로 스키이가 뒤로 미끄러지는 것을 방지하는 기능을 한다. 눈의 결정들은 왁스의 표면층을 관통할 수 있고 그렇게 해서 스키이가 눈위에 잘 정착하고 스키어가 원하는 다른 방향으로 미끄러지는 것을 방지하는데 필요한 정착 특정을 창에 부여한다.
스키어날에 창을 아교로 붙이는 것은 통상적인 방식으로 수행될 수 있다. 예로써, 이 작업을 고온 접착-필름 또는 시이트를 가열하고 가압하에 스키이날 위에 눌러 놓는다-에 의해 수행할 수 있다.
본 발명은, 물, 눈, 유리 등과 같은 액체 또는 고체표면위에서 미끄러지는 기능을 하는 물건들의 슬라이딩 면으로서 앞에서 상술된 유형의 하나 또는 그 이상의 폴리에테르에스테르아미드류와 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀류를 기재로 하는 시이트 또는 필름의 제조 및 사용에 유리한 방식으로 동등하게 적용될 수 있다.
이 종류 물건의 예로는 터보건썰매, 세일보드(Sail board) 및 서프보드 (Surfboard)를 들 수 있다.
하기의 실시예들은 본 발명을 예시하나, 제한하지는 않는다.
[실시예 1]
a-성분
스키이창 조성물은 중량기준의 하기 성분들로 구성된다.
- 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 90부
(2 내지 3%의 부텐을 함유하는 에틸렌-부텐 공중합체,
Figure kpo00001
=150,000)
-폴리에테르에스테르아미드
(
Figure kpo00002
=600인 PA-12서열과
Figure kpo00003
=2,000인 폴리에테르(PTMG) 서열의 10부
축합 공중합 반응로 얻어짐)
B-응용
1. A에 설명된 성분들의 과립상 기계적 혼합물을 얻는 공정을 수행한다. 그렇게 해서 얻어진 혼합물을 스크류우 회전속도가 100r.p.m인 1축 스크류우 압출기 속에 공급한다. 압출기 속에서, 전체 혼합물은 225내지 230℃범위의 온도로까지 가열된다.
다이오리피스로 부터 두께 1.2mm, 나비 105mm의 연속 시이트가 수득된다(샘플 1).
비교를 위해, 동일 조건하에 HDPE만을 압출하여 두께 1.2mm, 나비 105mm의 연속 시이트를 얻는다(샘플 2).
샘플 1 및 샘플 2로부터 시이트 특성을 결정하기 위하여 샘플 1 및 2시이트의 표면의 표면 자유 에너지
Figure kpo00004
를 그 2성분인
Figure kpo00005
및
Figure kpo00006
와 아울러 고체표면의 표면 자유에너지는 성분
Figure kpo00007
(런던 분산력의 기여)와 성분
Figure kpo00008
(비분산력 - 극성힘 및 기타 힘의 기여)의 합이다.
Figure kpo00009
이들 값을 결정하기 위하여, 샘플 1 및 2 시이트의 수평 유지된 면위에 침착된 표준액체의 방울에 의해 만들어지는 접촉각도 θ를 측정한다.
접촉각도 측정법은 W.D WARKINS의 논문(The Physical Chemisty of Surface Films, P41. Reinhold Pub. Corp 1952)에 설명되어 있다.
연속적으로 샘플의 2면에 대하여 25℃에서 접촉각도 측정을 수행하였다.
사용된 표준액체들은 다음과 같다 :
- 디요오도메탄, α-브로모나프탈렌(낮은 극성의 액체)
- 물, 포름아미드(극성액체)
1 내지 5μ1의 표준 액체 1방울을 수평유지된 시이트면 위에 침착시킨다.
수평 시이트면 위에 방울이 침착된지 30초 내지 2분 후에 방울과 그것이 침차된 수평면에 의해 만들어진 접촉각도 θ를 측정한다.
접촉각도를 측정하고 나서, W.RABEL(Parve amd Lack-77 Hahrg-No. 10-997-1006-1971)의 방법을 사용하여
Figure kpo00010
,
Figure kpo00011
및
Figure kpo00012
를 계산한다.
결과가 표 1에 나와있다.
Figure kpo00013
,
Figure kpo00014
및
Figure kpo00015
의 단위는 mN,.m-1로 표시된다. 측정의 전확도 ± 1mN.m-1까지이다.
샘플 1과 2의 2면들 사이에서 현저한 차이는 발견되지 않았다.
샘플 1과의 2의 물리적 특성을 매우 다르다. 샘플 1(HDPE와 폴리에테르에스테르아미드의 혼합물)은 샘플 2(HDPE 단독)보다 표면 자유 에너지 값이 39%가 더 크다. 샘플 1에 대한 극성힘 기여도는 6.7mN.m-1인 반면 샘플 2에 대해서는 0이다.
[표 1]
Figure kpo00016
[실시예 2]
A-성분
창 조성물은 중량 기준의 하기 성분들로 구성된다:
-HDPE 80부
(
Figure kpo00017
=300,000인 프로필렌 단일 중합체)
-폴리에테르에스테르아미드
(
Figure kpo00018
=850인 PA-12서열과
Figure kpo00019
=2,000인 폴리에테르(PTMG)서열의 20부
축합 공중합 반응으로 얻어짐)
B-응용
A에 기재된 조성물을 ZSK 30유형의 2축 스크류우 WERNER PFLEIDERER 압출기 속에서 용융상태로 혼합한다.
전체 조성물의 온도를 230℃까지 올리고 스크류의 회전속도는 150r.p.m이며 물질의 출력은 17㎏/h으로 한다.
얻어진 과립을 실시예 1에서와 동일한 조건으로 압출하여 두께 1.2mm, 나비 105mm의 연속 시이트를 수득한다.
