KR101020089B1

KR101020089B1 - 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법

Info

Publication number: KR101020089B1
Application number: KR1020100086233A
Authority: KR
Inventors: 임성욱; 박은영; 김동건; 최재호
Original assignee: 한국신발피혁연구소
Priority date: 2010-09-03
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2030-09-03

Abstract

본 발명은 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형상기억능을 가지는 고분자 소재를 기재로 하고 여기에 첨가제, 가교제 및, 유기발포제와 물리발포제인 마이크로스피어를 혼합한 후 가교 성형하여 고배율 발포에도 발포셀의 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법에 관한 것이다.
상기와 같은 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물은 기존의 신발용 발포체 대비 경량성이 크게 향상되어 전문 레져 스포츠화의 부품뿐만 아니라 산업용 자재 등 다양한 용도에 적용이 가능하다.

Description

형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법{method for manufacture of ultra super light-weight shape memory foam composition with excellent shape-stability}

본 발명은 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형상기억능을 가지는 고분자 소재를 기재로 하고 여기에 첨가제, 가교제, 유기발포제, 물리발포제인 마이크로스피어(MS, Microsphere)를 혼합한 후 가교 성형하여 고배율 발포에도 발포셀의 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법에 관한 것이다.

최근들어 신발용 저비중 발포체에 관한 연구는 다양한 방법으로 시도되고 있으며, 관련 선행기술로써, 대한민국 공개특허 제10-2009-0060520호에는 저비중 충격흡수성 발포체 및 그 제조방법이 공개되어 있고, 대한민국 등록특허 제10-0935701호에는 내가수분해성이 우수한 저비중 폴리우레탄 발포체 조성물이 공개되어 있으며, 제10-0742286호에는 온도유지와 형상기억 기능을 갖는 복합기능성 안창용발포체 조성물이 공개되어 있다.

하지만 상기와 같은 종래 기술은 신발용 저비중 형상기억 발포체의 비중이 대부분 0.20 수준이 한계로 그 이하로 저비중화될 경우 고발포에 따른 발포셀의 형태안정화가 불가능하여 물리적인 특성이 급격하게 떨어지는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 고배율발포의 경우 발포셀의 크기가 증가함에 따라 경도 특성이 현격하게 저하되기 때문에 일정 수준의 경도 특성을 요하는 신발용 발포체에는 적용할 수 없는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 트랜스-1,4-폴리이소프렌, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 및 폴리프로필렌계 공중합체로 이루어진 고분자 기재에 유기발포제와 물리발포제인 마이크로스피어를 혼합, 발포하여 발포셀의 균일성을 극대화함으로써, 고배율 발포에도 형태안정성이 우수하여 물리적 특성이 양호하고 일정 수준의 경도특성을 발현하는 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법을 제공함을 과제로 한다.

또한, 초저비중에서도 기존의 발포체와 유사한 물리적 특성을 발현하여 신발용 뿐만 아니라 산업자재 전반에까지 그 응용 범위의 확대가 가능한 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법을 제공함을 다른 과제로 한다.

본 발명은 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법에 있어서, 트랜스-1,4-폴리이소프렌 20~70중량%, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 20~60중량% 및 폴리프로필렌계 공중합체 10~20중량%로 이루어진 고분자 기재 100중량부에 대하여,탄산칼슘, 스테아린산, 산화아연을 포함하는 발포체용 첨가제 3~50 중량부를 니이더, 오픈롤 등의 통상적인 혼합기용 장치로 혼합하는 단계(S1); 가교제인 유기과산화물 0.5~2.0 중량부, 유기 발포제인 아조디카본아마이드 3~20 중량부와 물리발포제인 마이크로스피어 1~10 중량부를 오픈롤에서 배합하여 컴파운드 조성물을 쉬트상으로 제조하는 단계(S2); 및 상기 제조된 쉬트상 혼련물을 130~170℃, 100~150kg/cm²의 고온·고압하에서 10~50분간 성형하여 제조하는 단계(S3)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법을 과제의 해결 수단으로 한다.

