KR101906054B1 - 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 염색 가공된 피착제 사이에 놓은 후 통상의 히트 프레스(Heat Press) 작업으로 가열ㆍ가압하여 접착시킬 때, 피착제 내에 존재하는 분산염료로 인하여 핫멜트 필름의 표면에 이염 현상이 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로, 바람직하게는 다층구조를 갖는 핫멜트 필름 사이에 이염 방지층을 구성함에 있어서 높은 Tg를 갖는 SAN, PMMA, PC 등의 이염방지 수지로 이염 방지층을 형성함으로써 분산염료의 이동을 최소화하여 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 이염 현상을 방지할 수 있는 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물을 제시한다.

Description

다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물{COMPOSITION FOR DYE TRANSFER INHIBITOR LAYER}
본 발명은 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 피착제 사이에 다층 구조의 핫멜트 필름을 놓은 후 통상의 히트 프레스(Heat Press) 작업으로 가열ㆍ가압할 때 피착제의 염료가 이염되어 다층구조를 갖는 핫멜트 필름 및 핫멜트 필름 위의 스킨층이 오염되는 것을 방지함은 물론 히트 프레스 작업 후 장기간 사용시에도 피착제의 색상이 핫멜트 필름 및 핫멜트 필름 위의 스킨층으로 이염되는 현상을 방지할 수 있도록 하는 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물에 관한 것이다.
통상적으로 신발용 갑피를 제작할 때는 재봉을 하지 않고 핫멜트 필름을 사용하여 신발용 갑피를 제작하는 방식(일명, '무봉제(No Sewing) 공정'이라고 함)이 널리 사용되고 있다. 특히, 근래에는 폴리우레탄계 수지로 제조된 필름을 피착제(예를 들어, 원단 및 합성피혁)에 합포하여 신발용 갑피로 많이 사용하고 있다.
이와 같이, 신발용 갑피는 통상적으로 무봉제(No-Sewing) 공정으로 제조되는데, 그 소재로는 폴리우레탄 핫멜트 필름을 베이스로 하고 그 위에 폴리우레탄 필름 또는 폴리우레탄 핫멜트 필름을 구성한 다층 구조의 필름(이하 "다층구조를 갖는 핫멜트 필름"이라 함)이 주로 사용된다.
이러한 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 신발용 갑피로 사용할 시 접착하고자 하는 피착제(예를 들어, 원단 및 합성피혁)에 상기 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 올려놓고 통상 히트 프레스(Heat Press) 작업으로 가열ㆍ가압하게 되면 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 바닥면을 구성하고 있는 폴리우레탄 핫멜트 필름이 녹아 피착제(원단 및 합성피혁)와 접착되고, 상기 폴리우레탄 핫멜트 필름 위에 구성된 폴리우레탄 필름은 녹지 않으면서 신발용 갑피를 장식할 수 있는 자재로서의 기능을 구현하게 된다.
하지만, 상기와 같이 구성된 다층구조를 갖는 핫멜트 필름은 피착제(예를 들어, 원단 및 합성피혁)의 색상이 다층구조를 갖는 핫멜트 필름 쪽으로 전이되는 이염 현상이 발생하게 되는데, 구체적으로는 다층구조를 갖는 핫멜트 필름은 염색 가공된 피착제와 접착되는 경우 피착제 내에 존재하는 분산염료로 인해 표면 이염 현상이 발생하게 된다. 이와 같은 이염 현상은 하드 분자쇄와 소프트 분자쇄로 이루어진 핫멜트 필름의 분자 중 낮은 Tg(<80℃)를 갖는 소프트 분자쇄의 움직임이 커서 분자 크기가 작은 소수성의 분산 염료가 쉽게 핫멜트 필름의 분자쇄로 침투함에 따라 발생하게 되며, 이러한 이염 현상은 열에 의해 더욱 가속화된다.
