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문제 정의
- 있다. 따라서 본 연구에서는 신발용 중창으로 사용되는 PH과 IP 및 PU 발포체의 온도에 따른 충격 및 반발 특성을 이해하기 위하여, 경도가 다른 발포 체를 제조하여 온도 및 경도가 각 발포체의 충격력, 반발력 및 점탄성적 특성 등에 미치는 영향을 고찰하였다.
제안 방법
- 0인 EVA수지를 사용하여 충진제 및 발포조제 및 기타첨가제를 첨가하여 10CTC에서 30 rpm으로 10분간 혼련하고, 표면 온도가 80℃ 인 롤 밀에서 가교제와 발포제를 혼합 분산시킨 후 금형 내에 사출하여 시편으로 제조하였다. 가교제의 함량으로 발포체의 경도를 조절하였다.
- 경도 45, 52, 59, 66으로 제조한 PU, PH 및 IP 발포체를 23+2℃, 상대습도 50%로 유지되는 항온항습기에 12시간 이상 보관하여 시편을 안정화시킨 후 특성을 측정하였다.
- 발포체의 압축회복 특성은 만능인장시험기(Instron 사6)로 지름 28.8 mm, 높이 20 ■ 원기둥형 시편에 대해 압축-회복을 5 nim/min 속도로 50% 압축률 범위에서 반복하여 시편의 압축 응력-변형률 곡선을 구하였다.
- 발포체의 점탄성적 특성은 DMTA(TA사, DMA 2980)를 사용하여 -50℃ ~ 120'C온도영역에서 주파수 1Hz, 승온속도 2℃/min로 측정하였다.
- 나타난다. 본 연구에서의 압축-회복 실험에서도 측정속도가 소재의 압축력에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 압축-희복 속도를 5 mm/min, 50 mm/min 및 200 mm/min으로 변화시키면서 측정한 PU 및 IP 발포체의압축 응력-변형 곡선을 Figure 1 및 2에 나타내었다. PH 발포체의 경우 IP와 유사한 경향을 나타내었다.
- 사출파이론(IP) 발포체는 비닐아세테이트의 함량이 28 mol%, 용융지수가 3.0인 EVA수지를 사용하여 충진제 및 발포조제 및 기타첨가제를 첨가하여 10CTC에서 30 rpm으로 10분간 혼련하고, 표면 온도가 80℃ 인 롤 밀에서 가교제와 발포제를 혼합 분산시킨 후 금형 내에 사출하여 시편으로 제조하였다. 가교제의 함량으로 발포체의 경도를 조절하였다.
- 0인 에틸렌 비닐아세테이트 수지(EVA)를 사용하여 충진제, 발포조제 그리고 기타첨가제를 혼합하여 10(rc에서 30 rpm으로 10 분간 혼련하고 숙성시킨 후 표면온도가 8CTC인 롤 밀에서 가교제, 발포제를 혼합 분산시킨 후 시트 상태로 만들고 24시간 상온방치 하였다. 상온 방치하여 안정화된 시트를 15(TC로 예열된 몰드내에서 140-150 kg/orf의 압력으로 50분간 가압한 후 순간적으로 압력을 제거하여 1차 발포체를 제조하였다. 제조된 1차 발포체의 표면을 잘라낸 후 파 이론으로 성형하기 위한 크기로 재단 한 후 온도 145℃, 압력 75-800 kg/aif의 프레스 내에서 8분간 성형하고 냉각프레스로 이동시켜 12분간 냉각 한 후 파이론 시편을 제조하였다.
- 제조된 1차 발포체의 표면을 잘라낸 후 파 이론으로 성형하기 위한 크기로 재단 한 후 온도 145℃, 압력 75-800 kg/aif의 프레스 내에서 8분간 성형하고 냉각프레스로 이동시켜 12분간 냉각 한 후 파이론 시편을 제조하였다. 실험에 사용된 발 포체의 경도는 가교제의 량을 조절하여 발포체를 경도를 45, 52, 59, 66으로 조정하였다.
- 실험에 사용된 발포체의 경도는 이소시아네이트의 함량을 조절하여 발포체의 경도를 45, 52, 59, 66으로 조정하였다.
- 상온 방치하여 안정화된 시트를 15(TC로 예열된 몰드내에서 140-150 kg/orf의 압력으로 50분간 가압한 후 순간적으로 압력을 제거하여 1차 발포체를 제조하였다. 제조된 1차 발포체의 표면을 잘라낸 후 파 이론으로 성형하기 위한 크기로 재단 한 후 온도 145℃, 압력 75-800 kg/aif의 프레스 내에서 8분간 성형하고 냉각프레스로 이동시켜 12분간 냉각 한 후 파이론 시편을 제조하였다. 실험에 사용된 발 포체의 경도는 가교제의 량을 조절하여 발포체를 경도를 45, 52, 59, 66으로 조정하였다.
- 탄성체의 충격력 및 반발 탄성은 지면반력기 (AMTE사 force plate)를 사용하여 측정하였으며, 온도 변화에 따른 발포체의 충격력 및 반발탄성율은측정온도가 -20°(3~55°로 조절된 인공기후실 내에서 지면반력기로 측정하였다.
