KR101936365B1 - 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법 및 그 수성 수지 스웨이드 - Google Patents

마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법 및 그 수성 수지 스웨이드 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 (트리코트(tricot), 니트(knit) 또는 직물)스웨이드 원단에 수성 에멀젼 수지 혼합물을 함침 가공 및 건조시켜서, 충실감이 우수하고, 유성 수지 (트리코트)스웨이드에 가까운 양호한 손 촉감, 기모 가공 및 스포츠 신발이 요구하는 물성을 가지는 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법은, 스웨이드 원단을 제직하여 염색하고 기모 가공하는 제1단계, 가공된 상기 스웨이드 원단에 수성 에멀젼 수지 혼합물을 함침시키는 제2단계, 함침된 상기 스웨이드 원단을 건조시켜 스웨이드를 제조하는 제3단계, 및 상기 스웨이드에 프린팅 하는 제4단계를 포함한다.

Description

마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법 및 그 수성 수지 스웨이드{WATER RESIN SUEDE MANUFACTURING METHOD WITH EXCELLENT MIGRATION AND WATER RESIN SUEDE OF THE SAME}
본 발명은 수성 수지 스웨이드 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법 및 그 수성 수지 스웨이드에 관한 것이다.
일례를 들면, 공개특허 2003-0081132는 미세 섬유성 스웨이드 부직포의 제조방법을 개시하고 있으며, 신발에 요구되는 물성인 마이그레이션(Migration, solvent wicking: 섬유질을 따라 용제의 모관 흡수 현상)을 만족시킬 수 없으며, 스포츠 신발에서 요구하는 다양한 색상을 구현하지 못하고 있다.
공개특허 2000-0006532는 피혁형 시트의 제조방법을 개시하고 있으며, 섬유질 기초재에 폴리우레탄계 에멀젼을 함침 처리하여, 트리코트 스웨이드 염색시 탕 별 색상 편차를 극복하는 방법을 마련하지 못하며, 스포츠 신발에서 요구하는 마이그레이션을 만족시킬 수 없다.
통상의 스웨이드 가공은 유기 용매를 이용한 폴리우레탄 수지로 극세사 부직포 스웨이드 가공 방법과 용제형 트리코트 스웨이드 가공 방법으로 나누어 진다.
유기 용매 폴리우레탄 극세사 부직포 스웨이드 가공 방법은 해도형 또는 분할형 극세사 부직포 베이스(base)를 폴리비닐알콜(PVA, polyvinyl alchol) 선 처리를 할 수도 있고 하지 않을 수도 있으나 스웨이드의 볼륨감(volume)을 위해서 대부분의 원단을 PVA 선 처리 진행하고 건조한다.
용제형 트리코트 스웨이드 가공 방법은 기모 가공된 트리코트 원단(PVA 선 처리할 수도 있고 하지 않을 수도 있음)에, 수지 혼합물을 함침시키고, 이 트리코트 스웨이드 원단을 DMF가 녹아 있는 응고조에서 응고한 후 세척하여 건조하며, 연마(buffing) 후 인쇄 처리한다. 이때 수지 혼합물은 용제형 우레탄, 디메틸포름아미드(DMF Dimethylformamide), 계면활성제, 및 토너(Toner)를 포함한다.
그리고 트리코트 원단의 부직포 베이스에 수지 혼합물(compound)을 함침시킨 후, 트리코트 원단의 부직포 베이스를 DMF가 녹아 있는 응고조에서 응고하고 세척한 후 건조 과정을 거친다. 이때, 수지 혼합물은 유기 용제형 우레탄 수지(PolyEther계 또는 Polycabonate), DMF, 계면활성제, 및 토너(toner)를 포함한다.
이 트리코트 스웨이드 원단을 가성소다의 용액에 함침시킨 후 세척 건조 하면, 해도(海島)형 극세사의 해(海) 부분(Polyester)의 성분이 녹아 나오고, 나머지 극세사 원단과 우레탄 수지가 적절하게 배치되어 충실감과 좋은 손 터치(touch)를 가지는 트리코트 스웨이드 원단이 만들어진다. 이 원단을 나일론(nylon) 염색한다.
또한, 에멀젼 타입의 수성 트리코트 스웨이드 원단은 대부분 건식형 트리코트 스웨이드 원단으로 진행되었다. 수성 우레탄 수지는 온도에 따른 수지 편향이 심하여 트리코트 스웨이드로 만들기 어려웠고 만들어도 유성의 터치와 편차로 인하여 상품화가 어려웠다.
수성 우레탄 수지의 쏠림을 방지하기 위하여, 스팀을 통한 트리코트 스웨이드 가공이 개발되었다. 스팀을 통한 트리코트 스웨이드 가공은 스포츠 신발이 요구하는 마이그레이션(migration, solvent wicking) 테스트에서 요구 물성을 만족하지 못할 뿐 아니라 제품 품질에서 낮은 균일도를 가졌다.