이와 같이, 다층구조를 갖는 핫멜트 필름은 색상을 가지는 피착제와 접착되는 과정에서 또는 장기간 사용시에 이염 현상으로 인해 핫멜트 필름으로 색상이 스며들게 되고, 이로 인해 밝은 색상의 핫멜트 필름을 사용할 수 없을 뿐만 아니라 색상을 선택함에 있어서도 많은 제약을 받게 되고 또한 신발을 장기간 동안 착용시에 피착제(즉, 원단 및 합성피혁)의 색상이 핫멜트 필름 쪽으로 이염되어 미관상 좋지 않은 단점에 있었다.
등록특허공보 등록번호 제10-0865692호(발명의 명칭: 핫멜트 필름 및 그 제조방법. 공고일자: 2008년 10월 28일) 공개특허공보 공개번호 제10-2001-0044753호(발명의 명칭: 신발창 및 갑피 제조방법. 공개일자: 2001년 06월 05일) 등록실용신안공보 등록번호 제20-0286807호(고안의 명칭: 표면에 인쇄 무늬가 조성된 습식 폴리우레탄 필름. 공고일자: 2002년 08워 24일)
본 발명은 투명도 및 물성, 용도 등을 고려하여, 다층구조를 갖는 핫멜트 필름 사이에 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(Styrene-acrylonitrile copolymer, SAN), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 등의 높은 Tg(>80℃)를 갖는 두께 3~50㎛의 이염 방지층을 구성함으로써 분산 염료의 이동을 최소화하여 핫멜트 필름 표면의 이염 현상을 방지할 수 있도록 하는 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 이염 방지층의 조성물은 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(Styrene-acrylonitrile copolymer, SAN), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA) 중에서 선택된 어느 하나의 이염방지 수지와 폴리우레탄 수지를 얼로이한 수지로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 이염방지 수지 50~100 중량부와 폴리우레탄 수지 0~50 중량부로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 여기에 더하여 상기 폴리우레탄 수지는 녹는점이 120~180℃ 임을 특징으로 한다.
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본 발명은 다층구조를 갖는 핫멜트 필름에 이염 방지층을 구성할 때, 이염방지 수지로 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(Styrene-acrylonitrile copolymer, SAN), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 등의 높은 Tg를 갖는 조성물을 사용함으로써 통상의 히트 프레스(Heat Press) 작업으로 피착제에 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 접착시에 이염 방지층이 피착제의 염료가 핫멜트 필름 쪽으로 이염되는 현상을 방지할 수 있다. 이로 인해 다층구조를 갖는 핫멜트 필름이 오염되는 것을 방지할 수 있음은 물론 신발을 장기간 착용시에도 다양한 무늬와 색상을 가지는 필름 자체의 색상을 그대로 유지할 수 있어 신발 갑피의 색상과 미관에 영향을 주지 않는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 이염 방지층을 갖는 다층 구조의 핫멜트 필름의 구성을 보여주고 있는 도면.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예를 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명에서는 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 염색 가공된 피착제 사이에 놓은 후 통상의 히트 프레스(Heat Press) 작업으로 가열ㆍ가압하여 접착시킬 때, 피착제 내에 존재하는 분산염료로 인하여 핫멜트 필름의 표면에 이염 현상이 발생하는 것을 방지하기 위한 것으로, 바람직하게는 다층구조를 갖는 핫멜트 필름 사이에 이염 방지층을 구성함에 있어서 높은 Tg를 갖는 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(Styrene-acrylonitrile copolymer, SAN), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 등의 이염방지 수지로 이염 방지층을 형성함으로써 분산염료의 이동을 최소화하여 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 이염 현상을 방지할 수 있는 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물을 구현하고자 한다.
이때, 본 발명에서 구현하고자 하는 이염 방지층의 두께는 3~50㎛가 바람직한데, 그 이유는 가공 가능한 가장 얇은 두께가 3㎛이고 50㎛ 이상의 두께를 가지는 이염방지층을 사용하였을 때 너무 딱딱하여 굴곡 테스트(test)시 깨지기 쉬운 단점이 있기 때문이다.
