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KR101087949B1 - 고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법 - Google Patents

고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법 Download PDF

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KR101087949B1 KR1020100105725A KR20100105725A KR101087949B1 KR 101087949 B1 KR101087949 B1 KR 101087949B1 KR 1020100105725 A KR1020100105725 A KR 1020100105725A KR 20100105725 A KR20100105725 A KR 20100105725A KR 101087949 B1 KR101087949 B1 KR 101087949B1
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Abstract

본 발명은 신발 갑피용으로 사용된 단색 또는 컬러 다층 시트를 제조할 때, 접착 바인더(구체적으로는, DMF 또는 MEK 등과 같은 용제가 함유된 접착 바인더)를 사용하지 않음으로써 다층 시트에 기포가 생기는 현상을 방지하고 상기 시트가 구겨지는 현상을 방지할 수 있으며, 또한 그립감(grip feeling)을 향상시키고 마찰력(traction) 효과를 구현할 수 있도록 하는 고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법을 구현하고자 한다.

Description

고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법{Method of Manufacturing Multi-Layer Sheets}
본 발명은 신발 갑피용으로 사용되는 컬러 다층 시트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핫멜트층과 PU 스킨층을 접착시킬 때 접착 바인더용 용제로 사용되는 다이메틸폼아마이드(DMF)와 메틸에틸케톤(MEK) 등을 사용하지 않는 친환경적인 고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
잘 알려진 바와 같이, 신발은 하부로부터 아웃솔, 미드솔, 인솔 및 갑피로 구성되고, 상기 아웃솔은 미끄럼 방지 기능을 하고, 미드솔은 충격흡수 기능을 하며, 인솔은 발의 편안함과 부수적인 충격흡수 기능을 한다. 또한 상기 갑피는 발 전체를 보호하고 신발이 발을 적당히 조여줄 수 있도록 한다.
이와 같은 아웃솔, 미드솔, 인솔 및 갑피는 다양한 소재로 만들어지는데, 구체적으로는 상기 아웃솔은 천연고무, 합성고무, EVA 및 수지 소재로 제조되고, 상기 미드솔과 인솔은 EVA, 폴리우레탄, 수지 등으로 제조되며, 상기 갑피는 피혁이나 섬유 등으로 제조된다.
한편, 상기와 같은 신발은 현대 생활의 필수품으로 자리매김하기 있으며, 최근에는 첨단화, 패션화되어 가는 경향이 점점 강해지고 있다. 과거에는 그 기능이 단순하고 특별한 기능성을 가지지 않는 단순한 제품이 주류를 이루었으나, 최근에는 착화감, 충격 완충, 경향성, 미려하고 감각적인 디자인 등의 기능이 혁신적으로 향상된 고부가 가치의 제품들이 주류를 이루고 있으며, 현대인의 생활수준이 향상됨에 따라 이에 대한 수요가 점점 많아지고 있다. 또한 신발이 패션의 한 가닥을 이루고 있어 다양한 디자인의 신발이 개발되고 새로운 개념들이 신발의 개발에 접목되고 있는 실정이다.
이와 같이 다양한 디자인으로 신발을 제작하기 위하여, 최근에는 갑피를 다양한 소재로 제작함은 물론 갑피의 표면에 다양한 색상의 로그, 무늬, 글씨 등으로 만들어진 PU 스킨층을 핫멜트로 접착시켜 다양한 디자인을 구현하고 있다.
그 일 예로, 도 1과 같이 구성된 다층 시트를 이용하여 갑피를 제조하거나 또는 상기 시트를 다양한 모양으로 재단하여 갑피의 표면에 접착시키는 방법을 채택하고 있다.
상기 도 1을 참조하면, 공지된 기술의 다층 시트는 통상의 핫멜트층을 구성하고, 상기 핫멜트층의 저면에는 이형필름 또는 이형지가 부착되고, 상기 핫멜트층의 상면에는 PU 스킨층이 접착 바인더로 합포되어 있다. 이때 상기 접착 바인더에는 용제가 함유되어 있는데, 상기 용제는 다이메틸폼아마이드(dimethylformamide: 이하 "DMF"라 함)와 메틸에틸케톤(methylethylketone: 이하 "MEK"라 함) 등이 사용된다.
그러나, 위와 같은 DMF와 MEK 용제는 유해물질로 분류되어 있기 때문에 상기 용제를 피부, 눈, 점막을 자극하여 오랫동안 흡입하게 되면 간에 장애를 일으키게 되어 인체에 치명적일 뿐만 아니라 작업환경을 오염시키는 단점이 있었다.