또한, 통상의 수성 수지는 합성 과정에서 비누화 반응을 거치게 되는데 이 과정 때문에 트리코트 스웨이드 원단 상태에서 우수한 마이그레이션을 가지는 경우에도, 트리코트 스웨이드 원단 위에 함침 가공을 하면 스웨이드 가공 후에 낮은 1급 및 2급의 마이그레이션 결과치를 가진다.
그리고 트리코트 스웨이드 원단은 거친 표면 터치감을 가지며, 신발로 제화시, 트리코트 스웨이드 기모면에서 들뜨는 현상이 발생되어 불량 신발로 제화될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 (트리코트(tricot), 니트(knit) 또는 직물)스웨이드 원단에 수성 에멀젼 수지 혼합액을 함침 가공 및 건조시켜서, 충실감이 우수하고, 유성 수지 (트리코트)스웨이드에 가까운 양호한 손 촉감, 기모 가공 및 스포츠 신발이 요구하는 물성을 가지는 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 제조장법으로 제조된 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법은, 스웨이드 원단을 제직하여 염색하고 기모 가공하는 제1단계, 가공된 상기 스웨이드 원단에 수성 에멀젼 수지 혼합물을 함침시키는 제2단계, 함침된 상기 스웨이드 원단을 건조시켜 스웨이드를 제조하는 제3단계, 및 상기 스웨이드에 프린팅 하는 제4단계를 포함한다.
상기 제2단계는 수성 수지 100 중량부에, 물 20~150 중량부, 수성 토너 1~10 중량부, 수성 가교제 1~10 중량부 및 디메틸폴리머 실리콘(Dimethylpolymer silicone) 1~10 중량부를 포함하는 수성 에멀젼 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 제2단계는 우레탄 수지, 아크릴 수지, 및 우레탄 수지와 아크릴 수지를 설정된 비율로 합성한 수지 중 하나를 수성 수지로 사용할 수 있다.
상기 제2단계는 반응성 실리콘 폴리머를 더 포함하는 상기 수성 에멀젼 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 제2단계는 경화제를 더 포함하는 상기 수성 에멀젼 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 제3단계는, 상기 수성 에멀젼 혼합물이 함침된 상기 스웨이드 원단을 텐터에서 수지 겔링과 동시에 건조시킬 수 있다.
상기 제4단계는 그라비어 롤 프린터를 사용하여 인쇄 대상 대부분을 수성 에멀젼 수지 혼합물로 인쇄하고, 로터리 스크린 프린터를 이용하여 색상 처리하거나 다양한 무늬를 만들어 인쇄할 수 있다.
상기 제4단계는 상기 제2단계의 함침에 사용한 수성 에멀젼 수지 혼합물 100중량부에, 물 10~250 중량부, 가교제 1~10중량부 및 수성 토너 1~10중량부를 포함하는 수성 수지 혼합물을 사용하여 프린팅 할 수 있다.
상기 제4단계는 경화제를 더 포함하는 수성 수지 혼합물을 사용하여 프린팅 할 수 있다.
상기 제4단계는 상기 제2단계의 함침에 사용한 수성 에멀젼 수지 혼합물 100중량부에, 이소프로필 알코올(IPA, isopropyl alcohol) 100 중량부, 가교제 1~10중량부 및 수성 토너 1~10중량부를 포함하는 수성 수지 혼합물을 사용하여 프린팅 할 수 있다.
상기 제1단계는 상기 스웨이드 원단으로 트리코트 스웨이드 원단, 니트 스웨이드 원단 및 직물 스웨이드 원단 중 하나를 선택하여 기모한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드는 상기의 제조방법으로 제조된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제조 방법으로 제조된 수성 수지 스웨이드는 우수한 마이그레이션을 가지며, 우수한 충실감, 유성 수지 스웨이드에 가까운 양호한 손 촉감, 스포츠 신발이 요구하는 물성을 가질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드의 마이그레이션 상태를 도시한 사진이다.
도 3은 종래기술에 따른 수성 수지 스웨이드의 마이그레이션 상태를 도시한 사진이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하의 실시예에서는 스웨이드 원단으로 트리코트 스웨이드 원단을 예시하여 설명한다. 그러나 스웨이드 원단은 니트 스웨이드 원단 또는 직물 스웨이드 원단을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법의 순서도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 수성 수지 스웨이드 제조방법은 스웨이드 원단을 제직하여 염색하고 기모 가공하는 제1단계(ST1), 스웨이드 원단에 수성 수지를 함침시키는 제2단계(ST2), 함침된 스웨이드 원단을 건조시켜 스웨이드를 제조하는 제3단계(ST3) 및 스웨이드에 프린팅 하는 제4단계(ST4)를 포함한다.
