KR101337448B1 - 열융착용 다층시트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열융착용 다층시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로 망상 직물층(1); 상기 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 핫멜트 접착층(2); 및 상기 망상 직물층의 다른 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)을 포함하여, 인열강도를 높여, 제품의 강도 및 내구성을 개선할 수 있는 열융착용 다층시트에 관한 것이다.

Description

열융착용 다층시트{Multi-layer sheet for heat sealing}
본 발명은 열융착용 다층시트에 관한 것으로, 보다 구체적으로 망상 직물층(1); 상기 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 핫멜트 접착층(2); 및 상기 망상 직물층의 다른 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)을 포함하는 열융착용 다층시트에 관한 것이다.
열가소성 폴리우레탄은 친환경 소재이면서, 저온특성, 내굴곡성, 내마모성, 열가공성 등의 물성이 탁월하여, 신발, 의류, 가방 등의 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히, 환경규제가 심해짐에 따라 폴리비닐클로라이드(PVC)의 대체 소재로서 그 수요가 꾸준히 늘어나고 있는 추세이다.
또한, 신발제조 분야에서는 봉제공정을 제거(no-sewing)함으로써 공정을 단순화하고, 제품의 외관을 미려하게 하고자하는 노력이 이루어지고 있고, 용제형 접착제의 사용을 줄여, 인체에 해롭지 않은 제품을 개발하고자하는 노력이 이루어지고 있다.
이러한 노력의 일환으로 다양한 색과 무늬를 갖는 열가소성 폴리우레탄층을 핫멜트 접착층과 합착한 다층시트를 메쉬 직물이나 부직포 등의 피착재에 열융착하여 편리하게 제품을 제조할 수 있는 제조방식이 일반화되어 있다(특허등록공보 10-1098885, 2011년12월26일). 그러나 이렇게 제조된 제품은 인열강도가 취약하여 쉽게 찢어지는 등 제품의 강도 및 내구성이 떨어지는 단점이 있었다.
본 발명의 일 구현예는 인열강도가 개선된 열융착용 다층시트을 제공한다.
본 발명의 일 구현예는 망상 직물층(1); 상기 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 핫멜트 접착층(2); 및 상기 망상 직물층의 다른 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)을 포함하는 열융착용 다층시트을 제공한다.
상기 망상 직물층(1)은 210 내지 1500 데니어인 고데니어 직물을 사용할 수 있다.
상기 핫멜트 접착층(2)은 융점이 70 내지 150 ℃인 것을 사용할 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 융점이 100 내지 220 ℃인 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 이소시아네이트 화합물과 폴리올의 반응으로 형성된 선형 폴리머이고, 상기 폴리올은 수평균 분자량이 1000 내지 3000인 고분자량의 폴리올인 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 열가소성 폴리우레탄층은 열가소성 폴리우레탄 발포층(5)일 수 있다.
본 발명의 일구현예에 따른 열융착용 다층시트는 높은 인열강도를 가져, 제품의 강도 및 내구성을 획기적으로 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 열융착용 다층시트의 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 열융착용 다층시트의 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따른 열융착용 다층시트의 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 열융착용 다층시트를 제조할 수 있는 하향식 T-다이스 압출기의 공정 사시도를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는 망상 직물층(1); 상기 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 핫멜트 접착층(2); 및 상기 망상 직물층의 다른 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)을 포함하는 열융착용 다층시트를 제공한다. 이러한 열융착용 다층시트의 일 구현예는 도 1에 도시하였다.
이하, 본 발명의 구현예를 보다 상세히 설명하기로 한다.
상기 망상 직물층(1)은 당분야에서 일반적으로 사용되는 평직, 니트직 또는 능직 등, 외관상 홀이 형성되는 모든 직물로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 보다 구체적으로 고데니어 직물을 사용함으로써, 별도의 접착제가 없이도 핫멜트 접착층과 열가소성 폴리우레탄층의 접합성을 높여, 인열강도를 개선할 수 있다. 보다 바람직하게는 210 내지 1500 데니어인 직물을 사용할 수 있고, 밀도가 5 내지 15 개/inch인 직물을 사용할 수 있다. 또한, 상기 직물은 부직포, 면직물, 모시직물, 합성섬유 및 이들의 혼합직물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있다. 이로써, 열가소성 폴리우레탄층(3)이 갖는 소재 자체의 우수한 탄성 이외에도 부가적으로 망상 직물층(1)의 탄성이 추가됨으로써 제품 표면에 가해지는 충격에너지를 대폭 완화하여 신발 등의 분야에 매우 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 상기 망상 직물층(1)이 다양한 무늬를 갖는 경우, 망상 직물층(1)의 표면요철이 제품 표면에 전달되어, 입체감 있는 무늬를 갖는 표면을 형성할 수 있다.