특히, 상기 용제(DMF와 MEK)를 사용한 접착 바인더로 PU 스킨층과 핫멜트층을 합포하게 되면, 상기 합포 과정에서 용제의 휘발성이 떨어져(즉, 휘발이 늦어지게 되어) DMF와 MEK가 핫멜트층 또는 PU 스킨층에 침투하여 가스가 빠지지 않게되고 이로 인해 다층 시트에 기포가 생성되는 단점이 있었다. 뿐만 아니라 상기 용제가 늦게 휘발이 되더라도 다층 시트가 딱딱해져 플라스틱과 같은 뻣뻣한 느낌을 가지는 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, DMF와 MEK 등의 용제를 사용하지 않기 때문에 다층 시트에 기포가 생성되는 것을 방지하고, 또한 상기 다층 시트가 구겨지는 현상을 방지할 수 있는 고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 열가소성 폴리우레탄 다층 시트의 두께를 최소화할 수 있는 고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다층 시트의 표면이 젖은 상태 또는 마른 상태에서 향상된 논-슬림(non-slip) 성질을 구현할 수 있는 고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명은 최하층에는 폴리에틸렌계 수지로 제조된 PE 이형지를 구성하고, 상기 PE 이형지의 상면에는 통상의 핫멜트층을 구성하고, 상기 핫멜트층의 상면에는 열가소성 폴리우레탄과 고무를 배합하여 이루어진 TPU층이 구성됨을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 {에어백 스크랩, 폴리우레탄 스크랩, 핫멜트 스크랩} 중에서 선택된 하나의 스크랩 또는 하나 이상의 스크랩과 열가소성 폴리우레탄 및 니트릴-부타디엔 고무로 이루어진 배합물을 챔버에 투입하고, 또 다른 챔버에는 통상의 핫멜트와 폴리에틸렌계 수지를 각각 투입한 다음, 이를 공압출 방법으로 동시에 압출하여 3층 구조의 다층 시트를 제조하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.
본 발명은 단색 또는 컬러 다층 시트를 제조할 때, 종래와 같이 다이메틸폼아마이드(DMF)와 메틸에틸케톤(MEK) 등을 사용하지 않기 때문에 친환경적으로서 작업환경을 깨끗한 상태로 유지할 뿐만 아니라 작업자의 인체에 피해를 주지 않는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 다층 시트의 표면이 마른 상태 또는 젖은 상태에서 훌륭한 논-슬립(non-slip) 성질을 구현할 수 있고, 고무가 가지는 낮은 Tg로 인해 저온에서도 끈적거리는 그립감(tacky grip) 성질을 유지할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라 종래의 PU 스킨층으로 된 다층 시트보다 더 좋은 그립 느낌(grip feeling)과 마찰력(traction) 효과를 가지며, 특히 용제형 바인더를 사용하지 않으므로 인해 다층 시트에 기포가 생성되는 현상이나 시트가 구겨지는 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.
부가적으로, 본 발명은 별도의 PU 스킨과 접착 바인더 및 용제 등을 사용하지 않기 때문에 종래의 다층 시트보다 저렴한 가격에 제품을 판매할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래기술에 따른 다층 시트의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 고무가 함유된 컬러 다층 시트(PE 이형지, 핫멜트층, Eco Tack TPU층)의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 고무가 함유된 컬러 다층 시트(핫멜트층, Eco Tack TPU층)의 구성을 보여주고 있는 도면.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 고무가 함유된 컬러 다층 시트(핫멜트층, Eco Tack TPU층, PU 스킨층)의 구성을 보여주고 있는 도면.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예들을 각각 제시할 것이다. 그리고 하기의 설명에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 구체적인 각 실시 예를 기술하기로 한다.
본 발명에서는 신발 갑피용으로 사용된 단색 또는 컬러 다층 시트를 제조할 때, 접착 바인더(구체적으로는, DMF 또는 MEK 등과 같은 용제가 함유된 접착 바인더)를 사용하지 않음으로써 다층 시트에 기포가 생기는 현상을 방지하고 상기 시트가 구겨지는 현상을 방지할 수 있으며, 또한 그립감(grip feeling)을 향상시키고 마찰력(traction) 효과를 구현할 수 있도록 하는 고무가 함유된 컬러 다층 시트 및 그 제조방법을 구현하고자 한다.
한편, 본 발명에서는 상기한 바와 같은 특징을 가지는 컬러 다층 시트를 상품명 "Eco Tack V(제조 및 판매회사: 주식회사 삼부정밀화학)"라 명명(命名)하고, 상기 컬러 다층 시트를 이루는 복수의 층 중에서 열가소성 폴리우레탄층(즉, 핫멜트층의 표면에 접착되는 TPU층)을 'Eco Tack TPU층'으로 명명(命名) 한다. 따라서 하기의 상세한 설명에서는 다층 시트를 이루는 층 중에서 TPU층을 Eco Tack TPU층으로 표기할 것이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 고무가 함유된 컬러 다층 시트(상품명: Eco Tack V)는 도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이 PE 이형지, 핫멜트층, Eco Tack TPU층으로 구성되고, 이들은 공압출 방법으로 3개의 층이 동시에 압출되어 형성되어진다.
