KR100688154B1 - 코르크스펀지를 이용한 신발창 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신발창(안창:IN SOLE, 중창:MID SOLE, 겉창:OUT SOLE, 이하 신발창이라 함)의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 신발창 제조용 스펀지 제조시 천연 코르크분말을 첨가하여 합성수지의 물성과 천연 코르크의 물리적 특성을 동시에 가지는 코르크스펀지를 제조한 후, 이를 이용하여 신발창을 제조하는 방법 및 그에 따라 제조된 신발창에 관한 것으로, 본 발명에 따르는 신발창 제조방법은 천연코르크가 함유된 스펀지를 제조하여 이용함으로써 제조작업성이 대폭개선되고 제조비용을 절감할 수 있으며, 합성수지와 천연코르크입자가 상호보완하여 신장율, 굴곡성 및 영구압축변형율 등이 향상되고, 코르크 단독으로 만들 수 없는 난이도가 높은 형상도 쉽게 만들 수 있으며, 제품을 고급화할 수 있게 된다.

함성수지스펀지, 코르크, 가교제, 발포제, 신장율, 굴곡성, 영구압축변형율, 신발중창, 신발밑창, 신발안창

Description

코르크스펀지를 이용한 신발창 및 그 제조방법{A shoe sole using the cork sponge and a method for manufacturing the same}

도 1은 본 발명에 따른 코르크스펀지의 제조 공정도.

도 2는 본 발명의 따른 신발창의 제조 공정도.

본 발명은 신발창의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 천연 코르크분말을 첨가하여 합성수지의 물성과 천연 코르크의 물리적 특성을 가지는 코르크스펀지를 제조한 후, 이를 이용하여 신발창을 제조하는 방법 및 신발창에 관한 것이다.

통상적으로 신발의 창은 일정한 경도, 인장력, 신장력, 인력, 복원력, 충격흡수, 마모, 미끄럼 방지, 성형성 등 각부품의 특성에 따라 요구되는 물리적 특성이 매우 중요하다.

종래의 신발창(안창 및 중창)은 대부분 열가소성 합성수지스펀지를 사용하여 만들고 있다. 이것은 합성수지스펀지가 가지고 있는 열가소성 성질 때문에, 우수한 성형성을 가지고 있어 작업성이 매우 용이하여 대부분 합성수지스펀지를 사용한다.

반면에 내열성이 매우 약하고 압축변형이 나쁘기 때문에 보통 운동화를 착용하고 일주일 정도 경과 되면 안창에 사용된 합성수지스펀지가 얇아지는 단점이 있다. 이것은 합성수지스펀지가 열에 약하고 압축변형이 나쁘기 때문이다.

신발의 중창(Midsole) 또한 이와 같은 현상은 마찬가지이다.

이와 같이 약한 내열성과 압축변형은 부품의 경도에 따라서 차이는 있지만 합성수지스펀지의 최대의 단점이다.

종래의 합성수지스펀지의 제조방법은 널리 알려져 있으나 간단히 요약하면 EVA수지에다 발포제, 가교제, 조제 등을 배합하여 혼합기에 1차 믹싱 후 로루기에거 2차 믹싱 작업을 한 다음 카렌다에서 두께 2~4mm정도 시트를 만든 다음 냉각 한 후 열프레스에서 압축가열하여 제조하게 된다. 이때 평판 시트의 규격은 금형치수와 발포배율에 따라 다르게 나타난다.

한편 높은 내열성과 가벼움, 습기조절, 충격흡수, 복원력 등 신발창에서 요구되는 중요한 물리적 특성을 많이 가지고 있는 천연코르크를 분말화하여 합성수지와 혼합하여 제조하거나 또는 코르크 분말에 접착제 처리를 한 다음 압축하여 시트를 만들어 신발창을 만들어 사용하기도 하지만 상기 코르크분말을 사용하여 제조할 경우 매우 고가이고 작업성도 좋지 못한 단점이 있어 특수한 경우에만 일부 국한되어 사용되고 있다.