일례로써, 제1단계(ST1)는 트리코트 스웨이드 원단을 준비한다. 준비된 트리코트 스웨이드 원단은 일반사 75/72 데니어(denier), 65/144 데니어 및 65/204 데니어로 제직되는 일반 원단과 극세사가 사용되어 제직되는 원단일 수 있다.
스웨이드 원단의 염색은 농색 가공일지라도 우수한 견뢰도(fastness)의 염료를 사용한다. 마이그레이션 방지를 위하여, 염료는 농색이어도 은(Ag) 3중량%이하일 수 있다(대섬유 중량(OWF, on the weight of fiber) 기준).
트리코트 스웨이드 원단은 제2단계(ST2)에서 수성 수지(일례로써, 우레탄 수지)를 함침하게 되므로 일반 기모와 달리 기모 뭉침이 발생될 수 있다. 따라서 트리코트 스웨이드 원단의 기모 가공은 기모 뭉침을 방지하기 위하여, 트리코트 스웨이드 원단에서 속 기모를 충분히 가공하고, 후 기모를 가공할 수 있다.
제2단계(ST2)는 제1단계(ST1)에서 준비된 트리코트 스웨이드 원단에 수성 수지(일례로써, 수성 에멀젼 수지 혼합물)을 함침시킨다. 수성 에멀젼 수지 혼합물에 포함되는 수지는 함침 후 트리코트 스웨이드에서 충실감을 보강한다.
이를 위하여, 수성 에멀젼 수지 혼합물은 수지 고형분이 최소 45중량% 이상으로 합성되고, 분자량 100,000 이상의 고분자 물질이다. 수성 수지로 우레탄 수지를 예로 들어 설명한다. 일례를 들면, 수성 우레탄 수지의 100% 탄성률(modulus)은 10~30이 적당하나 그 이상의 탄성률(예를 들면, 수성 우레탄 수지의 100% 탄성률 30~50)도 용도에 따라 높은 경도로 사용될 수 있다.
탄성률이 10 미만인 경우, 수성 우레탄 수지에 끈적이는 현상이 발생하고(tackyness), 연마(buffing) 가공이 어려우며, 연마 후 트리코트 스웨이드 원단의 앞뒷면이 달라붙는 현상이 발생하고, 클로킹(clocking) 실험에서 마찰 계수가 높아져 물성적인 문제가 발생될 수 있다.
탄성률이 50 초과인 경우, 트리코트 스웨이드 원단이 극세사 원단인 경우는 크게 문제되지 않으나 일반사 75데니어 수준이나 단면기모 원단의 경우에는 경도(hardness)가 높아서 제품이 딱딱해지는 현상이 발생될 수 있다.
그리고 수성 우레탄 수지는 100% 탄성률이 10~30인 수성 우레탄 수지와 50인 수성 우레탄 수지를 중량부로 70:30, 50:50, 또는 30:70으로 배합하여 혼합 사용되어 탄성을 더 부여할 수도 있다. 마이그레이션 방지 및 수지의 상용성을 위하여, 동일 회사 제품이나 동일 구조의 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 수성 우레탄 수지는 중국의 칭화 및 한국의 DYC(이탈리아 수지 공급 딜러)에서 공급되는 수지일 수 있다. 중국 칭화의 수성 우레탄 수지는 이탈리아 DYC 수지를 골격으로 만들어진 것이다.
수성 수지는 상기에서 설명된 우레탄 수지, 아크릴 수지, 및 우레탄 수지와 아크릴 수지를 설정된 비율(예를 들면, 70:30, 50:50 또는 30:70)로 합성하여 형성될 수 있다. 수성 수지는 트리코트 스웨이드 원단에 함침되어 원하는 표면 터치를 개선할 수 있다.
수성 우레탄 수지는 2액형 일 수도 있으나 작업 도중에 점도 변화가 없어야 제품의 안정성을 줄 수 있으므로 1액형 에멀젼이 바람직하다.
수성 토너는 비히클(vehicle)이 동일한 우레탄 수지로 만들어질 수 있다. 이종의 비히클이면, 수성 수지간 친화력 부족으로 안료(pigment)가 수지와 일치 되지 않아서 마이그레이션이 일어난다. 따라서 사용한 수지의 동일한 비히클로 만들어진 수성 토너가 사용된다.
통상적으로 1액형 수지에는 경화제(CLA, cross linking agent)를 사용하지 않는 것이 원칙이다. 그러나 일 실시예에서 트리코트 스웨이드 원단의 기모 작업을 위하여, 수성 수지(우레탄 수지와 아크릴 수지 중 하나 이상의 수지)에 경화제가 첨가된다.