본 발명의 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체의 제조방법은 형상기억능 발현 고분자 기재에 유기발포제와 물리발포제인 마이크로스피어를 혼합하여 발포함으로써 고발포배율에서도 발포셀의 형태안정성이 우수하여 탁월한 물리적인 특성 및 형상기억특성을 발현할 수 있을 뿐만 아니라 유기발포제와 물리발포제인 마이크로스피어의 적절한 블렌드와 벽재 성분의 팽창이 가능한 성형조건의 설정은 발포셀의 균일성을 극대화하여 기존 발포체의 초저비중화에 따른 물리적인 특성의 급격한 저하를 극복하여 초저비중에서도 우수한 기능을 발현함으로써 특수 기능성 신발용 부품뿐만 아니라 건축용 소재 및 산업자재 등의 용도에 다양하게 적용 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 형태안정성이 우수한 초저비중 형상 기억 발포체 조성물의 제조방법을 나타낸 흐름도
도 2는 실시예 1과 비교예 2의 SEM 사진 비교도

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 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 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법에 관한 것으로서, 트랜스-1,4-폴리이소프렌 20~70중량%, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 20~60중량% 및 폴리프로필렌계 공중합체 10~20중량%로 이루어진 고분자 기재 100중량부에 대하여, 가교제 0.5~2.0 중량부, 유기발포제 3~20 중량부, 물리발포제인 마이크로스피어 1~10 중량부 및 첨가제 3~50 중량부를 혼합하고 가교 성형하여 고배율 발포에도 발포셀의 균일성을 유도하여 탁월한 형태안정성을 부여한 것이다.

본 발명에서 사용하는 트랜스-1,4-폴리이소프렌는 이소프렌 모노머를 지글러계 촉매로 배위 음이온 중합시킨 것으로 트랜스-1,4-구조가 98~99 몰%인 것을 사용한다. 이때 트랜스-1,4-구조가 98 몰% 미만이면 결정화도가 낮아져 형상기억성이 저하되며, 99 몰%를 초과하면 경도가 급격히 상승할 우려가 있다.

아울러, 상기 트랜스-1,4-폴리이소프렌는 20~70중량%를 사용하며, 트랜스-1,4-폴리이소프렌의 함량이 20% 미만이면 250% 이상의 고배율 발포시 경도가 현격하게 저하하여 제품에 적용하기 어렵고, 70%를 초과하면 물리적인 특성이 급격하게 저하된다.

상기 본 발명에 사용되는 수첨된 스티렌/부타디엔 블록 공중합체는 스티렌과 부타디엔의 공중합체에 수소를 첨가한 것으로 ASTM D1238로 측정된 용융지수가 2.2~3.2인 것을 선택하여 사용한다. 이때 용융지수가 2.2 미만이면 용융점도가 증가하여 가공 및 성형이 어렵고, 3.2를 초과하면 물리적 특성이 저하될 우려가 있다.

아울러, 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록 공중합체는 20~60중량%를 사용하며, 상기 수첨된 스티렌/부타디엔 블록 공중합체의 함량이 20% 미만이면 영구압축줄음율이 저하될 우려가 있으며, 60%를 초과하면 가교 발포 시 성형시간이 길어져 작업효율을 저하시킬 우려가 있다.

상기 본 발명에 사용되는 폴리프로필렌계 공중합체는 형상기억 발포체 조성물의 인장강도와 신장률을 개선하기 위한 것으로, ASTM D1238로 측정된 용융지수가 1~20 사이인 것을 사용해야 상기 트랜스-1,4-폴리이소프렌 및 수첨된 스티렌/부타디엔 블록 공중합체와의 가공 시, 혼합이 용이하며 1 이하이거나 20 이상일 경우 가공성이 급격하게 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 상기 폴리프로필렌계 공중합체의 쇼아(Shore) C형 경도계로 측정된 경도가 60~70A 사이인 것을 사용해야하는데 60A 이하이면 신발용 발포체에 적용이 곤란하고 70A 이상이면 연질 발포체에 적용이 곤란하여 사용범위가 제한적인 문제점이 있다.

아울러, 상기 폴리프로필렌계 공중합체는 10~20중량%를 사용하며, 상기 폴리프로필렌계 공중합체의 함량이 10% 미만이면 인장강도 및 신장률의 개선효과가 미비하며, 20%를 초과하면 경도저하에 따른 압축특성을 저하시킬 우려가 있다.