또한, 열가소성 함성수지스펀지와 천연코르크의 장점을 살리기 위하여 합성 수지스펀지와 크르크분말을 이용하여 제조된 시트를 일정한 규격으로 만들어 접착가공을 한 다음 성형금형에 넣고 압축하여 열냉각 방식을 이용하여 신발창을 제조한다. 그러나 이러한 방법은 작업공정(접착, 재단 등)의 증가로 인하여 원가 상승 및 난이도가 높은 형상은 성형이 어려운 문제가 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 천연코르크의 우수한 물리적 특성과 합성수지스펀지의 물리적 특성을 잘 조정하여 다량의 코르크를 배합하여 신발창의 특성에 맞는 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 조성물로 제조된 코르크스펀지를 제조하고, 이를 이용한 신발창을 제조방법 및 상기 제조방법에 의해 제조된 신발창을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결한 본 발명은 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 100중량부, 코르크미분말 5~50중량부, 연화제 0.5~2.5중량부, 가교제 0.5~1.5중량부를 혼합기에 넣고 온도 80~90℃에서 12~14분간 혼합한 후 발포제 2.0~8.0중량부를 투입하여 혼합한 후, 배합물을 금형에 투입하여 프레스발포하여 코르크 스펀지를 제조하는 스펀지 제조공정, 상기 코르크 스펀지를 사용하여 압축비율을 설정하여 신발창 규격별 두께로 재단하는 스카이브 공정, 상기 스카이브된 스펀지를 제품모양에 맞도록 재단하고 그라인드 하는 가공공정, 상기 가공된 스펀지를 금형에 투입하고 가열프레스에서 열을 가하여 스펀지의 흐름성을 좋게하여 완벽한 형상을 한다음 상기 스펀지가 투입된 금형을 냉각프레스에서 냉각시키는 제품성형공정, 및 상기 성형된 제품을 금형에서 탈형하고, 탈형된 제품을 상온의 물에서 세척한 후 금형 사이에 튀어나온 부분을 가위질하는 사상공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크스펀지를 이용한 신발창의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 코르크스펀지를 이용하여 제조되며, 신발창의 특성에 요구되는 경도 30~80°인 것을 특징으로 하는 신발창을 제공한다.

이하, 본 발명을 첨부도면을 참조로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 발명에 따른 코르크스펀지의 제조 공정도를 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 따른 신발창의 제조 공정도를 도시한 것이다.

본 발명에 따르는 신발창의 제조방법은 종래의 합성수지스펀지가 가지는 장점과 천연코르크가 가지는 장점을 동시에 만족하는 코르크가 함유된 합성수지스펀지(본 발명에서는 코르크스펀지라 함)를 제조하여 이를 이용한 신발창을 제조하는 것이다.

본 발명의 신발창 제조방법은 첨부도면 도 2에 도시된 바와 같이 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 100중량부, 코르크미분말 5~50중량부, 연화제 0.5~2.5중량부, 가교제 0.5~1.5중량부를 혼합기에 넣고 온도 80~90℃에서 12~14분간 혼합한 후 발포제 2.0~8.0중량부를 투입하여 혼합한 후, 배합물을 금형에 투입하여 프레스발포하여 코르크 스펀지를 제조하는 스펀지 제조공정(S300), 상기 코르크 스펀지를 사용하여 압축비율을 설정하여 신발창 규격별 두께로 재단하는 스카이브(SKIVE) 공정(S310), 상기 스카이브된 스펀지를 제품모양에 맞는 재단칼을 만들어 재단하고 재단된 측면부분을 제품모양에 맞도록 그라인드 하는 가공공정(S320, S330), 상기 가공된 스펀지를 금형에 투입하고 코르크스펀지의 열가소성특성을 이용하기 위하여 가열프레스에서 열을 가하여 스펀지의 흐름성을 좋게하여 완벽한 형상을 한다음 상기 스펀지가 투입된 금형을 냉각프레스에서 냉각시키는 제품성형공정(S340, S350, S360), 및 상기 성형공정에서 충분히 냉각이 완료된 후 금형뚜껑을 열어 형성된 성형제품을 금형에서 탈형하고, 탈형된 제품을 상온의 물에서 세척한 후 금형 사이에 튀어나온 부분을 가위질하는 사상공정(S370, S380, S390)으로 이루어지며, 제조된 제품은 검사 및 포장(S400)하게 된다. 이때 금형에서 탈형시 제품이 손상이 되지 않도록 주의하여야 한다.