위에서 보았듯이, 본 발명에서는 다층구조를 갖는 핫멜트 필름 사이에 이염 방지층을 구성할 때 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(Styrene-acrylonitrile copolymer, SAN), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA), 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 등의 이염방지 수지를 사용하는데, 이들의 수지는 단독으로 사용하거나 폴리우레탄과 얼로이(alloy)하여 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 이염방지 수지 중에서 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(Styrene-acrylonitrile copolymer: 이하 'SAN'이라 함) 은 방향족탄화수소인 스타이렌과 불포화나이트릴인 아크릴로나이트릴을 중합시켜 만든 혼성중합체이며, 투명도, 열변형성, 내화학성, 광택성 등이 뛰어나다. 이러한 SAN 수지는 비결정성의 투명한 열가소성 플라스틱으로 그 물리적, 화학적 성질은 폴리스틸렌 수지와 비슷하고 물성이 밸런스 잡혀 있어 광범위한 용도에 사용되며, 인장강도, 추격강도, 내열온도 및 록웰경도가 뛰어난 것이 가장 큰 특징이다. 또한, 상기 SAN 수지는 강성이 크고 표면경도가 높기 때문에 흠이 잘 나지 않으며, 내약품성 및 내후성은 폴리스틸렌보다 뛰어나고 유기용제를 제외한 강산, 알칼리, 유류에 대한 내성이 있으며 내열성도 폴리스티렌보다 뛰어나다.
이염방지 수지로 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate: 이하 'PMMA'라 함) 는 메타크릴산메틸(methyl methacrylate: MMA)를 원료로 한 폴리머로 플리스틱 중에서 가장 뛰어난 투명성과 뛰어난 내후성을 가지고 있다. 광선투과도 90~91%로 유리와 동일하며 착색이 용이하고 내후성 및 내수성이 뛰어날 뿐만 아니라 내충격성과 내산, 내알칼리성, 내유성이 뛰어나다.
이염방지 수지로 폴리카보네이트(Polycarbonate: 이하 'PC'라 함) 는 주쇄에 탄산에스테르 결합을 가진 고분자이며, 현재 공업적으로 생산되고 있는 것은 비스페놀A 타입을 원료로 한 방향족 폴리카보네이트뿐이며, 투명성이 뛰어나고, 충격특성, 내열성, 치수안정성, 전기적 특성, 향균성이 뛰어나다.
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이와 같은 SAN, PMMA, PC 수지는 일상적인 사용 온도에서 분자사슬의 움직임이 적어서 염료 분자의 이동을 제한하게 되어 이염 현상을 막는 작용을 할 수 있다. 이러한 이염방지 수지 이외에도 높은 Tg와 분자사슬의 강직성을 가지는 대부분의 고분자 화합물은 동일한 효과를 기대할 수 있다. 유사한 예로서 폴리에틸렌비닐알콜, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드 등이 있다.
본 발명에서는 위와 같은 이염방지 수지와, 바람직하게는 SAN, PMMA, PC와 폴리우레탄 필름과의 조합을 통해 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 제조하였으며, 이염방지용 수지들은 상하층에 접착되는 폴리우레탄 필름과의 충분한 접착력을 보여야 하므로, 이염방지용 수지 자체로 사용하기 보다는 접착력을 보강하기 위해 폴리우레탄 수지를 혼합하여 사용하도록 하였다. 이때, 상기 이염방지용 수지를 단독으로 사용할 수도 있다.
상기와 같은 조성물로 제조된 이염 방지층을 갖는 다층구조의 핫멜트 필름은 우수한 이염 방지 성능뿐만 아니라 우수한 접착력, 그리고 우수한 내굴곡 성능을 보여서 염색 원단을 많이 사용하는 신발용, 가방용, 의류용 자재로서 탁월한 성능을 보였다.
