KR100682299B1 - 고기능성 신발용 중창 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 섬유상 폐기물을 재활용하여 고기능성 신발용 중창 제조 방법에 대한 것이다. 종래에는 면류(cotton)나 트리코트(trytot) 등의 재생 면을 폴리프로필렌을 원료로 180℃ 부근의 높은 열에 의한 결합체를 구성하는 방법으로 원단을 제조 후 프레스 작업을 하여 시트상의 신발용 중창 소재를 제조하였다.

이러한 생산 방식은 높은 열에 의한 에너지 손실뿐만 아니라 다양한 물성이 요구되는 신발용 중창 소재를 제조하지 못하는 문제가 발생하였으며, 수입산 신발용 중창 소재에 비해 대부분 저가에만 이용되는 품질이 생산되는 등 많은 문제점이 발생하였다. 따라서 본 발명에서는 면류나 트리코드 등의 재생 면을 이용하여 타격(beating)과 스퀴징(squeezing) 공정 후에 결합재로 스티렌-부티디엔 라텍스, 천연라텍스 등을 상부에 분사하는 장치와 하부의 흡입장치를 통해 균일하게 결합되도록 분포시킨 후 건조한 후 히팅롤에 의한 연속작업을 통하여 시트상의 신발 중창을 제조하는 목적으로 착안된 발명이다.

섬유상 폐기물, 상부분사, 하부흡입, 시트, 중창, 히팅롤

Description

고기능성 신발용 중창 제조방법{the manufacturing method of high performance texon for shoe}

본 발명은 목화 면이나, 트리코트 면 등의 재생 면을 이용하여 재단성, 꺽임성, 인장강도, 인열강도, 신장율, 파열강도, 물흡수도 등을 개선한 고기능성 신발용 중창 제조방법에 대한 것이다

종래에는 목화 면이나, 트리코트 면 등의 재생 면을 폴리프로피렌을 결합재로 하여 원단을 가공하여 프레스로 압착하는 작업에 의하여 시트상의 신발 중창용 소재를 생산하는 방법으로 일반적인 제조방법은 섬유업체에서 발생하는 부산물인 목화면, 트리코트면 등에 일정 크기의 폴리프로필렌을 첨가하고 나이가라 비팅(niagara beating)과 초지과정과 건조과정 및 압착 공정을 거치어 시트상의 중창이 제조되었다.

기존 방법에서, 결합재로 사용하게 되는 폴리프로필렌의 성능 발휘를 위해 하중 80톤에서 약 180℃의 고온으로 4분 이상의 프레스 작업을 하여야 용융되어 이것이 재생 면에 접착력을 유지하게 됨으로서 결합시키는 방법이 사용되었다. 따라서 폴리프로필렌이 가지는 단점의 물성이 신발용 중창에 나타나게 되었다. 이는 플 라스틱의 일종인 기존의 폴리프로필렌에서는 일정온도와 시간이 경과하여야 열 융용에 의한 결합재로서 성능을 발휘하며 높은 열에 의한 에너지 손실 외에도 플라스틱의 전형적인 성질로 인해 중창의 요구 품질인 꺾임성에 있어서 만족하지 못하는 문제점 및 열에 의해 융용 되더라도 융용 점도가 높아 원재료 사이의 미세공극 부위까지 침투하지를 못함으로서 재단성, 인장강도, 인열강도, 신장율, 파열강도, 물 흡수도 등으로 표현되는 신발중창으로서의 유지하여야 하는 물성치를 만족하지 못함으로서 신발 중창으로서의 기능을 발휘하지 못하는 문제점과 프레스 작업으로 자동화가 곤란하고 생산성 저하 및 작업환경의 열악과 안전상의 문제점 등 많은 부분에서 개선이 요구되고 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 원자재의 비용과 친환경적인 생산을 위하여 섬유업체에서 일반적으로 발생되는 부산물인 목화면(cotton)과 트리코트(tricot) 등의 재생 면을 비팅(beating) 및 스퀴징(squeezing) 공정을 실시하고 결합재로서는 스티렌-부타디엔 라텍스를 상부에 분사 및 하부흡입을 통하여 균일하게 분포시킨 후 건조하고 프레스 또는 히팅롤에 의한 작업을 통하여 신발 중창을 제조하여 인장강도와 인열강도 그리고 신장율 및 파열 강도를 향상시키고 물 흡수도 및 꺽임성과 재단성이 우수하게 되도록 개선한 고기능성 신발용 중창 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 것으로 본 발명은 섬유업체에서 일반적으로 발 생되는 부산물인 목화면(cotton)과 트리코트(tricot) 등의 재생면속으로 결합재를 상부분사와 하부흡입 설비를 이용하여 재생면 속으로 균일하게 결합재가 분포하게 하고 이를 고온으로 일정시간 건조한 후 히팅 롤(heating roll) 작업을 통하여 시트상의 신발 중창을 제조하는 방법을 특징으로 하고 있다.