이때, 상기 Eco Tack TPU층은 열가소성 폴리우레탄과 고무를 배합한 것으로서, 바람직하게는 열가소성 폴리우레탄과 니트릴-부타디엔 고무(nitrile-butadiene rubber: 이하 "NBR"이라 함)를 알로이(alloy)한 고무가 함유된 TPU 마스터 배치(Rubberized TPU Master Batch)를 말한다. 여기서 상기 열가소성 폴리우레탄은 신발을 제조할 때 남은 스크랩(scrap)으로서, 예를 들면 에어백 스크랩, PU 스킨 스크랩, 핫멜트 스크랩을 재생하여 만든 것이다. 또한 본 발명에서는 상기 재생 TPU 대신에 버진(virgin) TPU를 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다층 시트에는 이형지가 부착되어 있는데, 구체적으로는 핫멜트층의 저면에 이형지가 부착되어 있으며, 본 발명에서는 상기 이형지로 통상적인 종이 이형지 또는 이형필름을 사용할 수 있고 특히 본 발명자가 개발한 폴리에틸렌계 이형필름 사용할 수 있다.
상기 폴리에틸렌계 이형필름(이하 "PE 이형지"라 함)은 본 발명자가 2010. 10. 13.자로 대한민국 특허청에 특허출원한 출원번호 제10-2010-0099655호(발명의 명칭: 종이 이형지를 대체할 수 있는 폴리에틸렌계 이형필름의 조성물 및 상기 조성물로 이루어진 폴리에틸레계 이형필름)에 게재되어 있는 이형필름을 말한다.
상기 PE 이형지는 리사이클링된 폴리에틸렌계 수지(구체적으로는, 용융흐름성 지수가 0.01~0.5g, 190℃, 2.16kgf) 또는 버진(virgin) 형태의 폴리에틸렌계 수지로 구성된다. 또한 상기 PE 이형지는 핫멜트층과 접착되는 층은 고밀도 폴리에틸렌 수지로 구성되고 핫멜트 필름이 접착되지 않는 층은 저밀도 폴리에틸렌 수지로 구성됨이 바람직하다. 또 한편으로 상기 PE 이형지는 표면에 위치하는 적어도 한 개의 층은 용융흐름성 지수가 0.01~0.5g인 고밀도 폴리에틸렌 수지로 구성되고 내부에 위치하는 층은 용융흐름성 지수가 0.01~4.0g인 저밀도 폴리에틸렌 수지로 구성됨이 바람직하다.
이상과 같이, 본 발명에서 구현하고자 하는 컬러 다층 시트는 1)열가소성 폴리우레탄과 고무(예를 들면, NBR)를 배합하여 Eco Tack TPU층을 형성하고, 2) 상기 Eco Tack TPU층과 핫멜트층 및 PE 이형지를 공압출 방법으로 한번에 3개의 층을 동시에 압출 성형하는 것이고, 3) 상기 PE 이형지는 특허출원번호 제10-2010-0099655호에서 제시하고 있는 폴리에틸렌계 이형필름을 사용하는 것이다.
하기에서는, 상기한 바와 같은 Eco Tack TPU층을 이루는 마스터 배치의 조성물과 배합비를 표 1과 표 2에서 구체적으로 나타내었다.
Eco Tack TPU층을 이루는 마스터 배치의 조성물 배합비(중량%)
에어백 스크랩(92A, Low MI) 10
PU 스킨과 핫멜트 스크랩 20
버진(virgin) TPU(경도 65A, High MI) 29.6
버진(virgin) TPU(경도 85A, Low MI) 20
니트릴-부타디엔 고무(NBR) 20
흐름성 보조제(Flowing Agent: TL 906) 0.2
산화방지제(Anti Oxident: Chinox 626) 0.2
Eco Tack TPU층을 이루는 마스터 배치의 조성물 배합비(중량%)
버진(virgin) TPU(65A, High MI) 49.6
버진(virgin) TPU(85A, Low MI) 30
니트릴-부타디엔 고무(NBR) 20
Flowing Agent(TL 906) 0.2
산화방지제(Anti Oxident: Chinox 626) 0.2
이때, 상기 표 1과 표 2에서 제시하고 있는 'MI'는 TPU가 가지고 있는 점도 즉, 용융지수(melt flow index)를 하며, 상기 'high MI'는 상대적으로 점도가 낮은 것을 나타내고, 상기 'Low MI'는 점도가 높은 것을 말한다. 또한 상기 'TL 906'은 TPU 수지의 흐름성 보조 및 티-다이스 립(T-Dies Lip) 부분에 수지가 묻어나지 않게 하는 첨가제 이고, 상기 'Chinox 626'은 UV 안정제(Stabilizer)이다
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
{실시예 1}
전술한 표 1에서 제시하고 있는 마스터 배치의 조성물을 챔버에 투입한 다음, 또 다른 챔버에는 핫멜트와 위에서 언급한 폴리에틸렌계 수지를 각각 투입한 후, 이들을 통상의 공압출 방법으로 동시에 압출하여 3층 구조의 컬러 다층 시트를 제조하였다.