경화제는 수성 수지가 가지고 있는 고유의 문제인 수성 수지 간의 분자간 결합을 억제시키므로 함침 공정과 건조 작업 후, 연마(buffing) 작업 시 트리코트 스웨이드 원단에서 기모를 균일하게 한다.
경화제는 트리코트 스웨이드 원단의 유연성(softness) 및 굴곡 개선을 위하여 첨가되는 디메틸폴리머 실리콘(dimethylpolymer silicone)의 사용에 따른 마이그레이션을 억제한다.
수성 수지에 첨가되는 유연제인 디메틸폴리머 실리콘은 트리코트 스웨이드 제품에 유연성을 부여하여 굴곡 시험을 개선한다(100,000 Cycle Pass).
일례로써, 제2단계(ST2)에 사용되는 수성 에멀젼 혼합물(compound)은 수성 수지 100 중량부에, 물 20~150 중량부, 수성 토너 1~10 중량부, 수성 가교제 1~10 중량부, 및 디메틸폴리머 실리콘(dimethylpolymer silicone) 1~10 중량부를 포함한다.
물은 수성 에멀젼 혼합물의 점도를 조절하고 원가를 절감한다. 물이 20 중량부 미만이면, 다른 재료 과잉으로 인하여 수성 에멀젼 혼합물의 원가가 상승되고, 물이 150 중량부 초과이면, 물 과잉으로 수성 에멀젼 혼합물의 품질이 저하된다.
수성 토너는 트리코트 스웨이드 원단에서 색상을 구현한다. 트리코트 스웨이드 원단이 염색된 경우에도 수성 토너가 없거나 1 중량부 미만이면 수성 수지의 색상을 구현할 수 없다. 수성 토너가 10 중량부를 초과하면, 수성 에멀젼 혼합물(compound)의 원가가 상승된다.
수성 가교제는 수성 수지의 끈적임을 방지하며, 연마(buffing) 후 트리코트 스웨이드 원단의 가공을 용이하게 한다. 수성 가교제가 없거나 1 중량부 미만이면 수성 수지의 끈적임을 방지하지 못한다. 수성 가교제가 10 중량부 초과이면, 제품의 가격이 상승하고 제품이 딱딱해진다.
메틸폴리머 실리콘(Dimethylpolymer silicone)은 유연제이다. 메틸폴리머 실리콘이 1 중량부 미만이면, 표면 터치의 개선이 어렵다. 메틸폴리머 실리콘이 10 중량부 초과이면, 기본적으로 마이그레이션 발생 가능성이 높고, 제품 가격이 상승한다.
제2단계(ST2)는 제1단계(ST1)에서 기모 가공된 트리코트 스웨이드 원단을 수성 에멀젼 수지 혼합물에 함침시킨 후, 나이프로 수성 에멀젼 수지 혼합물의 함침량을 조절하여 설정량으로 트리코트 스웨이드 원단에 도포한다.
이때, 수성 에멀젼 수지 혼합물의 도포량은 트리코트 스웨이드 원단 200g/m2에 1200g~1500g 정도이다. 도포량이 1200g 미만이면, 제품의 볼륨감과 터치감이 부족하다. 도포량이 1500g 초과이면 제품의 가격이 상승한다.
또한 제2단계(ST2)는 수성 에멀젼 수지 혼합물에 발포제를 더 첨가하여, 함침 후, 함침된 트로코트 스웨이드 원단의 볼륨감(volume)을 증대시킬 수 있다. 이때, 발포제는 온도나 화학적 작용으로 터지는 형태가 아니고, 기공을 가지고 발포 상태를 유지하는 것이 바람직하다.
제3단계(ST3)는 수성 에멀젼 수지 혼합물이 함침된 트리코트 스웨이드 원단을 건조시켜 트리코트 스웨이드를 제조한다. 트리코트 스웨이드 원단에 수성 에멀젼 수지 혼합물이 함침되어 있으므로 제3단계(ST3)는 수성 에멀젼 수지 혼합물의 함침 후, 텐터(tenter)에서 수지 겔링(gelling)과 건조를 동시에 진행한다.
건조의 풍량과 온도가 제품의 성능을 결정짓는 중요한 요소 중의 하나이다. 따라서 텐터의 건조 온도가 100~120℃로 설정되어야 된다.
건조 온도가 100℃ 미만이면 생산성이 저하되고, 건조 온도가 120℃ 초과이면 마이그레이션이 발생된다.
실제 수성 에멀젼 수지 혼합물이 함침된 트리코트 스웨이드 원단이 120도℃로 설정된 텐터를 통과하게 되면, 실제 텐터의 내부 온도는 120℃보다 10~30℃ 정도 낮게 형성된다.