상기의 결합재로는 스티렌-부타디엔 라텍스, 클로로 프렌 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에칠렌-비닐아세테이트 에멀젼, 아크릴로니트릴-부타디엔 라텍스, 천연라텍스 등이 사용가능 하며 결합재로서 가져야할 바람직한 물성으로서는, 첫째 조건으로 코튼이나 트리코트 등을 물속에서 두들기는 작업(beating)을 하기 때문에 건조공정 이전까지 결합재를 침투시킬 수 있는 수 분산성 제품으로, 약 170-180℃의 건조기를 통과 시 화재 발생의 우려를 야기 시키지 않는 물질로 구성되어야하고, 톨루엔, 자이렌, 벤젠, 신나 등의 인체에 해로운 유기화합물을 배제하는 친환경적인 제품 이어야한다. 다음의 바람직한 조건으로는 사용 온도의 범위인 -40℃와 30℃사이에서는 제품이 너무 부드러워지는 현상으로 원하는 강도를 발휘 할 수 없는 현상 및 재단성이 나빠지는 성질이 나타나지 않아야 하며, 신장률의 저하로 너무 딱딱하여 꺾임이 쉽게 되지 않는 양호한 최적의 조건을 구비하는 제품이어야 한다. 그리고 입자의 크기에 있어서도 0.1㎛ 아하 이면 결합재의 점도가 높아 스퀴징(squeezing) 후 균일하게 도포되기 어려우며, 1.5㎛ 이상이면 제조과정에서 입자의 크기가 큰 입자를 구성함으로 재료 속의 미세공극까지 침투하기 어려워 균질한 접착 물성을 나타내지 못하는 경우의 발생을 배재하기 위한 방법으로 0.1㎛ 이상과 1.5㎛ 사이의 것으로 사용하는 것이 가장 바람직한 조건을 가지는 결합재의 입자 범위이다.

다음으로는 설비적인 측면에서 가장 바람직한 단계 중 하나는 스퀴징(squeezing)과 건조 공정 사이에 스프레이와 흡입 설비를 구비함으로서 기존의 방법에서는 결합하지 못하는 많은 량의 결합재가 폐수로 방출되어 경재적인 손실과 환경오염의 원인이 되는 단점을 보완하기위하고 상부에 분사장치를 사용하여 결합재를 살포하고 하부에 흡입장치를 이용하여 흡입을 함으로서 결합재가 재생면의 공극 간에 균일하게 결합하도록 하고 미 결합된 결합재는 회수하여 재사용함으로서 경재적인 설비를 구상한 것이 특징으로 되어 있다. 상부 분사식에서의 결합재의 바람직한 고형분의 함량은 10％이상과 40％이하를 사용한다. 10％이하에서는 점도가 낮아 균일하게 분포하드라도 결합재의 량이 부족하게 되고 40%이상에서는 이와 반대로 점도가 지나치게 높아 흡입 시 저항을 많이 받아 결합재가 균일하게 분포하지 못하는 경우가 있으므로 점도는 부룩휠드(brookfield)사 제품의 점도계에 의한 측정에서 80cps이하를 유지하도록 하는 것이 바람직한 방법 중 하나이다.

본 발명의 바람직한 성형공정은 온도 140℃에서 220℃사이에서 압착 압력 60톤에서 120톤을 사이의 연속 히팅롤을 사용하여 압착과 시트작업을 함으로서 기존의 수작업 공정인 프레스 공정에서 이루기 어려운 자동화에 의한 연속 공정을 이룰 수 있는 특징을 가짐으로 생산성과 안전 작업, 환경 등의 개선 목표를 이룰 수 있었다.