본 발명에 있어서, 상기 코르크 스펀지는 첨부도면 도 1에 도시된 바와 같은 공정을 거쳐 제조되며, 보다 상세히 설명하면 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 100중량부, 코르크미분말 5~50중량부, 연화제 0.5~2.5중량부, 가교제0.5~1.5중량부를 혼합기에 넣고 온도 80~90℃에서 12~14분간 혼합한 후 발포제 2.0~8.0중량부를 투입하여 1~3분간 1차 혼합기에서 혼합하고(S100, S110), 상기 1차 혼합된 배합물을 2차혼합기인 믹싱롤에서 표면온도 70~80℃에서 13~17분 동안 재혼합하여 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시키고(S120, S130), 상기 숙성된 배합물을 믹싱롤에서 표면온도 70~80℃에서 13~17분 동안 재혼합한 후 3본 카렌다에서 가로 500mm 세로 1000mm 두께 2~3mm이 되도록 절단하여 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시키고 (S140, S150, S160), 상기 냉각된 배합물을 금형규격에 따라 평량(평량예: 금형규격이 620 × 1140 × 19mm일경우 투입중량은 11,500g이 된다)한 다음 금형에 투입한 후 152~158℃ 온도, 160㎏f/㎠의 압력으로 42분동안 가류 및 발포하는 프레스발포 후 상온에서 자연냉각하여 스펀지를 제조하게 된다(S170, S180, S190, S200). 이때 원판의 규격은 1000×1700×38㎜가 되도록 하고, 원판의 경도는 30~45°범위내로 유지되도록 하는 것이 좋다.

여기서, 상기 코르크미분말은 통상의 천연코르크를 이용하여 평균입경 0.1~3.0㎜이 되도록 분말화하여 사용하며, 만일 그 첨가량이 5중량부 미만일 경우 코르크가 가지는 물리적 성질을 기대할 수 없는 문제가 있고, 50중량부를 초과하여 될 경우에는 제조원가의 상승 및 발포성 저하와 작업성이 현저히 떨어지는 문제가 있다. 또한, 사용되는 코르크분말의 평균입경이 0.1㎜미만인 경우에는 코르크 입자가 미세하여 코르크 형상이 잘 나타나지 아니하고, 3.0㎜이상일 경우는 코르크입자와 입자가 서로 연결이 되어 오픈셀이 되어 불량이 발생하게 되는 문제가 있다.

상기 연화제로는 스테아린산을 사용하며 만일 그 첨가량이 0.5중량부 미만일 경우에는 유연성이 감소하고 혼합작업이 나쁜 문제가 있고, 2.5중량부를 초과할 경우에는 표면에 침출하거나 물성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 상기 스테아린산 외에 본 발명을 저해하지 않는 범위에서 통상 사용되는 다른 연화제를 사용할 수 있다.

상기 가교제는 DCP(Dicumyl Peroxide)를 사용하며 만일 그 첨가량이 0.5중량부 미만일 경우에는 미가류현상이 일어나거나 가류시간이 길어 비생산적이며 또한 금형의 이형효과가 매우 나쁜 문제가 있고, 1.5중량부를 초과할 경우에는 과가류가 일어나 발포율저하 및 기포불량 발생으로 인하여 불량이 발생하고 물성이 떨어지는 문제가 발생하게 된다. 상기 DCP외에 본 발명을 저해하지 않는 범위에서 통상 사용되는 다른 가교제를 사용할 수 있다.

상기 발포제는 아조디카본아마이드(AD, Azodicarbonamide)를 사용하며, 만일 그 첨가량이 2.0중량부 미만일 경우에는 저발포로 인하여 경도가 높고 비중이 높음으로 스펀지의 기능상 문제가 있고, 8.0중량부를 초과할 경우에는 발포가스의 과다 발생으로 스펀지 불량이 발생하게 된다. 상기 아조디카본아마이드외에 본 발명을 저해하지 않는 범위에서 통상사용되는 발포제를 사용할 수 있다.