예를 들면, 작업속도를 6m/min으로 작업 시, 약 15m 텐터 중 실제로 120℃를 형성하는 구간은 5m 구간이다. 따라서 실제로 마지막 건조에 적용되는 구간에서 온도가 120℃를 초과하지 않아야 한다.
제4단계(ST4)는 건조된 트리코트 스웨이드에 프린팅 하여 염색된 트리코트 스웨이드 원단의 탕별 색상 편차를 제거한다. 즉 제4단계(ST4)는 스포츠 신발과 색상 매칭(color matching)을 통하여 최종 제품인 트리코트 스웨이드를 완성하게 된다. 즉 프린팅 단계는 진정한 상품화 가능한 트리코트 스웨이드를 개발하게 한다.
트리코트 스웨이드에 프린팅 되는 수성 수지 혼합물은 제2단계의 함침에 사용한 수성 에멀젼 수지 혼합물 100 중량부에 물 또는 이소프로필 알코올(IPA, isopropyl alcohol) 100 중량부, 가교제 1~10 중량부 및 수성 토너 1~10 중량부를 포함한다. 물인 경우 10~250 중량부로 가능하다.
가교제는 수지의 끈적임을 억제 및 개선한다. 가교제가 1 중량부 미만이면, 수지 끈적임 억제 효과가 미흡하고, 가교제가 10 중량부 초과이면, 제품이 딱딱해지고, 가격이 상승한다.
수성 토너는 트리코트 스웨이드에 색상을 구현한다. 수성 토너가 1 중량부 미만이면, 발생이 어려울 수 있고, 수성 토너가 10 중량부 초과이면, 마이그레이션의 일종인 클로킹(clocking)이 발생되고, 가격이 상승된다.
제4단계(ST4)는 수성 수지 혼합물을 그라비아 인쇄로 트리코트 스웨이드에 프린팅 진행한다. 제4단계(ST4)는 그라비어 롤 프린터(groovier roll printer)를 사용하여 인쇄 대상 대부분을 인쇄하고, 로터리 스크린 프린터(rotary screen printer)을 이용하여 색상 처리하거나 다양한 무늬를 만들어 인쇄할 수 있다. 이때 사용되는 메쉬(mesh)는 80~150이며, 2~3도 처리도 가능하다. 각 처리 마다 수성 수지 도포량은 약 30g이 바람직하다.
로타리 스크린 프린터는 로터리 스크린을 통하여, 수성 에멀젼 수지 혼합물에 함침된 트리코트 스웨이드에 다양한 색생과 다양한 무늬를 형성할 수 있다.
제4단계(ST4)는 수성 수지 혼합물을 프린팅 한 후, 건조 시, 온도를 30~80℃로 유지한다.
건조 온도가 30℃ 이하이면, 프린팅된 수성 수지 혼합물의 건조가 안 된다. 건조 온도가 80℃ 초과에서는 마이그레이션이 발생하여, 트리코트 스웨이드를 스포츠 신발용으로 적절치 못하게 된다.
이소프로필 알코올(IPA)은 물에 비하여 생산 속도(프린팅 속도)를 높이고, 건조 중 휘발되어서 트리코트 스웨이드 제품 상에 남아 있지 않고, 마이그레이션에서 폴리에스테르(Polyester) 염료인 분산염료의 견뢰도에 영향을 미치지 않는다. 따라서 이소프로필 알코올은 수성 에멀젼 수지 혼합물과 동일한 100 중량부로 사용될 수 있다.
제4단계(ST4)에서도, 물은 수성 에멀젼 혼합물의 점도를 조절하고 원가를 절감한다. 물이 10 중량부 미만이면, 다른 재료 과잉으로 인하여 수성 에멀젼 혼합물의 원가가 상승되고, 물이 250 중량부 초과이면, 물 과잉으로 수성 에멀젼 혼합물의 품질이 저하된다.
따라서 제4단계의 프린팅 시에 사용되는 수성 에멀젼 혼합물(물 10~250 중량부 포함)의 점도 범위는 제2단계의 함침 시에 사용되는 수성 에멀젼 혼합물(물 20~150 중량부 포함)의 점도 범위에 비하여 더 넓은 폭을 가진다.
이하에서, 일 실시예로 제조되는 트리코트 스웨이드를 사용하게 될 스포츠 신발에 요구되는 기계적 물성(예로써, 가수분해 및 황변)에 대하여 설명한다.
가수분해에 대하여, 나이키사(Nike)는 NaOH 10% 용액에 시편을 침적 24시간 후, 시편을 흐르는 물에 씻어 시편의 표면에 상처가 없어야 되고, 아디아스(Adidas)는 습도 95%, 온도 70℃의 항온 항습기(예, Jungle Test 기계)에 시편을 1주일 방치 후, 시편의 표면에 상처가 없어야 된다.