한편, 본 발명에서는 위와 같은 조성물로 이루어진 이염 방지층을 갖는 다층구조의 핫멜트 필름은 도 1과 같이 폴리우레탄 핫멜트 필름을 베이스로 하고, 그 위에는 SAN, PMMA, PC 중에서 선택된 어느 하나의 이염방지 수지 또는 이들의 이염방지 수지와 폴리우레탄을 얼로이한 수지로 제조된 이염 방지층을 구성하고, 상기 이염 방지층 위에는 폴리우레탄 필름 또는 폴리우레탄 핫멜트 필름을 구성한다. 이때, 상기 폴리우레탄 핫멜트 필름은 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 포함하고, 폴리우레탄 필름은 열가소성 폴리우레탄 필름을 포함한다.
이와 같은 이염 방지층을 갖는 다층 구조의 핫멜트 필름은 다양한 방법으로 제조될 수 있는데, 그 중에서도 T-다이 압출방법, 라미네이팅 방법, 코팅방법으로 제조된다. 아래에는 각 제조방법을 구체적으로 제시하고자 한다.
첫 번째로, T-다이 압출방법(T-Die Extrusion Process)으로 이염 방지층을 갖는 다층 구조의 핫멜트 필름을 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저, SAN 또는 PMMA 또는 PC 등의 이염방지 수지 50~100 중량부와 열가소성 폴리우레탄 수지를 0~50 중량부로 혼합한 다음, 이를 T-다이 압출 공정을 통해 두께 20~100㎛의 이염 방지필름을 제조한다. 이때, 이염방지 수지 및 폴리우레탄 수지의 두께 및 조성은 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 용도 및 요구물성에 따라 선정한다.
이후, T-다이 압출방법으로 제조된 이염 방지필름을 폴리우레탄 필름 또는 폴리우레탄 핫멜트 필름과 열 합포하게 되면, 도 1과 같은 이염 방지층을 갖는 다층구조의 핫멜트 필름이 제조된다. 이때, 폴리우레탄 필름층 또는 핫멜트 필름층은 사용 용도에 따라 단층 또는 다층으로 구성할 수 있으며, 또한 이염 방지층은 폴리우레탄 필름층 또는 핫멜트 필름층의 표면 혹은 층 사이에 적용 가능하다.
두 번째로, 코팅-라미네이팅 방법(Coating-Laminating Process)으로 이염 방지층을 갖는 다층 구조의 핫멜트 필름을 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저, SAN 또는 PMMA 또는 PC 등의 이염방지 수지 50~100 중량부와 선형 구조를 갖는 열가소성 폴리우레탄 수지를 0~50 중량부로 혼합한 다음, 이를 용제(예를 들면, DMF, MEK, DMC, EA, NEP, NMP, MIBK, Toluene 등)에 녹여 코팅용액으로 제조한다. 이때, 용제 선정 및 고형분은 적용하고자 하는 기재에 따라 선정하는 것이 바람직하다.
이후, 제조된 코팅용액을 코팅 공정을 통해 두께 3~20㎛의 이염 방지필름을 제조한다. 이때, 이염방지 수지 및 폴리우레탄 수지의 두께 및 조성은 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 용도 및 요구물성에 따라 선정한다,
다음, 제조된 이염 방지필름을 폴리우레탄 필름 또는 폴리우레탄 핫멜트 필름과 열 합포하게 되면, 도 1과 같은 이염 방지층을 갖는 다층구조의 핫멜트 필름이 제조된다. 이때, 폴리우레탄 필름층 또는 핫멜트 필름층은 사용 용도에 따라 단층 또는 다층으로 구성할 수 있으며, 또한 이염 방지층은 폴리우레탄 필름층 또는 핫멜트 필름층의 표면 혹은 층 사이에 적용 가능하다.
세 번째로, 코팅 방법(Coating Process)으로 이염 방지층을 갖는 다층 구조의 핫멜트 필름을 제조하는 방법은 다음과 같다.