본 발명에 사용된 가교형태는 유기과산화물 가교기구이며, 상기 유기과산화물은 상기 고분자 기재 100 중량부에 대하여 유기과산화물 0.5~2.0 중량부를 사용할 수 있는데, 0.5 중량부 미만이면 가교가 부족하고, 2.0 중량부를 초과하면 경도가 급격히 상승하여 발포체의 형성이 어렵다.

본 발명에서 사용 가능한 가교제의 종류로는 사이클로헥사논퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-부틸퍼옥시라우릴레이트, t-부틸퍼옥시아세테이트, 디-t-부틸디퍼옥시프탈레이트, t-디브틸퍼옥시말레인산, t-부틸큐밀퍼옥사이드, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디벤조일퍼옥사이드, 디큐밀퍼옥사이드, 1,3-비스(t- 부틸퍼옥시이소프로필)벤젠, 메틸에틸케폰퍼옥사이드, 디-(2,4-디클로로벤조일)퍼옥사이드, 1,1-디(t-부틸퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로헥산, 2,5-디메틸-2,5-(t-벤조일퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 디-t-부틸퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-(t-부틸퍼옥시)-3-헥신, n-부틸-4,4-비스(t-부틸퍼옥시)발러레이트, a,a'-비스(t-부틸퍼옥시) 디이소프로필벤젠 등으로부터 한 가지 또는 그 이상 선택하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용될 수 있는 발포제는 유기발포제인 아조디카본아마이드와 물리발포제인 마이크로스피어가 있다.

상기 유기 발포제인 아조디카본아마이드는 고분자 기재 100 중량부에 대하여 1~25 중량부를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 3~20 중량부를 사용할 수 있다. 이 때 사용량이 3 중량부 미만이면 충분한 발포가 이루어지지 않아 경량화가 어렵고, 20 중량부를 초과하면 급격한 팽창으로 기계적 물성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

상기 물리발포제인 마이크로스피어(MS, Microsphere)는 고분자물질로 이루어진 벽재(shell)가 휘발성용제(core)를 내포하고 있어 특정 온도에서 열에 의해 팽창하는 미립자의 구상 물리발포제로 벽재의 성분에 따라 팽창개시온도 및 팽창온도가 설정되어 있어 발포체의 성형 조건에 따라 벽재가 파괴되지 않는 조건의 마이크로스피어를 선택하는 것이 중요하다. 발포체의 성형 온도가 벽재 성분의 팽창온도보다 너무 낮으면 발포가 이루어지지 않아 불순물로 작용할 우려가 있으며 성형온도가 너무 높으면 벽재가 파괴되어 오히려 발포셀의 균일성을 저하시킬 우려가 있다.

따라서 마이크로스피어의 선택은 발포체의 가공 및 성형온도에 따라 적절한 것을 단독 또는 블렌드하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한 벽재 성분 및 용제 성분에 따라 마이크로스피어는 유기발포제의 발포속도를 적절하게 제어하여 가교 및 발포반응의 균형을 유지해주기 때문에 안정적인 발포셀의 형성에 기여한다.

마이크로스피어의 사용량은 기재 100 중량부에 대하여 1~10 중량부를 사용할 수 있다. 이 때 사용량이 1 중량부 미만이면 마이크로스피어에 의한 균일 발포 효과를 기대하기 어렵고 10 중량부 이상이면 오히려 유기발포제의 발포 효율을 저하시키고 발포셀의 안정성을 감소시켜 기계적 물성이 저하되기 때문에 바람직하지 않다.

본 발명의 첨가제는 통상적인 발포체용 첨가제를 사용할 수 있으며, 첨가제는 탄산칼슘, 스테아린산, 산화아연을 포함하며 기재 100 중량부에 대하여 3~50 중량부를 사용할 수 있다. 이 때 사용량이 3 중량부 미만이면 첨가제의 효과를 기대하기 어렵고, 50 중량부를 초과하면 경도가 급격히 상승할 우려가 있다.