그리고 비교 예와 실시 예를 본 발명의 특징과 효과를 실제 실험결과로서 비교함으로서 좀더 특징을 설명하는 것으로 본 발명의 범주를 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

면직물(cotton) 50중량 부, 트리코트(tricoat) 40중량 부를 물 6 톤에 넣고 3시간 동안 비팅(beating)처리하여 미세 섬유화 하고 이를 스퀴징(squeezing)하여 시트 화 한 후 결합재로서 금호석유 화학 KSL 106으로 표시된 스티렌-부티디엔 라텍스를 1㎡ 당 250g을 스프레이 하고 시트 하부의 흡입 장치에서 흡입하여 균일하게 결합 시킨 후 180℃건조기에서 15분간 건조 하고 온도: 170˚c, 하중 80톤, 속도400m/hr의 조건으로 히팅 로라(heating roller)를 통과시키는 순으로 실시하였다.

실시예 2

면직물(cotton) 50중량 부, 트리코트(tricoat) 40중량 부를 물 6 톤에 넣고 3시간 동안 비팅(beating)처리하여 미세 섬유화 하고 이를 스퀴징(squeezing)하여 시트 화 한 후 결합재로서 금호석유 화학 KSL 106으로 표시된 스티렌-부티디엔 라텍스를 1㎡ 당 250g을 스프레이 하고 시트 하부의 흡입 장치에서 흡입하여 균일하게 결합 시킨 후 180℃건조기에서 15분간 건조 후, 온도 170℃, 하중 80톤, 체류시간 4분의 조건으로 프레스를 통과시키는 방법으로 실시하였다.

실시예 3

면직물(cotton) 50중량 부, 트리코트(tricoat) 40중량 부를 물 6 톤에 넣고 3시간 동안 비팅(beating)처리하여 미세 섬유화 하고 이를 스퀴징(squeezing)하여 시트 화 한 후 결합재로서 태국산 천연 라텍스를 1㎡당 250g을 스프레이 하고 시트 하부의 흡입 장치에서 흡입하여 균일하게 결합 시킨 후 180℃건조기에서 15분간 건 조 후 온도: 170˚c, 하중 80톤, 속도400m/hr의 조건으로 히팅 로라(heating roller)를 통과시키는 순으로 실시하였다.

실시예 4

면직물(cotton) 50중량부, 트리코트(tricoat) 40중량 부를 물 6톤에 넣고 3시간 동안 비팅(beating)처리하여 미세 섬유화 하고 이를 스퀴징(squeezing)하여 시트 화 한 후 결합재로서 태국산 천연 라텍스를 1㎡당 250g을 스프레이 하고 시트 하부의 흡입 장치에서 흡입하여 균일하게 결합 시킨 후 180℃건조기에서 15분간 건조 후, 온도 170℃, 하중 80톤, 체류시간 4분의 조건으로 프레스를 통과시키는 방법으로 실시하였다.

비교예 1

기존의 방식으로 면직물(cotton) 50중량부, 트리코트(tricoat) 40중량부와 기존 사용되고 있는 결합제인 폴리프로필렌 30중량 부를 물 6톤에 넣고 3시간 동안 비팅(beating)처리 하여 미세 섬유화 하고 이를 스퀘징(squeezing)하여 시트화 한 후 180˚c 건조기 에서 15분간 건조 후 온도 170˚c, 하중 80톤, 속도400m/hr의 조건으로 히팅 로라(heating roller)를 통과시키는 순으로 실시하고 이를 비교 분석 하였다.

비교예 2

기존의 방식으로 면직물(cotton) 50중량부, 트리코트(tricoat) 40중량부와 기존 사용되고 있는 결합제인 폴리프로필렌 30중량 부를 물 6톤에 넣고 3시간 동안 비팅(beating)처리 하여 미세 섬유화 하고 이를 스퀘징(squeezing)하여 시트화 한 후 180˚c 건조기 에서 15분간 건조 후 180℃건조기에서 15분간 건조 후, 온도 170℃, 하중 80톤, 체류시간 4분의 조건으로 프레스를 통과시키는 방법으로 실시하였다.

이에 대한 시험으로 인장강도, 인영강도, 신장률, 피로강도, 물 흡수도는 시험 방법 KS M 6882에 의하고 꺽임성과 재단 상태는 육안과 감촉에 의한 방법으로 1에서5까지 분류하여 시행한 결과를 아래 〈물성표〉와 같이 정리한 것을 보이면 아래 〈 표1 : 물성표〉와 같다