황변에 대하여, 나이키사와 아디다스사는 노란색(일례, Q-UV Yellow (Nike G 37 Method) Color)과 흰색에서 각각 4급 이상이어야 한다. 색상 마이그레이션에서 솔벤트 윅킹(solvent wicking)이 3급 이상이고, 세탁에 대한 색상 견뢰도(fastness)에서 나이키사 G4는 5종 원단 4급 이상이어야 한다. 각각의 칼라 판독 기준의 급수는 무채색 스케일(gray scale) 기준으로 판단된다.
일 실시예로 제조되는 트리코트 스웨이드는 수성 트리코트 스웨이드로써 나이키사와 아디다스사가 요구하는 전체 물성을 만족시킬 수 있다. 특히, 일 실시예의 수성 수지 트리코트 스웨이드는 솔벤트 윅킹(solvent wicking)에서 비교예인 유성 수지 트리코트 스웨이드 보다 우수한 결과를 가진다(표 1 참조).
황변 솔벤트 윅킹 기계적 물성 가수분해 터치감 기모 상태
비교예(유성) 4급 이상 2.5급이상 통과 통과 100 100
실시예(수성) 4급 이상 3급이상 통과 통과 100 90
이하에서 트리코트 스웨이드 원단에 함침되는 수성 에멀젼 수지 혼합물에 대하여 각각 테스트하여 살펴 본다. 편의상, 모든 조성물을 혼합한 상태가 아니라 부분적으로 혼합한 상태로 테스트 한다.
먼저, 1차 테스트(수성 수지 검증 테스트)는 탄성률(modulus) 별로 수성 수지를 테스트하고, 수성 수지 단독으로 함침하여 테스트하였다. 수성 수지를 단독으로 함침 박스에 담그고 트리코트 스웨이드 원단을 침적시켜 롤로 가압하여 수성 수지를 트리코트 스웨이드 원단에 코팅한 후 실험실 오븐에서 건조하였다(표 2 참조).
수지 계열 탄성률 솔벤트 윅킹 가수분해 터치감 기모 상태 비고
실험예1 우레탄 60 4.5급 통과 70 70 꺽임
실험예2 아크릴 50 5급 통과 60 70 꺽임
실험예3 우레탄 30 5급 통과 70 60 꺽임
실험예4 우레탄 10 5급 통과 80 90 양호
실시예 1 내지 실시예 4의 수성 수지(우레탄 계열)는 솔벤트 윅킹 항목에서 표 1의 비교예에 비하여 우수한 결과를 가져왔다.
2차 테스트는 수성 토너 테스트를 실시하였다. 흑색과 적색의 트리코트 스웨이드 원단을 사용하여, 수성 토너 테스트(안료 마이그레이션 테스트)를 실시하였다.
수성 수지 100 중량부에 안료 3중량부를 배합한 수성 수지 혼합물을 함침 박스에 담그고, 트리코트 스웨이드 원단을 침적시켜 롤로 가압하여, 수성 수지 혼합물을 트리코트 스웨이드 원단에 코팅한 후 실험실 오븐에서 120℃ 4분으로 건조하였다(표 3 참조).
수성 토너(안료) 실험예5 실험예6 실험예7 실험예8
마이그레이션 4 분산 안됨 분산 안됨 분산 안됨
실시예 6 내지 실시예 8의 수성 수지 혼합물에서 안료 마이그레이션이 발생되지 않았다. 즉 안료 마이그레이션이 우수하다.
첨가제 테스트는 반응성 실리콘 폴리머를 사용하였다. 흑색과 적색의 트리코트 스웨이드 원단을 사용하여, 유성 수지와 유사한 볼륨감을 만들기 위하여 실시하였다.
수성 수지 100 중량부에 안료 반응성 실리콘을 중량부 별로 배합한 수성 수지 혼합물을 함침 박스에 담그고, 트리코트 스웨이드 원단을 침적시켜 롤로 가압하여, 수성 수지 혼합물을 트리코트 스웨이드 원단에 코팅한 후 실험실 오븐에서 120℃ 4분으로 건조 하였다(표 4 참조).
실험예9 실험예10 실험예11 실험예12
중량부 2 4 2 4
마이그레이션 2 2 4 4
실시예 9 내지 실시예 10의 수성 수지 혼합물은 마이그레이션 2등급으로 나타나고, 실시예 11 내지 실시예 12의 수성 수지 혼합물은 우수한 마이그레이션 4등급으로 나타났다.