이하 도 1를 참조하여 본 발명에 따른 형태안정성이 우수한 고내구성 저비중 발포체의 제조 방법을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 트랜스-1,4-폴리이소프렌 20~70중량%, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 20~60중량% 및 폴리프로필렌계 공중합체 10~20중량%로 이루어진 고분자 기재 100중량부에 대하여,

탄산칼슘, 스테아린산, 산화아연을 포함하는 발포체용 첨가제 3~50 중량부를 니이더, 오픈롤 등의 통상적인 혼합기용 장치로 혼합(S1)한 후,

가교제인 유기과산화물 0.5~2.0 중량부, 유기 발포제인 아조디카본아마이드 3~20 중량부와 물리발포제인 마이크로스피어 1~10 중량부를 오픈롤에서 배합하여 컴파운드 조성물을 쉬트상으로 제조(S2)한다.

이때 상기의 쉬트상 혼련물을 130~170℃, 100~150kg/cm²의 고온·고압하에서 10~50분간 성형(S3)함으로써 원하는 형태의 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체를 제조할 수 있다. 아울러 발포체의 성형조건은 마이크로스피어의 벽재성분이 팽창가능하면서 파괴되지 않는 온도 및 압력 범위에서 설정하여야 한다.

구체적으로 설명하면, 성형온도가 130℃, 성형압력이 100kg/cm² 이하 및 10분 미만이 될 경우에는 낮은 온도, 낮은 압력 및 성형시간이 짧아 충분한 가교가 일어나지 않고 유기발포제 및 마이크로스피어의 반응도 충분히 일어나지 않아 기계적 물성의 저하 또는 불량품의 발생 우려가 많고, 성형온도가 170℃, 성형 압력이 150kg/cm² 및 성형 시간이 50분을 초과할 경우에는 성형물의 과가교 및 유기발포제의 급속 분해 및 마이크로스피어의 벽재 파괴가 일어나 균일 발포 효과를 기대하기 어렵다.

이하 본 발명을 [표1]의 구성으로 제조한 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

1. 형태안정성이 우수한 고내구성 초저비중 형상기억 발포체의 제조

실시예 1

트랜스-1,4-폴리이소프렌 40중량%, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 50중량% 및 폴리프로필렌계 공중합체 10중량%로 이루어진 고무기재 100중량부에 대하여 산화아연을 3 중량부, 스테아린산 1 중량부를 110℃의 밀폐식 혼합기에서 약 15분 동안 혼련한 후 표면 온도가 85℃인 오픈롤에서 기재 100 중량부에 대하여 유기과산화물 가교제 0.5 중량부, 아조디카본아마이드와 마이크로스피어를 각각 13.0, 3.0 중량부를 투입하여 충분히 혼련 시킨 후 혼련물 쉬트를 제조한다.

상기 혼련물을 170℃, 120kg/cm²의 조건하에서 10분간 성형하여 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체를 제조하였다.

실시예 2

트랜스-1,4-폴리이소프렌 40중량%, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 50중량% 및 폴리프로필렌계 공중합체 10중량%로 이루어진 고무기재 100중량부에 대하여 산화아연을 3 중량부, 스테아린산 1 중량부를 110℃의 밀폐식 혼합기에서 약 15분 동안 혼련한 후 표면 온도가 85℃인 오픈롤에서 기재 100 중량부에 대하여 유기과산화물 가교제 0.5 중량부, 아조디카본아마이드와 마이크로스피어를 각각 13.0, 5.0 중량부를 투입하여 충분히 혼련시킨 후 혼련물 쉬트를 제조한다.

상기 혼련물을 155℃, 120kg/cm²의 조건하에서 20분간 성형하여 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체를 제조하였다.

비교예 1

트랜스-1,4-폴리이소프렌 50중량%, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 50중량%로 이루어진 고무기재 100중량부에 대하여 산화아연을 3 중량부, 스테아린산 1 중량부를 110℃의 밀폐식 혼합기에서 약 15분 동안 혼련한 후 표면 온도가 85℃인 오픈롤에서 기재 100 중량부에 대하여 유기과산화물 가교제 0.5 중량부, 아조디카본아마이드 13.0 중량부를 투입하여 충분히 혼련 시킨 후 혼련물 쉬트를 제조한다.