이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 컬러 다층 시트는 도 2에 도시한 바와 같이 3층 구조로 되어 있는데, 최하층에는 PE 이형지가 형성되고, 상기 PE 이형지의 상면에는 핫멜트층이 형성되고, 상기 핫멜트층의 상면에는 Eco Tack TPU층이 형성된다. 이때 상기 핫멜트층은 200㎛의 두께를 가지고, 상기 Eco Tack TPU층은 150~200㎛의 두께를 가진다.
여기서, 상기 표 1에서 제시하고 있는 마스터 배치 대신에 표 2에서 기술한 마스터 배치를 사용하게 되면 PE 이형지와 핫멜트층은 그대로 형성되지만, 상기 핫멜트층의 상면에는 버전(virgin) 형태의 Eco Tack TPU층이 형성된다.
{실시예 2}
표 1에서 제시하고 있는 마스터 배치의 조성물을 챔버에 투입한 다음, 또 다른 챔버에 핫멜트를 투입한 후, 이들을 통상의 공압출 방법으로 동시에 압출하여 2층 구조의 컬러 다층 시트를 제조하였다.
이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 컬러 다층 시트는 도 3에 도시한 바와 같이 통상의 핫멜트층을 구성하고, 상기 핫멜트층의 상면에는 Eco Tack TPU층이 형성된다. 이때 상기 핫멜트층과 Eco Tack TPU층은 위에서 언급한 바와 같이 200㎛의 두께와 150~200㎛의 두께로 각각 형성된다.
이때, 상기 표 1에서 제시하고 있는 마스터 배치 대신에 표 2에서 기술한 마스터 배치를 사용하게 되면 핫멜트층은 그대로 형성되지만, 상기 핫멜트층의 상면에는 버전(virgin) 형태의 Eco Tack TPU층이 형성된다.
{실시예 3}
상기 표 1에서 제시하고 있는 마스터 배치의 조성물을 챔버에 투입한 다음, 또 다른 챔버에는 통상의 핫멜트와 폴리우레탄을 각각 투입한 후, 이들을 통상의 공압출 방법으로 동시에 압출하여 3층 구조의 컬러 다층 시트를 제조하였다.
이와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 컬러 다층 시트는 도 4에 도시한 바와 같이 3층 구조로 되어 있는데, 제일 아래층에는 핫멜트층이 형성되고, 상기 핫멜트층의 상면에는 Eco Tack TPU층이 형성되며, 상기 Eco Tack TPU층의 상면에는 PU 스킨층이 형성된다.
여기서, 상기 표 1에서 제시하고 있는 마스터 배치 대신에 표 2에서 기술한 마스터 배치를 사용하게 되면 핫멜트층과 PU 스킨층은 그대로 형성되지만, 상기 핫멜트층의 상면에는 버전(virgin) 형태의 Eco Tack TPU층이 형성된다.

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 저면에는 핫멜트층을 구성하고, 상기 핫멜트층의 상면에는 열가소성 폴리우레탄과 고무를 배합하여 이루어진 TPU층이 구성된 고무가 함유된 컬러 다층 시트에 있어서,
    상기 열가소성 폴레우레탄은 신발 제조시에 사용되었던 신발용 에어백 스크랩 또는 핫멜트 스크랩 또는 폴리우레탄 스크랩 중에서 어느 하나임을 특징으로 하는 고무가 함유된 컬러 다층 시트.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 컬러 다층 시트의 제조방법에 있어서,
    {에어백 스크랩, 폴리우레탄 스크랩, 핫멜트 스크랩} 중에서 선택된 하나의 스크랩 또는 하나 이상의 스크랩과 고무로 이루어진 배합물을 챔버에 투입하고, 또 다른 챔버에는 핫멜트를 투입한 다음, 이를 공압출 방법으로 동시에 압출하여 다층 시트를 제조하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 고무가 함유된 컬러 다층 시트의 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고무는 니트릴-부타디엔 고무임을 특징으로 하는 고무가 함유된 컬러 다층 시트의 제조방법.
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