상기 핫멜트 접착층(2)은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 폴리우레탄 수지 계열, 폴리에스테르 수지 계열, 에틸렌비닐아세테이트 수지 계열 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 핫멜트 접착층(2)을 사용할 수 있다. 또한, 상기 핫멜트 접착층(2)은 융점이 70 내지 150 ℃인 것을 사용하여 망상 직물층(1) 또는 열가소성 폴리우레탄층과(3)의 접착을 개선할 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 그 종류를 특별히 한정하지 않으나, 상기 핫멜트 접착층(2)의 융점보다 융점이 높은 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 핫멜트 접착층(2)의 융점보다 융점이 적어도 20 ℃ 이상 높은 것으로, 그 융점이 100 내지 220 ℃인 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 이소시아네이트 화합물과 폴리올의 반응으로 형성된 선형 폴리머인 것으로, 상기 폴리올의 수평균 분자량이 1000 내지 3000인 고분자량의 폴리올을 사용하여, 내열성, 내마모성, 인장 및 인열강도 등을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 폴리에스테르디올을 사용하여 열가소성 폴리우레탄층의 강성, 내유성 및 내화학성을 개선할 수 있고, 폴리에테르디올을 사용하여 열가소성 폴리우레탄층의 저온특성, 레질리언스(Resilience), 내항균성 및 내가수분해성을 개선할 수 있고, 폴리카보네이트디올을 사용하여 열가소성 폴리우레탄층의 강성 및 내열성을 개선할 수 있는 바, 폴리에스테르디올, 폴리에테르디올, 폴리카보네이트디올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 폴리올을 사용할 수 있다. 또한, 상기 디이소시아네이트 화합물은 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 그 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 예를들면, 디이소시아네이트, 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(methylene diphenyl diisocyanate, MDI), 폴리머릭 메틸렌 디페닐디이소시아네이트(polymeric methylene diphenyl diisocyanate), 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocyanate, TDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트(trimethyl hexamethylene diisocyanate), 페닐렌 디이소시아네이트(phenylene diisocyanate), 디메틸 디페닐 디이소시아네이트(dimethyl diphenyl diisocyanate), 테트라 메틸렌 디이소시아네이트(tetra methylene diisocyanate), 이소 홀론 디이소시아네이트(iso holon diisocyanate), 나프탈렌 디이소시아네이트(diisocyanate), 트리페닐 메탄 트리이소시아네이트(triphenyl methane triisocyanate) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 안료가 배합된 마스터배치를 사용하여 압출함으로써 제품의 표면에 색을 내거나, 안료를 첨가한 액상의 폴리우레탄 수지를 나이프 코터, 그라비아 코터 등을 사용하여 직접 코팅함으로써 제품의 표면에 색을 낼 수 있다. 또한, 상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 무늬가 조각되어 있는 롤에 통과시킴으로써 제품의 표면에 무늬가 형성되도록 할 수 있다. 특히, 상기 무늬는 엠보싱 무늬일 수 있고, 또는 상기 엠보싱의 각도를 조절한 홀로그램 무늬일 수 있다.
또한, 상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 그 일면에 폴리우레탄 건식코팅층(4)이 코팅되어 있는 것을 사용할 수 있는 바, 이렇게 형성된 열융착용 다층시트의 일 구현예는 도 2에 도시하였다. 또한, 상기 폴리우레탄 건식코팅층(4)은 색 또는 무늬가 형성된 것을 사용할 수 있다. 상기 폴리우레탄 건식코팅은 액상의 폴리우레탄 수지를 도포한 열가소성 폴리우레탄층을 열 챔버에 넣어 가온 건조하여 경화시킨 것으로, 상기 액상의 폴리우레탄 수지에 안료를 첨가함으로써 제품의 표면에 색을 내거나, 무늬가 형성되어있는 이형층 위에 액상의 폴리우레탄 수지를 도포한 후, 이를 열 챔버에 넣어 가온 건조하여 경화시킨 후, 이형층를 박리시켜 무늬를 형성할 수 있다.