상기 혼련물을 170℃, 120kg/cm²의 조건하에서 10분간 성형하여 형상기억 발포체를 제조하였다.

비교예 2

에틸렌/비닐아세테이트 공중합체로 이루어진 고무기재 100중량부에 대하여 산화아연을 3 중량부, 스테아린산 1 중량부를 110℃의 밀폐식 혼합기에서 약 15분 동안 혼련한 후 표면 온도가 85℃인 오픈롤에서 기재 100 중량부에 대하여 유기과산화물 가교제 0.5 중량부, 아조디카본아마이드 7.0 중량부를 투입하여 충분히 혼련 시킨 후 혼련물 쉬트를 제조한다.

상기 혼련물을 170℃, 120kg/cm²의 조건하에서 10분간 성형하여 형상기억 발포체를 제조하였으며, 상기 각 실시예 및 비교예의 구성성분을 아래 [표 1]에 나타내었다.

(단위 : 중량부)

구 분	실시예		비교예
구 분	1	2	1	2
트렌스-1,4-폴리이소프렌¹ ⁾	50	50	50	-
수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체²⁾	40	40	50	-
폴리프로필렌계 공중합체 ³⁾	10	10	-	-
에틸렌/비닐아세테이트 공중합체⁴ ⁾	-	-	-	100
산화아연	3	3	3	3
스테아린산	1	1	1	1
유기 과산화물⁵ ⁾	0.5	0.5	0.5	0.5
유기 발포제⁶ ⁾	13.0	13.0	13.0	7.0
마이크로스피어-A⁷⁾	3.0	-	-	-
마이크로스피어-B⁸⁾	-	5.0	-	-
주) 1) Kuraray, TP-301 2) Asahi Kasei, L 609 3) Exxonmobil, VISTAMAXX VM-6102 4) 한화석유화학, EVA 1317(va. 22%) 5) NOF CO.,DCP 6) (주)금양, Cellex-JTR 7) (주)금양, MS-180D 8) (주)금양, MS-140D

상기 실시예 1, 2 및 비교예 1, 2에 의해 제조된 발포체를 다음과 같은 방법으로 특성을 시험하여 그 결과를 [표 2]에 나타내었다.

2. 시험방법

1) 비중

KS M6519에 준하여 우에시마(Ueshima)사의 자동 비중 측정 장치인 모델 DMA-3을 이용하여 5회 측정하여 그 평균치를 취하였다.

2) 경도

KS M6518에 준하여 쇼아(Shore) C형 경도계를 사용하여 측정하였다.

3) 인장강도, 신장률

KS M6518에 준하여 Zwick사의 만능시험기를 사용하여 측정하였다.

4) 영구압축줄음률

ASTM D3754에 준하여 발포체를 약 10mm 두께로 지름 300±0.5mm인 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.

5) 반복영구압축줄음률

발포체를 약 20mm 두께로 지름 300±0.5mm인 원기둥 형태로 제조한 시험편을 단위면적당 2.0kgf/cm²의 압력하에 50rpm의 속도로 50,000회 반복압축을 실시한 후 시험편의 두께 변화를 측정하였다. 시험편은 3개로 하였으며 값은 평균치를 나타내었다.

6) 형상기억률 및 형상회복률

만능시험기(규격 : Instron 5567)를 이용하여 발포체를 약 20mm 두께로 지름 300±0.5mm인 원기둥 형태로 제조하여 50에서 50% 압축한 뒤 0에서 10분간 고정하고 압력을 제거하여 두께를 측정하여 형상기억률을 구하였다. 또한 다시 시편을 50까지 승온하여 10분간 방치 후 두께변화를 측정하여 형상회복률을 구하였다. 시험편은 3개로 하였으며 값은 평균치를 나타내었다.