- 파이론(PH) 발포체는 비닐아세테이트의 함량이 22 mol%, 용융지수가 2.0인 에틸렌 비닐아세테이트 수지(EVA)를 사용하여 충진제, 발포조제 그리고 기타첨가제를 혼합하여 10(rc에서 30 rpm으로 10 분간 혼련하고 숙성시킨 후 표면온도가 8CTC인 롤 밀에서 가교제, 발포제를 혼합 분산시킨 후 시트 상태로 만들고 24시간 상온방치 하였다. 상온 방치하여 안정화된 시트를 15(TC로 예열된 몰드내에서 140-150 kg/orf의 압력으로 50분간 가압한 후 순간적으로 압력을 제거하여 1차 발포체를 제조하였다.
대상 데이터
- 폴리우레탄(PU) 발포체는 성형을 위한 몰드 내에 첨가제를 부가한 폴리올(국내 동성화학 MR- 83320)과 이소시아네이트(국내 동성화학 MP-3200) 를 1700 rpm으로 혼합하고, 60 gesec의 토출 속도로 몰드에 투입하여 성형한 후 탈형하여 발포 체를 제조하였다. 실험에 사용된 발포체의 경도는 이소시아네이트의 함량을 조절하여 발포체의 경도를 45, 52, 59, 66으로 조정하였다.
성능/효과
- 즉 PU 발 포체의 경우이하의 온도인 -2(TC 에서 재료의 저장탄성율이 현저히 증가함에 따라 재료가 강직하여 외부의 충격을 흡수하기에 충분한 변형을 나타내기 어려워 충격흡수력이 저하되는 것으로 이해할 수 있다. 1P 및 PH의 경우 사용온도가 0℃ 이하의 저온인 환경에서도 발포체의 충격흡수력을 그대로 유지하고 있어 겨울철의 신발중창의 충격 흡수능력 유지는 IP 및 PH가 PU 발포체의 경우보다 우수하며, 상대적으로 고온인 40℃ 에서는 PU의 경우가 충격 흡수능력 유지가 양호한 것으로 나타났다.
- 경도 59인발포체의 경우에서도 경도 52의 경우와 유사한 경향을 나타내었다. 40℃에서부터 온도가 저하됨에 따라 세가지 발포체의 반발탄성율이 낮아졌으며, PU 발포체가 IP나 PH 경우보다 더욱 현저히 감소하였다. -20 ℃ 에서 측정된 IP 및 PH 발포체의 경우 PU 발포체에 비하여 높은 반발탄성율을 나타내었다.
- 전반적으로 상온 이상의 온도에서는 온도가 증가함에 따라 충격력이 증가하는 현상을 나타내었다. PU 발 포체의 경우 IP와 PH 발포체에 비하여 상온 이상의 온도에서 낮은 충격력을 나타내었으며, 온도 증가에 따른 충격력의 증가도 낮게 나타났다. 즉 상온 이상의 고온에서는 PU 발포체로 제조된 신발중창이 IP 와 PH의 경우에 비하여 물성유지 특성이 우수한것으로 이해할 수 있다.
- 경도 52인 발 포체의 경우 상온(20℃)에서의 반발탄성율은 PU 발 포체가 가장 낮은 값을 나타내었으며, IP와 PH 의 경우는 유사한 값을 나타내었다. 상온 이상의 온도에서는 온도가 증가함에 따라 세가지 발포체의 반발탄성율이 증가하는 현상을 나타내었다. 경도 59인발포체의 경우에서도 경도 52의 경우와 유사한 경향을 나타내었다.
- 고온영역에서는 IP 및 PH의 충격흡수능력은 현저히 저하되었으나 반발탄성율은 다소 증가하였다. 이러한 결과로 겨울용 신발중창재료로는 IP나 PH가 PU 보다 유리한 것으로 나타났다.
- Figure 3에 경도 45, 52, 59, 66으로 제조된 PU, IP 및 PH 발포체(직경 12 mm, 높이 8 mm)를 측정온도 -50℃ ~ 12CTC 에서 승온속도 2℃ /min, 측정 주파수 1Hz로 측정한 저장탄성율(G)을나타내었다. 저온 영역에서의 저장탄성율은 PH와 IP 발포체의 경우 유사한 값을 나타내었으나 PU 발포체의 경우 현저히 높은 값을 나타내었다. PU발포체가 IP나 PH 발포체의 경우보다 저온에서의저장탄성율이 현저히 높은 것으로부터 PU 발 포체의 충격흡수력 및 반발탄성이 낮을 것으로 예측할 수 있다.
- 저하되어도 발포체의 저장탄성율은 크게 증가하지 않았으나 PU 발포체는 측정온도가 상온에서 저온으로 내려감에 따라 저장탄성율이 현저히 증가하는 현상을 나타내었다. 저온 영역에서는 PU 발 포체의 충격흡수능력 및 반발탄성율이 현저히 떨어지는 현상을 나타내었다.
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