〈 표1 : 물성표 〉

상기 물성표에서 보이는 바와 같이 본 발명에 의한 접착재의 성능 향상을 동 일한 프레스의 공정에서 보인 물성표는, 비교 예2인 폴리프로필렌과 실시예2인 스티렌-부티디엔 라텍스 및 실시예4인 태국산 천연 라텍스 등으로 비교해 보면 인장강도에서 100% 이상의 인장강도의 개선과 인렬 강도에서는 70% 이상의 성능향상 및 신장률에서18%이상을, 파열강도에서 50%,이상의 개선효과가 일어나는 것을 증명할 수 있으며, 꺽임성 재단성 등에서도 상당한 개선이 일어나는 것을 시험 결과로 입증이 가능하였다. 그리고 압착 설비로서 프레스와 히팅 롤을 비교한 결과 히팅롤에 의한 판재의 생산이 동조건의 프레스에 의한 판재보다 월등한 개선이 이루어졌음을 입증함으로서 본 발명에 의한 방법으로 수행 시 월등한 물성치의 개선을 가지는 고기능성 신발용 중창 제조방법을 이룰 수 있었다.

상기에 기재한 바와 같이 본 발명은 신발용 중창의 기본직인 물성인 인장강도, 인열 강도, 신장율, 파열강도, 물 흡수도, 꺽임성, 재단성 등에서 우수한 성능을 보인다. 특히 물 흡수도 및 꺽임성과 재단성이 우수한 신발 중창을 제조하여 우수한 신발용 중창의 판재를 제공하는 효과가 있으며, 또 상부에 분사장치를 사용하여 결합재를 살포하고 하부에 흡입장치를 이용하여 흡입을 함으로서 결합재가 재생면의 공극 간에 균일하게 결합하도록 하고 미 결합된 결합재는 회수하여 재사용이 가능함과 동시에, 이 결합재는 보다 저온의 건조시도 결합력을 발휘되는 결합재의 특성으로 압력과 열을 동시 작용하는 히팅 롤을 이용한 신발용 중창 제작용 판재를 연속 자동 생산 가능하게 되었으며, 이는 프레스에 의한 단속 작업으로부터 연속 자동화 작업이 가능하고, 기존의 접착재(폴리프로필렌)의 용융 및 접착을 위한 최소한의 시간인 수분의 정지시간이 소용되지 않아, 생산적인 측면에서도 기존의 생산성보다 약 270％ 이상의 획기적인 생산 증가를 가져오는 효과적인 방법을 제공함과 동시에 기존의 프레스 작업에서 야기되는 안전과 소음 그리고 작업환경을 현격히 개선되고 단순 반복 작업에 의한 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있는 점 등 많은 효과가 기대되는 발명이다.

Claims (5)

1. 섬유나 폐 섬유류로부터 얻어지는, 재생 면의 원료에 결합재를 첨가하여 판형상의 신발용 중창의 제조 방법에 있어서 결합재는 수분산성 제품으로 상온에서는 건조와 물성변화가 없고, 입자의 크기를 0.1㎛에서 1.5㎛이하 입자크기를 가지고, 고형분의 함량이 10％에서 40％사이로 점도가 80cps이하의 결합재를 조성하는, 과정과 이 결합재를 상부분사와 하부흡입에 의하여 균일하게 혼입시키는 과정과 이 혼입된 원료를 건조기에서 건조 후 온도를 140°c에서 220°c, 하중을 60톤에서 120톤의 조건의 히팅 로라(heating roller)를 연속적으로 통과시키는 과정으로 구성된 것이 특징인 고기능성 신발용 중창 제조 방법
2. 제 1항에 있어서 상기 결합재로는 스타렌-부타디엔 라텍스, 클로로프렌 라텍스, 아크릴 에멀젼, 에치렌-비닐 아세테이트 에멀젼, 아크릴로니트릴-부타디엔 라텍스, 천연 라텍스와 이들의 혼합물로서 이들 중에서 적어도 한 종류의 물성들로 조성된 결합재로서 제조되는 것을 특징으로 하는 고기능성 신발용 중창 제조 방법
3. 삭제
4. 삭제
5. 섬유나 폐 섬유류로부터 얻어지는, 재생 면의 원료에 결합재를 첨가하여 판형상의 신발용 중창의 제조 방법에 있어서 결합재는 수분산성 제품으로 상온에서는 건조와 물성변화가 없고, 입자의 크기를 0.1㎛에서 1.5㎛이하 입자크기를 가지고, 고형분의 함량이 10％에서 40％사이로 점도가 80cps이하의 결합재를 조성하는, 과정과 이 결합재를 상부분사와 하부흡입에 의하여 균일하게 혼입시키는 과정과 이 혼입된 원료를 건조기에서 건조 후 온도를 140°c에서 220°c, 하중을 60톤에서 120톤의 조건의 프레스 압착 과정에 의하여 재조되는 것이 특징인 고기능성 신발용 중창 제조 방법