이로써, 다양한 색 또는 무늬를 갖는 열융착용 다층시트의 제조가 가능하다.
또한, 상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 열가소성 폴리우레탄 발포층(5)일 수 있는 바, 이 경우 제품의 경량화 및 쿠션감의 개선이 가능하다. 또한, 열가소성 폴리우레탄층(3)은 열가소성 폴리우레탄 발포층(5)과 열가소성 폴리우레탄층(3)의 혼합층일 수 있는 바, 이렇게 형성된 열융착용 다층시트의 일 구현예는 도 3에 도시하였다.
본 발명의 일 구현예에 따른 열융착용 다층시트는 핫멜트 접착층(2)을 이형층(6)의 상부에 합착시킴으로써, 열융착용 다층시트를 제품으로 제공할 수 있는 것이다. 즉, 신발갑피와 같은 피접착물에 본 발명의 일 구현예에 따른 열융착용 다층시트를 열융착시킬 경우에는 제품으로부터 상기 이형층(6)은 제거하고 열융착용 다층시트만 접착시켜 열융착을 완성할 수 있는 것이다. 이 때, 상기 이형층(6)의 종류는 당분야에서 일반적으로 사용되는 것으로, 그 종류를 특별히 한정하지는 않으나, 예를 들면, 폴리에틸렌(PE) 층, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 층, 폴리프로필렌(PP) 층, 종이 층 및 이들의 혼합층으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 층을 포함하는 것을 사용할 수 있다.
상기 도 1 내지 4에 도시된 열융착용 다층시트는 본 발명의 바람직한 일 구현예일 뿐 본 발명이 상기한 구현예에 의해 한정되는 것은 아니다. 따라서 상기 구조 이외의 열융착용 다층시트도 본 발명에 적용되어 질 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 열융착용 다층시트는 당분야에서 사용되는 방법으로 제조될 수 있는 바, 그 제조방법을 특별히 한정하지 않으나, 예를들면, 도 4에 도시한 바와 같은 공정 사시도에 따라서 제조될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 열융착용 다층시트를 제조할 수 있는 하향식 T-다이스 압출기의 공정 사시도를 나타낸 것이다. 보다 구체적으로, 핫멜트 접착층(2)용 원료를 제습 및 건조된 상태로 압출기 호퍼에 투입하면, 상기 원료는 3 내지 6개의 구역으로 나뉘어 각 구역별로 온도를 콘트롤할 수 있도록 설계된 실린더; 상기 실린더에 연결되어 T-다이스(9)와 연결하는 아답터; 및 상기 아답터에 연결되고, 5 내지 7개의 구역으로 나뉘어 각 구역별로 온도와 개구 부분의 갭을 콘트롤 할 수 있도록 설계된 T-다이스(9)를 통과하여, 용융된 필름상태의 핫멜트 접착층(2)이 압출된다. 상기 핫멜트 접착층(2)은 제 1 Un-winder(7)에서 공급되는 이형층(6); 및 제 2 Un-winder(8)에서 공급되는 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)과, 탄성터치롤(10) 및 냉각&무늬 롤(11)에서 압착 및 냉각된다. 이 때, 냉각&무늬 롤(11) 표면의 무늬에 따라서, 열가소성 폴리우레탄층(3)의 표면에 무늬를 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 2 Un-winder(8)에서 공급되어지는 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)은 별도의 T-다이스를 통과하여, 용융된 필름상태로 압출되는 열가소성 폴리우레탄층(3)과 별도의 Un-winder에서 공급되는 망상 직물층(1)을 압착 및 냉각함으로써, 제조될 수 있다. 이어서, 상기 탄성터치롤(10) 및 냉각&무늬 롤(11)을 통과한 열융착용 다층시트는 냉각롤(12)을 거쳐 Re-winder(13)에서 롤 상태로 권취함으로써 열융착용 다층시트 제품을 제조할 수 있는 것이다.
본 발명의 일구현예에 따른 열융착용 다층시트는 높은 인열강도를 가져, 제품의 제품의 강도 및 내구성을 획기적으로 개선할 수 있는 효과가 있다. 이로써, 신발, 의류, 가방 등의 분야에 매우 유용하게 적용될 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
도 4에 제시한 공정도를 따라서, 열융착용 다층시트를 제조하였다. 보다 구체적으로, T-다이스(9)를 통과하여, 압출된 핫멜트 접착층(2); 제 1 Un-winder(7)에서 공급되는 이형층(6); 및 제 2 Un-winder(8)에서 공급되는 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)을 탄성터치롤(10) 및 냉각&무늬 롤(11)에서 압착 및 냉각시켰다.