경화제 테스트는 1액형(1 component Type) 수지임에도 경화제(CLA)를 사용하여 트리코트 스웨이드 원단을 가공한다. 통상적인 가교제는 2액형(2 component type)에서 경화제(cross link agent)로 사용하는 것이다. 즉 경화제는 2선상의 수지 가교제로써 기능을 담당하여 수지를 경화시키고 굳게 만드는데 사용된다.
그러나 본 경화제 테스트에서 1액형 수지에 사용되는 경화제는 수분산 수지 폴리머 사이에서 분자간 결합을 유도하여 경화시키게 하는 것으로써, 트리코트 스웨이드 원단을 가공할 때, 표면 점착성(tacky)을 줄여주어 표면간 달라붙는 문제를 해결한다(표 5 참조).
실험예13 실험예14 실험예15 실험예16
중량부 2 4 6 8
마이그레이션 3.5 3.5 3.5 3.5
실시예 13 내지 실시예 16의 경화제 사용에 따른 마이그레이션 문제는 나타나지 않았다
발포제 테스트는 일반 발포제, 고온 발포제 및 저온 발포제 타입으로 구분하여 진행되었다(표 6 참조).
발포제 타입 일반 발포제 고온 발포제 저온 발포제
마이그레이션 3.5 3.5 3.5
볼륨감 불량 불량 양호
발포제는 마이그레이션 문제를 일으키지 않으며, 저온 발포제가 볼륨감에서 양호하게 나타났다.
상기의 테스트들을 근거로 트리코트 스웨이드 원단에 함침되는 수성 에멀젼 수지 혼합물에 대하여 종합적으로 검토하면 표 7과 같다.
폴리우레탄 아크릴 디메틸폴리머
실리콘		 경화제 수성 토너 발포제 물
중량부 0~100 100~0 1~10 1~10 1~10 1~10 1~300
1차 검토된 각각의 첨가제 및 수성 수지 등을 종합적으로 배합하여 함침 박스에 수성 에멀젼 수지 혼합물을 넣는다. 이미 가공해 둔 트리코트 스웨이드 원단(75/72 데니어, 65/144 데니어, 및 65/104 데니어의 표면 또는 양면을 기모기에서 기모 가공하고 염색한 다양한 색상의 원단)을 수성 에멀전 수지 혼합물이 들어 있는 함침 박스를 통과시켜 건조하고, 연마(buffing) 후, 최종 그라비아 프린터 또는 로타리 스크린 프린터로 프린팅하여 트리코트 스웨이드를 제조한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드의 마이그레이션 상태를 도시한 사진이다. 도 2를 참조하면, 트리코트 스웨이드(10)의 마이그레이션 실험 결과, 제1색상 내지 제5색상(C1~C5)에서 마이그레이션이 거의 일어나지 않았다. 제1색상 내지 제5색상(C1~C5)이 중앙에 그대로 위치한다.
일 실시예의 트리코트 스웨이드(10)는 나이키사의 요구 기준으로 실험 결과, 극세사 원단임에도 불구하고, 색상의 마이그레이션이 거의 일어나지 않은 3.5등급 이상의 우수한 마이그레이션 결과를 구현하였다.
도 3은 종래기술에 따른 수성 수지 트리코트 스웨이드의 마이그레이션 상태를 도시한 사진이다. 도 3을 참조하면, 트리코트 스웨이드(20)의 마이그레이션 실험 결과, 제1색상 내지 제3색상(C11~C13)에서 마이그레이션이 크게 일어났다. 즉 제1색상 내지 제3색상(C11~C13)이 좌우로 크게 번진다.
종래기술의 트리코트 스웨이드(20)는 일반적인 수성 트리코트 스웨이드이고, 일반 원사임에도 불구하고, 색상의 마이그레이션이 크게 일어나는 1~1.5등급의 불량한 마이그레이션 결과를 구현하였다.
트리코트 스웨이드(20)로 제화하는 경우, 트리코트 스웨이드(20)가 신발의 고무 부분인 밑창(outsole) 부분에서 마이그레이션이 발생되어, 신발로 사용되기 어렵다.
즉 도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예와 같이 제조된 수성 수지 트리코트 스웨이드(도 2)는 종래의 수성 수지 트리코트 스웨이드(도 3)보다 마이그레이션이 거의 발생하지 않는, 즉 우수한 마이그레이션을 가진다.
또한 일 실시예와 같이 제조된 수성 수지 트리코트 스웨이드(10)는 종래의 수성 수지 트리코트 스웨이드(20)보다 우수한 마이그레이션을 가진다. 또한 일 실시예의 수성 수지 트리코트 스웨이드(10) 제조방법은 종래의 유성 수지 트리코트 스웨이드의 문제점인 작업환경의 유해성 및 마이그레이션의 한계를 극복하였다.