먼저, SAN 또는 PMMA 또는 PC 등의 이염방지 수지 50~100 중량부와 선형 구조를 갖는 열가소성 폴리우레탄 수지를 0~50 중량부로 혼합한 다음, 이를 용제(예를 들면, DMF, MEK, DMC, EA, NEP, NMP, MIBK, Toluene 등)에 녹여 코팅용액으로 제조한다. 이때, 용제 선정 및 고형분은 적용하고자 하는 기재에 따라 선정하는 것이 바람직하다.
이후, 제조된 코팅용액을 폴리우레탄 필름 또는 폴리우레탄 핫멜트 필름의 표면에 코팅 처리함으로써 이염 방지층이 코팅된 폴리우레탄 필름 또는 폴리우레탄 핫멜트 필름을 제조한다. 이때, 이염방지 수지 및 폴리우레탄 수지의 두께 조성은 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 용도 및 요구물성에 따라 선정한다. 이와 같이 제조된 이염 방지층이 코팅된 폴리우레탄 필름 또는 폴리우레탄 핫멜트 필름은 다른 기재에 열 합포하여 사용할 수 있다.
아래에서는, 다층구조를 갖은 핫멜트 필름의 구성 중에서 이염 방지층을 제조할 때 사용되는 이염방지 조성물(구성 성분)의 각 물성을, 바람직하게는 SAN 수지, PMMA 수지, PC 수지의 이염방지 특성을 비롯한 각 물성과 이들을 검증하는 방법을 구체적으로 제시하고자 한다.
표 1은 본 발명에 따른 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층을 구성하는 조성물 중에서 SAN 수지에 관한 각 물성과 검증방법을 제시하고 있다.
배합 1 배합 2 배합 3 배합 4 배합 5 배합 6
SAN 수지 60 65 70 60 65 70
열가소성 폴리우레탄1 32 28 24 32 28 24
열가소성 폴리우레탄2 8 7 6 8 7 6
유동시작온도(℃) 124.9 130.8 132.7 124.9 130.8 132.7
용융지수(g/10min) 17.016 15.829 8.616 17.016 15.829 8.616
베이스 핫멜트 필름 200㎛ ○ ○ ○ - - -
50㎛ - - - ○ ○ ○
굴곡테스트(회) 종방향 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000
횡방향 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000 100,000
이염 테스트
(80℃, 90%, 24시간)
이염 발생
이염×
이염×
이염 발생
이염×
이염×
1. 유동시작온도(Temperature of flow beginning) 시험
시험목적: 히트 프레스(Heat Press) 가능온도를 판단하기 위해 측정하며, 일정 하중에서 온도를 올려가면서 수지(구체적으로는, 표 1에 제시한 SAN 수지와 열가소성 폴리우레탄 1,2를 얼로이한 이염방지층 필름을 형성하는 수지)가 유동하기 시작하는 온도를 측정한다. 케필러리 레오미터를 이용해 다층구조를 갖는 핫멜트 필름이 유동하기 시작하는 온도를 측정한다.
2. 용융지수(Melt flow Index) 시험
시험목적: T-다이 압출 가능온도를 판단하기 위해 측정하며, 일정 하중 및 일정 온도에서 시간에 따라 상기 수지가 흐르는 정도를 측정한다. 멜트 플로우 인덱서를 이용해 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 용융수지를 측정한다.
3. 굴곡(Bally flex) 테스트
시험목적: 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 계면간 박리를 확인하는 시험으로서, 히트 프레스(Heat Press) 조건은 아래와 같다.
조건 1 : 45kgf, 145℃, 30초. 적용배합: 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 200㎛ 베이스 핫멜트 필름을 적용한 배합 1~배합 3
조건 2 : 45kgf, 135℃, 30초. 적용배합: 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 50㎛ 베이스 핫멜트 필름을 적용한 배합 4~배합 6
4. 계면 접착력 평가
이염방지층 필름의 아래에 들어가는 베이스 핫멜트 필름은 두께 200㎛와 50㎛을 사용하였고, 박리 테스트를 100,000회를 진행하여 재질 파괴 및 계면 박리 상태를 확인하였다. 그 결과, 종래의 다층구조를 갖는 핫멜트 필름에 이염 방지층을 적용하였을 때, 각 층간의 접착력은 양호하였다.