상기한 조성물 외에 본 발명을 저해하지 않는 범위에서 신발창(안창, 중창 및 겉창)의 사용용도에 따라 물성을 조절하기 위하여 각종 블렌드용 수지, 고무, 배합약품의 증감 또는 기타의 충전제를 더욱 첨가할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 스카이브 공정시 압출비율은 하기의 수학식 1에 의해 계산된다. 예를 들면 실제치수가 7.5㎜인 경우 스펀지치수는 12㎜가 되고, 실제치수가 16㎜인 경우에는 스펀지치수는 22㎜가 된다.

수학식 1

실제치수 × 압축비율 = 스펀지치수

(예) 7.5㎜ × 160% = 12㎜

16㎜ × 140% = 22㎜

상기 수학식 1에서 실제치수 대비 압축비율은 다음의 표 1과 같다.

표 1

실제치수(㎜)	압축비율(%)
5 ~ 10	160 ~ 176
11 ~ 15	150 ~ 160
16 ~ 20	140 ~ 150
21 ~ 30	130 ~ 140

본 발명에 있어서, 상기 제품성형공정시 가열프레스의 열판온도는 147~158℃, 압력 60~80㎏f/㎠로 450초간 열을 가하며, 이때 충분히 열을 가하면 코르크 스펀지의 경도가 매우 낮아지며 실제치수보다 압축비율을 계산하여 높은 치수를 금형에 투입하였기 때문에 금형내부의 미세한 조각까지도 균일하게 잘 형성이 된다. 상기 가열프레스에서 형성된 금형을 냉각프레스로 옮겨 냉각판온도는 8~12℃, 압력 60~80㎏f/㎠로 500초간 냉각한다.

이때 가열프레스의 열판온도가 147℃ 미만일 경우에는 가열시간이 길어지게 되고, 158℃를 초과할 경우에는 가열시간은 줄일 수 있으나 공정상 열프레스와 냉각프레스공정을 반드시 거쳐야 하므로 회전시간(cycle time)이 맞지 아니한 문제점이 있고, 또한 프레스의 압력이 60㎏f/㎠ 미만일 경우 충분한 압축효과가 되지 못하기 때문에 성형 후 제품의 척도 및 규격이 일정하지 아니하고, 압력이 80㎏f/㎠를 초과할 경우에는 금형 및 프레스 냉각판의 재질이 열·냉 전도성이 좋은 알미늄이기에 파손될 우려가 있다.

냉각판(수)의 온도가 8℃ 미만일 경우 냉동기 배관내의 냉각수가 결빙되어 기계고장을 일으킬 수 있고, 12℃를 초과할 경우에는 충분한 냉각이 되지 아니하여 제품이 팽창하거나 퍼질 수가 있고 또한 냉각시간이 미달된 경우에도 같은 현상이 발생된다.

상기와 같이 냉각된 제품을 금형에서 탈형하고, 제조과정중에 발생한 오염물질을 제거하기 위하여 상온의 물(25℃)에서 깨끗하게 세척을 하고, 깨끗하게 세척된 제품은 실제치수보다 두껍게 금형에 투입하였기 때문에 금형사이로 튀어나온 부분을 가위질하여 잘 다듬고, 다듬어진 제품은 검사과정을 거친 후 포장하여 상품화한다. 이때 최종제품의 경도는 30~80°의 범위 내인 것이 바람직하며, 경도가 30°미만인 경우에는 너무 부드러위 영구압축변형율이 현저히 떨어지는 단점이 있고, 80°를 초과할 경우에는 유연성의 부족으로 바람직하지 못하다.

본 발명의 신발창의 제조방법은 요구되는 최종제품, 즉, 안창, 중창 또는 겉창일 경우 그에 따른 물성을 제조과정 중에 조절할 수 있으며, 그 최종제품이 안창일 경우에는 경도 30~45°, 중창일 경우에는 경도 45~60°, 겉창일 경우에는 경도 60~80°의 범위 내를 유지하도록 하는 것이 바람직하며, 상기 안창의 경우에는 경도가 30°미만일 경우 너무 부드러워 압축변형성이 현저히 저하되고, 45°를 초과하면 발바닥 부분이 딱딱하여 이질감을 느끼게 되는 문제가 있다.

또한, 중창의 경우에는 경도가 45°미만이면 수축 및 외부충격에 약하고 경도가 60°이상이면 유연성이 부족하고 비중이 높아 무게가 많이 나가는 단점이 있 다.