또한 일 실시예의 수성 수지 트리코트 스웨이드(10)는 종래 유성 수지 트리코트 스웨이드에 비하여 우수한 터치감과 물성을 가진다. 즉 종래 유성 수지 트리코트 스웨이드(비교예, 표1)는 65/204 데니어 극세사를 적용하고, 흑색과 적색에서 솔벤트 윅킹 2.5급을 넘기 어렵다. 일 실시예는 수성 수지 트리코트 스웨이드임에도 불구하고 솔벤트 윅킹 3.5급 이상을 구현한다.
따라서 일 실시예의 수성 수지 트리코트 스웨이드는 스포츠 신발뿐만 아니라 한 층 더 물성이 까다로운 자동차 시트의 가공 베이스에도 적용될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 수성 수지 트리코트 스웨이드
20: 유성 수지 트리코트 스웨이드
C1~C5: 제1색상 내지 제5색상
C11~C13: 제1색상 내지 제3색상

Claims (12)

  1. 스웨이드 원단을 제직하여 상기 스웨이드 원단 중량에 대하여 은(Ag) 3중량% 이하인 염료로 염색하고 기모 가공하는 제1단계;
    가공된 상기 스웨이드 원단에 수성 에멀젼 수지 혼합물을 함침시키는 제2단계;
    함침된 상기 스웨이드 원단을 건조시켜 트리코트 스웨이드를 제조하는 제3단계; 및
    상기 스웨이드에 프린팅 하는 제4단계
    를 포함하며,
    상기 제2단계는
    수성 수지 100 중량부에, 물 20~150 중량부, 수성 토너 1~10 중량부, 수성 가교제 1~10 중량부 및 디메틸폴리머 실리콘(dimethylpolymer silicone) 1~10 중량부
    를 포함하는 수성 에멀젼 혼합물을 사용하며,
    하며,
    상기 제4단계는
    상기 제2단계의 함침에 사용한 수성 에멀젼 수지 혼합물 100중량부에
    물 10~250 중량부, 가교제 1~10중량부 및 수성 토너 1~10중량부
    를 포함하는 수성 수지 혼합물을 사용하여 프린팅 하는
    마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2단계는
    우레탄 수지,
    아크릴 수지, 및
    우레탄 수지와 아크릴 수지를 설정된 비율로 합성한 수지
    중 하나를 수성 수지로 사용하는
    마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2단계는
    반응성 실리콘 폴리머를 더 포함하는 상기 수성 에멀젼 혼합물을 사용하는
    마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2단계는
    경화제를 더 포함하는 상기 수성 에멀젼 혼합물을 사용하는
    마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제3단계는,
    상기 수성 에멀젼 혼합물이 함침된 상기 스웨이드 원단을 텐터에서 수지 겔링과 동시에 건조시키는
    마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제4단계는
    그라비어 롤 프린터를 사용하여 인쇄 대상을 수성 수지 혼합물로 인쇄하고,
    로터리 스크린 프린터를 이용하여 색상 처리하거나 다양한 무늬를 만들어 인쇄하는
    마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  8. 삭제
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제4단계는
    경화제를 더 포함하는 수성 수지 혼합물을 사용하여 프린팅 하는
    마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  10. 스웨이드 원단을 제직하여 상기 스웨이드 원단 중량에 대하여 은(Ag) 3중량% 이하인 염료로 염색하고 기모 가공하는 제1단계;
    가공된 상기 스웨이드 원단에 수성 에멀젼 수지 혼합물을 함침시키는 제2단계;
    함침된 상기 스웨이드 원단을 건조시켜 트리코트 스웨이드를 제조하는 제3단계; 및
    상기 스웨이드에 프린팅 하는 제4단계
    를 포함하며,
    상기 제2단계는
    수성 수지 100 중량부에, 물 20~150 중량부, 수성 토너 1~10 중량부, 수성 가교제 1~10 중량부 및 디메틸폴리머 실리콘(dimethylpolymer silicone) 1~10 중량부
    를 포함하는 수성 에멀젼 혼합물을 사용하며,
    상기 제4단계는
    상기 제2단계의 함침에 사용한 수성 에멀젼 수지 혼합물 100중량부에
    이소프로필 알코올(IPA, isopropyl alcohol) 100 중량부, 가교제 1~10중량부 및 수성 토너 1~10중량부
    를 포함하는 수성 수지 혼합물을 사용하여 프린팅 하는
    마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1단계는
    상기 스웨이드 원단으로 트리코트 스웨이드 원단, 니트 스웨이드 원단 및 직물 스웨이드 원단 중 하나를 선택하여 기모 가공하는 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드 제조방법.
  12. 제1항, 제3항 내지 제7항, 제9항 내지 제11항 중 어느 항의 제조방법으로 제조되는 마이그레이션이 우수한 수성 수지 스웨이드.
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