5. 이염 테스트
시험목적: 이염성이 높은 원단과 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 접착하여 80℃와 90% 조건의 항온항습조에 48시간 정치하여 필름 표면의 이염 상태를 확인하였다. 또한, 히트 프레스(Heat Press)한 원단을 80℃와 90% 조건의 항온항습조에 48시간 정치하여 이염 상태를 확인하였다. 그 결과 표 1에서 제시한 배합 2, 배합 3, 배합 5, 배합 6에서 이염 방지 성능을 확인할 수 있었다.
한편, 상기 표 1에서 제시한 SAN 수지는 스타이렌-아크릴로나이트릴 혼성 중합체이며, 녹는점(melting poing)이 100~110℃이고, GPC를 이용한 분자량 측정결과 중량평균분자량이 약 10만이다. 또한, 열가소성 폴리우레탄 1은 폴리에스터계 폴리우레탄이며, 접착용 수지로 녹는점이 120~130℃이고, GPC를 이용한 분자량 측정결과 중량평균분자량이 약 7만이다. 열가소성 폴리우레탄 2는 폴리에스터계 폴리우레탄이며, 접착용 수지로 녹는점이 140~150℃이다. 그리고 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 베이스 핫멜트 필름은 피착제인 원단과의 접착을 목적으로 사용되는 폴리에스터계 폴리우레탄 필름이며, 녹는점이 120~130℃이다.
표 2는 본 발명에 따른 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층을 구성하는 조성물 중에서 PMMA 수지에 관한 각 물성과 검증방법을 제시하고 있다.
배합 7 배합 8 배합 9 배합 10 배합 11 배합 12
PMMA 수지 50 55 60 50 55 60
열가소성 폴리우레탄1 40 36 32 40 36 32
열가소성폴리우레탄2 10 9 8 10 9 8
유동시작온도(℃) 120.1 121.5 126.2 120.1 121.5 126.2
용융지수(g/10min) 14.035 12.785 9.562 14.035 12.785 9.562
베이스 핫멜트 필름 200㎛ ○ ○ ○ - - -
50㎛ - - - ○ ○ ○
굴곡 테스트(회) 종방향 50,000 35,000 20,000 20,000 15,000 10,000
횡방향 50,000 35,000 20,000 20,000 15,000 10,000
이염 테스트
(80℃,90%, 24시간)
이염 발생
이염 발생
이염×
이염 발생
이염 발생
이염×
1. 유동시작온도(Temperature of flow beginning) 시험
시험목적: 히트 프레스(Heat Press) 가능온도를 판단하기 위해 측정하며, 일정 하중에서 온도를 올려가면서 수지(구체적으로는, 표 2에 제시한 PMMA 수지와 열가소성 폴리우레탄 1,2를 얼로이한 이염방지층 필름을 형성하는 수지)가 유동하기 시작하는 온도를 측정한다. 케필러리 레오미터를 이용해 다층구조를 갖는 핫멜트 필름이 유동하기 시작하는 온도를 측정한다.
2. 용융지수(Melt Flow Index) 시험
시험목적: T-다이 압출 가능온도를 판단하기 위해 측정하며, 일정 하중 및 일정 온도에서 시간에 따라 상기 수지가 흐르는 정도를 측정한다. 멜트 플로우 인덱서를 이용해 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 용융지수를 측정한다.
3. 굴곡(Bally flex) 테스트
시험목적: 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 게면간 박리를 확인하는 시험이며, 히프 프레스(Heat Press)의 조건은 아래와 같다.