비교용으로 같은 조건하에 HDPE만을 압출하여(그 특성들은 2.A에 기재됨) 두께 1.2mm, 나비 105mm의 연속 HDPE시이트를 수득한다.
이방식으로 제조된 시이트는 스키이 날에 아교로 붙이기에 적합하고 이 방식으로 제조된 스키이는 왁싱 공정을 거칠 수 있다.
[실시예 3]
실시예 2에서 설명된 용융상태로 제조된 HDPE와 폴리에테르에스테르아미드의 혼합물에 2 내지 3중량부의 시중에서 구입가능한 왁스를 첨가한다. 그렇게 해서 얻어진 혼합물을 2.B에서와 같은 조건하에 압출한다.
소위 “자기-왁싱”연속 시이트가 얻어지며 이것은 스키이날에 아교로 붙여질 수 있다.
상기한 바와같이 창의 구조 속에 도입된 왁스의 양에 따라서, 이후의 왁싱이 필요하지 않을 수 있다.

Claims (20)

  1. 열가소성 중합체 물질이 하나 또는 그 이상의 폴리올레핀류와 하나 또는 그 이상의 포릴에테르에스테르아미드류의 균질 혼합물을 기재로 하는 것을 특징으로 하는, 열가소성 중합체 물질의 시이트 또는 필름으로 구성되는 스키이창.
  2. 제1항에 있어서, 폴리에테르 에스테르아미드 또는 폴리에테르에스테르아미드들이 랜덤 폴리에테르에스테르아미드류인 스키이창.
  3. 제1항에 있어서, 폴리에테르에스테르아미드 또는 폴리에테르체스테르아미드들이, 디카르복실사슬말단을 갖는 폴리아미드 서열과 폴리에테르디올 서열과의 경우와 같이, 반응성 말단을 갖는 폴리아미드 서열과 반응성 말단을 갖는 폴리에테르 서열의 축합 공중합 반응의 생성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 스키이창.
  4. 제3항에 있어서, 폴리에테르에스테르아미드류의 폴리아미드 서열은 폴리아미드 6, 6.6, 6.12, 11 또는 12(PA-6, PA-6.6, PA-6.12, PA-11, PA-12) 또는 이들 단량체의 축합 공중합반응으로 부터 얻어진 아미드 공중합체로 부터 형성됨을 특징으로 하는 스키이창.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 이들 폴리아미드 서열의 수평균 분자랴이 500 내지 10,000 범위내인 것을 특징으로 하는 스키이창.
  6. 제1항에 있어서, 폴리에테르 서열이 폴리테트라메틸렌글리콜(PTMG), 폴리프로필렌글리콜(PPG) 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)로 구성됨을 특징으로 하는 스키이창.
  7. 제1항에 있어서, 폴리에테르류의 수평균 분자량이 대개 200 내지 6,000 범위내인 것을 특징으로 하는 스키이창.
  8. 제1항에 있어서, 상기 폴리에테르에스테르아미드가 5 내지 85%의 폴리에테르와, 95 내지 15%의 폴리아미드로 형성됨을 특징으로 하는 스키이창.
  9. 제1항에 있어서, 폴리올레핀 또는 폴리올레핀들이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 이들의 혼합물 또는 이들의 공중합체로 구성됨을 특징으로 하는 스키이창.
  10. 제1항에 있어서, 폴리올레핀이 고밀도 폴리에텔렌이고 수평균 분자량이 100,000 내지 500,000 범위내인 것을 특징으로 하는 스키이창.
  11. 제1항에 있어서, 상기 혼합물이 50 내지 99중량%의 폴리올레핀 또는 폴리올레핀들과 50 내지 1중량%의 폴리에테르에스테르아미드 또는 폴리에테르에스테르아미드들로 부터 셔형성됨을 특징으로 하는 스키이창.
  12. 제1항에 있어서, 상기 혼합물이 60 내지 90중량%의 폴리올레핀과 40 내지 10중량%의 폴리에테르에스테르아미드로 부터 형성됨을 특징으로 하는 스키이창.
  13. 제1항에 있어서, 섬유 혹은 분말형태의 (A) 유기 또는 무기 충진제 ; UV 안정화제, 이형제 및 유화제의 (B) 첨가제를 모두 함유하거나 상기 충진제 또는 상기 첨가제를 선택적으로 함유함을 특징으로 하는 스키이창.
  14. 제1항에 있어서, 혼합물을 압출시키고 필름이나 시이트로 전환시키기 전에 왁스류의 전량 또는 일부를 혼합물 속에 혼입시키는 것을 특징으로 하는 스키이창.
  15. 창 성분들의 균질 혼합물을 미리 제조하고 상기 혼합물을 그 다음에 시이트 또는 필름의 형태로 압출하는 것을 특징으로 하는, 제1 내지 제14항중 어느 한 항에 정의된 스키이창의 제조방법.
  16. 제1 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 스키이창을 구비한 스키이.
  17. 제3항 또는 제4항에 있어서, 이들 폴리아미드 서열의 수평균 분자량이 600 내지 5,000 범위내인 것을 특징으로 하는 스키이창.
  18. 제1항에 있어서, 폴리에테르류의 수평균 분자량이 600내지 3000 범위내인 것을 특징으로 하는 스키이창.
  19. 제1항에 있어서, 상기 폴리이테르 에스테르 아미드가 30 내지 80%의 폴리에테르와, 70 내지 20%의 폴리아미드로 형성됨을 특징으로 하는 스키이창.
  20. 제1항에 있어서, 폴리올레핀이 고밀도 폴리올레핀이고 수평균 분자량이 150,000 내지 400,000 범위내인 것을 특징으로 하는 스키이창.
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