이 때, 상기 제 2 Un-winder(8)에서 공급되어지는 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)은 별도의 T-다이스를 통과하여, 용융된 필름상태로 압출되는 열가소성 폴리우레탄층(3)과 별도의 Un-winder에서 공급되는 망상 직물층(1)(폴리에스테르, 420 D, 9 ea/inch)을 압착 및 냉각함으로써, 제조될 수 있다.
이어서, 상기 탄성터치롤(10) 및 냉각&무늬 롤(11)을 통과한 열융착용 다층시트는 냉각롤(12)을 거쳐 Re-winder(13)에서 롤 상태로 권취함으로써 열가소성 폴리우레탄층(3)/ 망상 직물층(1)/ 핫멜트 접착층(2)/ 이형층(6)의 열융착용 다층시트 제품을 제조하였다.
비교예
도 4에 제시한 공정도를 이용하여, 열가소성 폴리우레탄층(3)/핫멜트 접착층(2)/ 이형층(6)의 다층시트를 제조하였다. 보다 구체적으로, T-다이스(9)를 통과하여, 압출된 핫멜트 접착층(2); 및 제 1 Un-winder(7)에서 공급되는 이형층(6)을 탄성터치롤(10) 및 냉각&무늬 롤(11)에서 압착 및 냉각시켰다. 이어서, 상기 탄성터치롤(10) 및 냉각&무늬 롤(11)을 통과한 다층시트는 냉각롤(12)을 거쳐 Re-winder(13)에서 롤 상태로 권취하였다.
상기 권취된 다층시트를 별도의 Un-winder에 장착하였고, 이를 별도의 T-다이스를 통과하여, 용융된 필름상태로 압출되는 열가소성 폴리우레탄층(3)과 함께 탄성터치롤(10) 및 냉각&무늬 롤(11)을 통과시키고, 냉각롤(12)을 거쳐 Re-winder(13)에서 롤 상태로 권취함으로써 열가소성 폴리우레탄층(3)/ 핫멜트 접착층(2)/ 이형층(6)의 다층시트 제품을 제조하였다.
시험예
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 다층시트에 대하여, ASTM D2262에 따라 인열강도를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 비교예
인열강도(Kg) 7.6 2.5
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열융착용 다층시트는 비교예에 따른 다층시트와 비교하여, 3 배 이상의 우수한 인열강도를 갖는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 본 발명에 따른 열융착용 다층시트는 신발갑피 등과 같은 피착재에 열융착되어, 제품의 강도 및 내구성을 획기적으로 개선할 수 있는 효과가 있다.
1: 망상 직물층 2: 핫멜트 접착층
3: 열가소성 폴리우레탄층 4: 폴리우레탄 건식코팅층
5: 열가소성 폴리우레탄 발포층 6: 이형층
7: 제 1 Un-winder 8: 제 2 Un-winder
9: T-다이스 10: 탄성터치롤
11: 냉각&무늬 롤 12: 냉각롤
13: Re-winder

Claims (6)

  1. 망상 직물층(1); 상기 망상 직물층(1)의 일면에 합착된 핫멜트 접착층(2); 및 상기 망상 직물층의 다른 일면에 합착된 열가소성 폴리우레탄층(3)을 포함하고,
    상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 열가소성 폴리우레탄 발포층(5)과 열가소성 폴리우레탄층(3)의 혼합층인 것을 특징으로 하는 열융착용 다층시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 망상 직물층(1)은 210 내지 1500 데니어인 고데니어 직물인 것을 특징으로 하는 열융착용 다층시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 핫멜트 접착층(2)은 융점이 70 내지 150 ℃인 것을 특징으로 하는 열융착용 다층시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 융점이 100 내지 220 ℃인 것을 특징으로 하는 열융착용 다층시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열가소성 폴리우레탄층(3)은 이소시아네이트 화합물과 폴리올의 반응으로 형성된 선형 폴리머이고,
    상기 폴리올은 수평균 분자량이 1000 내지 3000인 고분자량의 폴리올인 것을 특징으로 하는 열융착용 다층시트.
  6. 삭제
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