또한, 겉창일 경우에는 경도가 60°미만이면 노면에 돌출된 부분이 발로 전달되어 사용시 불편함을 느낄 수 있고, 80°이상이면 유연성의 부족으로 바람직하지 못하다.

본 발명의 제조방법에 따라 제조된 신발창은 필요에 따라, 신발창의 상면 또는 하면에 쿠션감을 높이기 위하여 메모리폼과 같은 보조수단을 더 구비하여 제조할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 제조방법은 그 제조과정 중에 물리적성질을 조절할 수가 있어 신발중창, 안창 및 겉창에 대해 모두 적용 가능하게 된다.

이상과 같이 제조된 신발창은 합성수지스펀지가 가지는 내열성 및 영구압축변형율 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 종전 코르크시트로 만들어진 신발창의 인장, 인열, 신장율, 성형성 등의 문제점을 동시에 해결하고 함성수지 스펀지와 코르크 시트를 이용할 때의 경제적인 부담 또한 경감시킬 수가 있게 되며, 제조작업성을 현저하게 개선시킬수가 있게 된다.

이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르는 신발창 제조방법은 천연코르크가 함유된 스펀지를 제조하여 이용함으로써 제조작업성이 대폭개선되고 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 합성수지와 천연코르크입자가 상호보완하여 코르크분말이 가지고 있는 단점인 신장율 및 굴곡성을 현저히 개선할 수 있으며, 영구압축변형율 등이 향상되고, 코르크 단독으로 만들 수 없는 난이도가 높은 형상도 쉽게 만들 수 있으며, 제품을 고급화할 수 있는 효과가 있다.

또한, 작업성의 획기적인 개선으로 생산원가를 절감할 수 있으므로 낮은 가격으로 제품공급의 확대와 합성수지스펀지 제조시 사용하는 화학약품으로 인한 냄새도 없으며 외관상 아주 고급스러운 천연코르크색을 띄고 있으며 향기로운 천연코르크향기가 남으로써 더욱 제품의 품질을 높여준다.

Claims (11)

1. 에틸렌 비닐아세테이트 공중합체 100중량부, 코르크미분말 5~50중량부, 연화제 0.5~2.5중량부, 가교제 0.5~1.5중량부를 혼합기에 넣고 온도 80~90℃에서 12~14분간 혼합한 후 발포제 2.0~8.0중량부를 투입하여 혼합한 후, 배합물을 금형에 투입하여 프레스발포하여 코르크 스펀지를 제조하는 스펀지 제조공정,

   상기 코르크 스펀지를 사용하여 압축비율을 설정하여 신발창 규격별 두께로 재단하는 스카이브 공정,

   상기 스카이브된 스펀지를 제품모양에 맞도록 재단하고 그라인드 하는 가공공정,

   상기 가공된 스펀지를 금형에 투입하고 가열프레스에서 열을 가하여 완벽한 형상을 한 다음 상기 스펀지가 투입된 금형을 냉각프레스에서 냉각시키는 제품성형공정, 및

   상기 성형된 제품을 금형에서 탈형하고, 탈형된 제품을 상온의 물에서 세척한 후 금형 사이에 튀어나온 부분을 가위질하는 사상공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코르크스펀지를 이용한 신발창의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 스펀지 제조공정은 1차, 2차 및 3차 혼합공정을 거쳐 혼합되며, 상기 혼합된 배합물을 3본 카렌다에서 가로 500m/m 세로 1000m/m 두께 2~3m/m이 되도록 절단하여 상온에서 2시간 이상 냉각 및 숙성시킨 후 금형규격에 따라 평량한 다음 금형에 투입한 후 152~158℃ 온도, 160㎏f/㎠의 압력으로 42분 동안 가류 및 발포하는 것을 특징으로 하는 코르크스펀지를 이용한 신발창의 제조방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 제품성형공정시 가열프레스에서 열판온도 147~158℃, 압력 60~80㎏f/㎠로 450초간 열을 가하는 것을 특징으로 하는 코르크스펀지를 이용한 신발창의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제품성형공정시 냉각프레스에서 냉각판온도는 8~12℃, 압력 60~80㎏f/㎠로 500초간 냉각하는 것을 특징으로 하는 코르크스펀지를 이용한 신발창의 제조방법.
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