조건 1 : 45kgf, 145℃, 30초. 적용배합: 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 200㎛ 베이스 핫멜트 필름을 적용한 배합 7~배합 9
조건 2 : 45kgf, 135℃, 30초. 적용배합: 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 50㎛ 베이스 핫멜트 필름을 적용한 배합 10~배합 12
4. 계면 접착력 평가
이염방지층 필름의 아래에 들어가는 베이스 핫멜트 필름은 두께 200㎛와 50㎛을 사용하며, 발리 테스트를 100,000회 진행하여 재질 파괴 및 계면박리 현상을 확인하였다. 그 결과, 종래의 다층구조를 갖는 핫멜트 필름에 이염 방지층을 적용하였을 때 각 층간의 접착이 양호하였다.
5. 이염 테스트
시험목적: 이염성이 높은 원단과 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 접착하여 80℃ 및 90% 조건의 항온항습조에 48시간 정치하여 필름 표면의 이염상태를 확인하였다. 또한, 히트 프레스(Heat Press)한 원단을 80℃ 및 90% 조건의 항온항습에 48시간 정치하여 이염상태를 확인하였다. 그 결과, 표 2에 제시한 배합 9 및 배합 12에서 이염 방지 성능을 확인할 수 있었다.
한편, 표 2에서 제시한 PMMA 수지는 메타크릴산 메틸 자유 라디칼 비닐 중합 수지이고, 녹는점(melting point)는 130~140℃이다. 또한, 열가소성 폴리우레탄 1은 폴리에스터계 폴리우레탄이며, 접착용 수지로 녹는점이 120~130℃이고, GPC를 이용한 분자량 측정결과 중량평균분자량이 약 7만이다. 열가소성 폴리우레탄 2는 폴리에스터계 폴리우레탄이며, 접착용 수지로 녹는점이 140~150℃이다. 그리고 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 베이스 핫멜트 필름은 피착제인 원단과의 접착을 목적으로 사용되는 폴리에스터계 폴리우레탄 필름이며, 녹는점이 120~130℃이다.
표 3은 본 발명에 따른 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층을 구성하는 조성물 중에서 PC 수지에 관한 각 물성과 검증방법을 제시하고 있다.
배합 13 배합 14 배합 15 배합 16 배합 17 배합 18
PC 수지 50 55 60 50 55 60
열가소성 폴리우레탄3 40 36 32 40 36 32
열가소성 폴리우레탄4 10 9 8 10 9 8
유동시작온도(℃) 171.4 176.8 180.2 171.4 176.8 180.2
용융지수(g/10min) 3.020 1.802 0.913 3.020 1.802 0.913
베이스 핫멜트 필름 200㎛ ○ ○ ○ - - -
50㎛ - - - ○ ○ ○
굴곡 테스트(회) 종방향 35,000 20,000 10,000 15,000 10,000 5,000
횡방향 35,000 20,000 10,000 15,000 10,000 5,000
이염 테스트
(80℃, 90%, 24시간)
이염 발생
이염×
이염×
이염 발생
이염×
이염×
1. 유동시작온도(Temperature of flow beginning) 시험
시험목적: 히트 프레스(Heat Press) 가능온도를 판단하기 위해 측정하며, 일정 하중에서 온도를 올려가면서 수지(구체적으로는, 표 3에 제시한 PC 수지와 열가소성 폴리우레탄 1,2를 얼로이한 이염방지층 필름을 형성하는 수지)가 유동하기 시작하는 온도를 측정한다. 커필러리 레오미터를 이용해 다층구조를 갖는 핫멜트 필름이 유동하기 시작하는 온도를 측정한다,
2. 용융지수(Melt Flow Index) 시험
시험목적: T-다이 압출 가능온도를 판단하기 위해 측정하며, 일정 하중 및 일정 온도에서 시간에 따라 상기 수지가 흐르는 정도를 측정한다. 멜트 플로우 인덱서를 이용해 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 용융지수를 측정한다.
