본 연구는 신발의 겉창인 고무 접착공정에서 버핑, 산, 알칼리 프라이머전처리 공정을 생략하여 공정의 간소화로 생산 효율을 높이기 위해 수용성염을 포함하는 고무에 대한 접착특성과 기계적 특성을 고찰하였다. 산성염, 염기성염, 중성염을 평가한 결과, 염기성염을 포함된 고무 성형물의 경우 수성 접착제에 대해 우수한 접착효과를 보였다. 이는 염기성염이 하이드로옥시염으로 존재함에 따라 고무표면이 친수화 되면서 수성접착제에 우수한 접착효과를 보였다. 이것은 접촉각 및 IR측정으로 확인할 수 있었다. 또한, 염기성염이 포함된 고무 성형물의 경우 가교밀도가 증가되어 마모 특성 및 경도는 증가하지만 가교시간을 지연시키는 요인으로 작용하였다.
본 연구는 신발의 겉창인 고무 접착공정에서 버핑, 산, 알칼리 프라이머 전처리 공정을 생략하여 공정의 간소화로 생산 효율을 높이기 위해 수용성염을 포함하는 고무에 대한 접착특성과 기계적 특성을 고찰하였다. 산성염, 염기성염, 중성염을 평가한 결과, 염기성염을 포함된 고무 성형물의 경우 수성 접착제에 대해 우수한 접착효과를 보였다. 이는 염기성염이 하이드로옥시염으로 존재함에 따라 고무표면이 친수화 되면서 수성접착제에 우수한 접착효과를 보였다. 이것은 접촉각 및 IR측정으로 확인할 수 있었다. 또한, 염기성염이 포함된 고무 성형물의 경우 가교밀도가 증가되어 마모 특성 및 경도는 증가하지만 가교시간을 지연시키는 요인으로 작용하였다.
In this study, to overcome a complicated shoe adhesion process such as buffing, pre-treatment by primer in the rubber component of the shoe, we studied adhesion mechanical properties with rubber compound added water-soluble salt for the purpose of improving the adhesion between midsole and outsole. ...
In this study, to overcome a complicated shoe adhesion process such as buffing, pre-treatment by primer in the rubber component of the shoe, we studied adhesion mechanical properties with rubber compound added water-soluble salt for the purpose of improving the adhesion between midsole and outsole. Acid salts, basic salt and neutral salts were evaluated, rubber containing basic salts showed excellent adhesion to water-based adhesion. Since the basic salt is present as the hydroxy salt, the surface of rubber is hydrophilized. The results are confirmed by contact angle and IR spectroscopy measurement. In addition, in the case of rubber compound added basic salts, NBS abrasion resistance and hardness were increased by increasing crosslink density, but crosslink time was delayed.
In this study, to overcome a complicated shoe adhesion process such as buffing, pre-treatment by primer in the rubber component of the shoe, we studied adhesion mechanical properties with rubber compound added water-soluble salt for the purpose of improving the adhesion between midsole and outsole. Acid salts, basic salt and neutral salts were evaluated, rubber containing basic salts showed excellent adhesion to water-based adhesion. Since the basic salt is present as the hydroxy salt, the surface of rubber is hydrophilized. The results are confirmed by contact angle and IR spectroscopy measurement. In addition, in the case of rubber compound added basic salts, NBS abrasion resistance and hardness were increased by increasing crosslink density, but crosslink time was delayed.
따라서 본 연구에서는 신발에 사용되는 고무 부품에 산/알칼리 Cleaning처리, Buffing, Primer 전처리를 생략하여 신발공정의 생산성을 높일 목적으로 고무의 접착성을 개선시키기 위해 수용성염의 pH에 따라 접착특성을 파악하고 염기성염에 의한 고무표면에 활성수소기를 도입하여 화학적, 물리적 결합을 증대시킴으로 아이소시아네이트기를 가지는 수성접착제와 접착력이 우수한 신발용 겉창소재를 개발함으로 신발 공정의 복잡한 전처리 공정이 생략될 수 있는 방안을 조사하였다.
제안 방법
본 연구는 수용성염을 아웃솔에 적용하여 수용성 염의 종류에 따라 고무와의 접착특성, 마모특성, 기계적 특성을 고찰하였으며 아래와 같은 결론을 얻었다.
대상 데이터
NBR40H와 NdBR60, 첨가제, MgCl2 등은 밀폐식 혼합기(Moriyama)를 사용하였고, 가교제 및 가교촉진제는 two-roll-mill(㈜대중정밀)을 사용하였다. 배합물의 가황특성은 ODR(Oscillating Disk Rheometer)을 사용하여 측정하였고, 기계적 특성과 접착특성은 만능시험기(Universal Testing Machine, Instron, UTM3345)를 사용하였다.
본 연구에 사용된 NBR은 LG 화학사의 KNB40H 및 금호석유화학사의 BR인 NdBR60을 사용 하였고, 첨가제로는 한일화학공업에서 판매되는 산화아연(ZnO) KS-1호, 스테아린산(CH3(CH2)16COOH), PEG4000(polyethyleneglycol Mw:4000)을 사용하였다. 충진제로는 Solvay사에서 판매되는 Zeosil155(비표면적:240∼340m2/g)을 실리카를 사용하였고, 실란커플링제로는Degussa사의 Si69 (Bis[y(trithoxysily)propy]tetra sulfide)를 사용하였다.