물리적 특성	단위	실시예		비교예
물리적 특성	단위	1	2	1	2
비중	-	0.053	0.052	0.057	0.090
경도	C type	25±1	25±1	25±1	25±1
인장강도	kg/cm²	14	12	10	9
신장률	%	200	180	150	280
영구압축줄음률	%	68	70	73	90
반복영구압축줄음률	%	20.0	15.5	23.0	61.8
형상기억률	%	80	79	70	55
형상회복률	%	87	81	75	62

상기 [표 2]에 나타낸 바와 같이 비교예 2의 영구압축줄음률은 90%인 반면 비교예 1의 영구압축줄음률은 70%로써, 비교예 1이 우수하며 특히, 마이크로스피어를 적용한 실시예 1, 2는 비교예 1과 비교할 때 영구압축줄음률이 개선된 것을 알 수 있다.

이것은 고배율 발포과정에서 물리발포제인 마이크로스피어가 유기발포제와 유기과산화물의 가교 및 발포 반응을 적절하게 제어하여 발포셀의 균일화가 극대화되었기 때문으로 판단할 수 있다.

아울러, 비교예 1의 인장강도 및 신장률이 각각 10kg/cm², 150%인 반면 실시예 1, 2의 인장강도 및 신장률은 각각 14kg/cm², 200%, 12kg/cm², 180%로써, 폴리프로필렌계 공중합체를 적용한 실시예 1, 2가 비교예 1과 비교할 때, 인장강도 및 신장률의 보강 효과가 뛰어남을 알 수 있다.

또한, 상기 [표 2]에 나타난 반복영구압축줄음률도 비교예 2에 비해 실시예 1, 2의 반복압축에 의한 두께변화율이 적은 것으로 나타났다. 비교예 1과 실시예 1, 2를 비교하면 실시예 2의 반복압축줄음률이 가장 우수한 것으로 나타났는데 이것은 마이크로스피어의 종류에 따른 팽창개시온도와 성형온도에 따라 발포셀의 균일성에 차이가 있는 것으로 판단할 수 있다.

형상기억률 및 형상회복률은 비교예 2의 경우 65% 미만의 낮은 형상기억률 및 형상회복률을 나타낸 반면 실시예 1, 2는 75% 이상의 높은 형상기억률 및 형상회복률을 나타내었으며 실시예 1, 2와 비교예 1을 비교한 결과 마이크로스피어 적용에 의한 발포셀 균일화가 극대화되었다는 것을 알 수 있다.

따라서, 상기 실시예 1, 2는 기존의 발포체 대비 초저비중에서도 형태안정성이 우수하여 영구압축줄음률 및 반복영구압축줄음률이 우수할뿐만 아니라 형상기억률 및 형상회복률도 기존 발포체 대비 우수한 특성을 나타내었다.

한편, 도 2는 실시예 1과 비교예 2의 SEM 사진을 나타낸 것으로, 실시예 1은 발포셀의 크기가 크지만 전체적인 셀 사이즈의 균일성이 높은 반면 비교예 2는 발포셀의 균일성이 현저하게 떨어지는 것으로 나타났다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법은 상기의 바람직한 실시 예를 통해 설명하고, 그 우수성을 확인하였지만 해당 기술 분야의 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

S1 : 고분자 기재 및 첨가제 혼합단계
S2 : 가교제, 유기발포제 및 물리발포제 혼합단계
S3 : 성형 단계

Claims

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형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법에 있어서,
트랜스-1,4-폴리이소프렌 20~70중량%, 수첨된 스티렌/부타디엔 블록공중합체 20~60중량% 및 폴리프로필렌계 공중합체 10~20중량%로 이루어진 고분자 기재 100중량부에 대하여,탄산칼슘, 스테아린산, 산화아연을 포함하는 발포체용 첨가제 3~50 중량부를 니이더, 오픈롤 등의 통상적인 혼합기용 장치로 혼합하는 단계(S1);
가교제인 유기과산화물 0.5~2.0 중량부, 유기 발포제인 아조디카본아마이드 3~20 중량부와 물리발포제인 마이크로스피어 1~10 중량부를 오픈롤에서 배합하여 컴파운드 조성물을 쉬트상으로 제조하는 단계(S2); 및
상기 제조된 쉬트상 혼련물을 130~170℃, 100~150kg/cm²의 고온·고압하에서 10~50분간 성형하여 제조하는 단계(S3)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 형태안정성이 우수한 초저비중 형상기억 발포체 조성물의 제조방법