3. 굴곡(Bally flex) 테스트
시험목적: 다층구조를 갖는 핫멜트 필름의 계면간 박리 현상을 확인하는 시험이며, 히트 프레스(Heat Press) 조건은 아래와 같다.
조건 1 : 45kgf, 145℃, 30ch. 적용배합: 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 200㎛ 베이스 핫멜트 필름을 적용한 배합 13~배합 15
조건 2 : 45kgf, 145℃, 30ch. 적용배합: 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 200㎛ 베이스 핫멜트 필름을 적용한 배합 13~배합 15
4. 계면 접착력 평가
핫멜트 필름(다층구조를 갖는 핫멜트 필름 ?)은 두께 200㎛와 50㎛을 사용하며, 박리 테스트를 100,000회 진행하여 재질 파괴 및 계면 박리 현상을 확인하였다. 그 결과, 종래의 다층구조를 갖는 핫멜트 필름에 이염 방지층을 적용하였을 때 각 층간의 접착이 양호하였다.
5. 이염 테스트
시험목적: 이염성이 높은 원단과 다층구조를 갖는 핫멜트 필름을 접착하여 80℃와 90% 조건의 항온항습조에 48시간 정치하여 필름 표면의 이염 상태를 확인하였다. 또한, 히트 프레스(Heat Press) 원단을 80℃와 90% 조건의 항온항습조에 48시간 정치하여 이염 상태를 확인하였다. 그 결과, 표 3에서 제시한 배합 14, 배합 15, 배합 17, 배합 18에서 이염 방지 성능을 확인할 수 있었다.
한편, 전술한 표 3에서 제시한 PC 수지는 폴리 카보네이트 수지이며, 열가소성 폴리우레탄 3은 폴리에스터계 폴리우레탄으로 접착용 수지로 녹는점(melting point)이 160~170℃이며, 열가소성 폴리우레탄 4는 폴리에스터계 폴리우레탄으로 접착용 수지로 녹는점이 170~180℃이다. 또한, 이염방지층 필름의 아래에 들어가는 베이스 핫멜트 필름은 피착제인 원단과의 접착을 목적으로 사용되는 폴리에스터계 폴리우레탄 필름이며, 녹는점이 120~130℃이다.
이상과 같이, 본 발명에서는 다층구조를 갖는 핫멜트 필름에 포함된 이형 방지층의 조성물(SAN, PMMA, PC 등의 높은 Tg로 이루어진 조성물)에 대한 기술구성을 설명함에 있어서, 신발용 갑피에 적용되는 핫멜트 필름과 관련하여 구체적으로 설명하였다. 하지만, 본 발명에서 구현하고자 하는 조성물로 이루어진 이염 방지층을 포함하는 다층구조를 갖는 핫멜트 필름은 신발용 갑피 이외에 가방용 자재나 의류용 자재를 비롯하여 피착제와 피착제를 접착시키는 모든 핫멜트 필름에 동일하게 적용할 수 있다는 것을 밝혀두는 바이다. 따라서 본 발명의 특허청구범위에 제시된 기술구성은 신발용 갑피에 한정되어서는 아니될 것이며, 피착제와 피착제를 접착시키기 위한 핫멜트 필름에도 균등하게 적용되어야 마땅하다.

Claims (5)

  1. 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물에 있어서,
    상기 이염 방지층은 스티렌 아크릴로니트릴 공중합체(Styrene-acrylonitrile copolymer, SAN) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate, PMMA) 중에서 선택된 어느 하나의 이염방지 수지와 폴리우레탄 수지를 얼로이한 수지로 이루어지며 ;
    상기 이염방지 수지 50~100 중량부와 상기 폴리우레탄 수지 0~50 중량부로 이루어지는 것 을 특징으로 하는 다층 구조의 핫멜트 필름에 포함된 이염 방지층의 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP3483301B2 (ja) * 1993-05-13 2004-01-06 株式会社きもと マーキングシート

Patent Citations (2)

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