이론/모형
가황물의 마모 특성은 KSM6625에 따라 NBS 마모시험기(Deasung Tester, NBS abrasion)로 측정하였다. 시편은 25 mm x 25 mm x 3 mm 으로 절단하여 측정하였으며 식 (1)을 적용하여 계산하였다.
성능/효과
2. 또한, 접촉각 평가 결과 염기성염이 적용된 고무 시편의 경우 그렇지 않은 것에 비해 낮은 접촉각을 보였으며, 이는 고무표면이 친수화되어 물과의 wetting 성이 증가하여 수성접착제의 접착성을 향상시킨 것을 알 수 있었다.
1. 수용성 염 중 염기성염을 적용 시 수성 접착 제에 상태 접착특성이 더욱 우수하게 발현되는 결과를 알 수 있었다. 이것은 염기성염의 하이드록 시기가 수성접착제의 이소시아네이트기와 반응하 면서 고무피착재의 화학적, 물리적 접착특성이 향 상 된 것으로 판단된다.
3. 염기성염을 첨가 시 고무의 가교밀도가 증가하여 경도는 증가하고 및 마모 특성이 향 상되는 결과를 얻을 수 있었다. 초기 modulus값의 증가로 인열강도도 증가하였지만 하이드록시기의 증가로 인한 실리카의 분산성 저하로 기계적 강도는 오히려 감소되는 것을 알 수 있었다.
염기성염을 첨가 시 고무의 가교밀도가 증가하여 경도는 증가하고 및 마모 특성이 향 상되는 결과를 얻을 수 있었다. 초기 modulus값의 증가로 인열강도도 증가하였지만 하이드록시기의 증가로 인한 실리카의 분산성 저하로 기계적 강도는 오히려 감소되는 것을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
신발의 아웃솔 소재의 접착성을 향상시키는 공정들은 어떤 문제점이 있는가?
신발의 아웃솔 소재는 고무가 지니는 낮은 표면 에너지 특성과 가공 공정 중 사용되는 화학약품 및 이형제, 고무에 첨가된 저분자량의 폴리머 및 오일 등의 migration 현상으로 접착력이 매우 떨어지기 때문에 접착력 향상을 위해 고무 표면의 약품이나 이형제를 제거하기 위한 산/알칼리 Cleaning 처리, 고무 표면을 갈아 요철을 주어 접착제와 물리적 결합을 증가시키는 Buffing, 이후 고무 표면의 극성 성질을 부여하기 위한 Primer 전처리를 통해 접착력을 향상 시킨다. 하지만, Buffing 공정의 경우 고무의 표면을 갈면서 생기는 고무 분진으로 인한 작업환경의 오염으로 작업자들의 건강을 위협할 뿐만 아니라 수작업으로 이루어지기 때문에 공정의 복잡화 및 가격 상승의 원인이 된다. 또한, 극성을 부여하기 위해 도입되는 프라이머의 전처리의 경우 도포하고자 하는 재질의 젖음성, 상용성에 따라 각기 다른 특성을 요구하고, 이것이 접착강도에 지대한 영향을 미치게 되어 도포 및 건조에 따른 공정시간 증가 및 수작업으로 인한 생산성 저하로 이어지게 된다.
신발 산업에 적용되는 접착제는 어떤 것들이 있는가?
신발 산업에 적용되는 접착제는 적용 분야 및 환경에 따라 고무계 용제형, 폴리우레탄계, 에폭시 수지계, 변성 실리콘계 등과 같은 여러 종류의 접착제가 적용된다. 용제형 접착제의 경우 유기용제에 폴리우레탄 성분을 용해한 것으로 유기용매가 주를 이루고 있는 접착제로 휘발속도가 빨라 공정시간을 단축시킬 수 있고, 품질관리의 편리 및 작업성이 우수하여 공정의 적용이 용이해 많은 신발업체에서 사용하고 있다.
용제형 접착제의 장점은 무엇인가?
신발 산업에 적용되는 접착제는 적용 분야 및 환경에 따라 고무계 용제형, 폴리우레탄계, 에폭시 수지계, 변성 실리콘계 등과 같은 여러 종류의 접착제가 적용된다. 용제형 접착제의 경우 유기용제에 폴리우레탄 성분을 용해한 것으로 유기용매가 주를 이루고 있는 접착제로 휘발속도가 빨라 공정시간을 단축시킬 수 있고, 품질관리의 편리 및 작업성이 우수하여 공정의 적용이 용이해 많은 신발업체에서 사용하고 있다. 하지만, 유기용제를 용매로 사용하여 작업자들의 접착제 도포공정에서 인체 유해한 용매 휘발로 작업 기피 현상과 환경적 규제로 인해 유기용매가 함유되지 않은 수성접착제의 사용량이 증가하고 있다.
참고문헌 (9)
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