신발용 수성 폴리우레탄 접착제에 미치는 Carbodiimide와 Oxazoline의 영향

Abstract

신발 산업에 사용되는 접착제는 1960년대까지 천연고무 또는 클로로프렌 고무를 이용한 용제형 접착제가 주로 사용되었으나, 신발 재질의 다양화 및 패션화가 진행되어 현재 신발 산업에서는 폴리우레탄 접착제가 가장 많이 사용되고 있다. 주로 사용되는 폴리우레탄 접착제는 용매를 사용한 solvent-borne 형태로서, 인체에 대한 유해성 및 환경오염의 문제를 가지고 있었다. 1970년대로 들어오면서 환경오염에 대한 인식과 규제가 강화되면서 점차 수성 접착제로 전환되었다. 신발용 수성 폴리우레탄 접착제의 prepolymer는 접착력, 인장강도, 열적 안정성 내약품성을 고려하여 주로 에스테르계 폴리올, 지방족 디이소시아네트 및 디올로서 합성되어진다. 하지만 에스테르계 폴리올은 구조상 에스테르 그룹을 가지며, 이러한 구조는 수분에 의해서 쉽게 분해를 일으킨다. 또한 우레탄 결합자체도 수분이나 알칼리에 의해 쉽게 분해되므로 내가수분해성에 문제점이 있다. 본 연구에서는 에스테르계 폴리올, 지방족 디이소시아네트 및 디올로서 구성된 수성 폴리우레탄 접착제에 반응 속도가 다른 water borne carbodiimide(WCDI) 및 water soluble type oxazoline(OXA)을 5 wt% 첨가한 샘플의 Tg, modulus, 접착력, 내열성, 내가수성을 알아보았다. WCDI 첨가한 경우 Tg가 증가하며, 접착력 및 내열성이 향상되는 것으로 나타났다. 특히 반응속도가 빠르고 carbodiimide의 함량이 높을수록 내가수성이 우수한 것으로 나타났다.