KR102174657B1 - 신발갑피용 재생가죽 합포 공정을 위한 열반응 접착필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신발갑피용 재생가죽 합포 공정을 위한 열반응 접착필름에 관한 것으로 기재층, 상기 기재층의 일면에 적층된 제1 열반응 아크릴 점착층, 상기 기재층의 타면에 적층된 제2 열반응 아크릴 점착층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

신발갑피용 재생가죽 합포 공정을 위한 열반응 접착필름{THERMAL-REACTIVE ADHESIVE FILM FOR ADHESION PROCESS OF RECYCLING UPPER LEATHERS}

본 발명은 신발갑피용 재생가죽 합포 공정을 위한 열반응 접착필름에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 접착성, 칙소성, 인장력이 우수하여 신발갑피용 재생가죽의 합포 공정에 적합한 열반응 접착필름에 관한 것이다.

최근 다양한 인공피혁이 개발되어 천연피혁을 대체할 수 있는 소재로 널리 사용되고 있다. 피혁은 무두질 방법이나 마무리 작업 방법에 따라 저피, 활피, 다지혁, 갑피, 문양피, 상피, 스웨이드, 벨루어, 벅스킨, 누벅 등의 다양한 종류의 제품으로 나뉘게 된다. 이러한 피혁 중 갑피는 쇠가죽을 크롬염으로 무두질하여 염색하고 카세인계 도료를 발라 마무리 작업한 것으로, 주로 신발, 핸드백 등의 재료로 사용되고 있다.

신발의 경우 신발의 겉면을 구성하는 갑피와 내면을 구성하는 내피가 접착된 원단을 가공하여 신발의 윗부분을 구성하게 된다. 상기 갑피의 재료로는 재생가죽, 천연가죽, 폴리우레탄 인조가죽, 나일론, 폴리에스테르 섬유 등이 사용되고 있으며, 내피의 재료로는 가죽, 직물소재가 사용되나 그 중 통기성이 우수하고 내구성이 뛰어나며 착화 시 편안함을 주는 소재로 재생가죽을 주로 사용한다.

이중 갑피 원단을 생산할 때 재생가죽과 표피재를 합포하고 이를 롤투롤 공정으로 접착하게 된다. 이때 접착제로 핫멜트 접착제, 폴리우레탄 접착제 등이 사용되는데, 사용한 접착제가 표피재나 내피재의 표면을 디자인 가공(성형, 착색 등)하는 후공정에서 재생가죽으로 대부분 스며들면서 접착력을 상실하여 합포된 원단이 분리되는 문제가 발생하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 고온 고압에서 접착제의 일부가 용융되어 피착제에 대한 젖음성(Wetting)을 나타내면서 동시에 완전히 용융되지 않고 일정한 칙소성을 유지하여 표면에 대한 끈적임(Tack)이 있으면서도 접착력이 우수하며, 칙소성과 인장력이 우수한 열반응 접착필름을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 열반응 접착필름은 신발갑피용 재생가죽 합포 공정에 적용하기 위한 것으로서, 기재층과 상기 기재층의 일면에 적층된 제1 열반응 아크릴 점착층, 상기 기재층의 타면에 적층된 제2 열반응 아크릴 점착층으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제1 및 제2 열반응 아크릴 점착층은 두께가 1 내지 100㎛일 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 열반응 아크릴 점착층은 아크릴 점착제 조성물, 경화제, 유기 용제, 점착부여제를 포함하는 열반응 아크릴 점착제 조성물로 형성되며, 상기 경화제는 잠재성 경화제 및 에폭시 경화제의 혼합물일 수 있다.

본 발명에 따른 열반응 접착필름은 고온 고압에서 접착제의 일부가 용융되어 피착제에 대한 젖음성(Wetting)을 나타내면서 동시에 완전히 용융되지 않고 일정한 칙소성을 유지하여 표면에 대한 끈적임(Tack)이 있으면서도 접착력이 우수하며, 칙소성과 인장력이 우수하여 신발갑피용 재생가죽 합포 공정에 적용할 때 후공정에서 합포된 원단이 분리되는 문제점을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열반응 접착필름의 적층 구조를 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명에 따른 열반응 접착필름은 신발갑피용 재생가죽 합포 공정에 적용하기 위한 것으로서, 도 1에서와 같은 적층 구조로 이루어져 있다. 즉, 기재층(100)과 상기 기재층의 일면에 적층된 제1 열반응 아크릴 점착층(110), 상기 기재층의 타면에 적층된 제2 열반응 아크릴 점착층(120)으로 구성되는데, 상기 제1 열반응 아크릴 점착층과 제2 열반응 아크릴 점착층은 동일한 점착제 조성물로 이루어질 수도 있고, 용도에 따라 일부 조성을 달리한 점착제 조성물을 사용하여 형성될 수도 있다. 상기와 같이 제1 열반응 아크릴 점착층(110), 기재층(100), 제2 열반응 아크릴 점착층(120)이 순차적으로 적층된 3층의 적층 구조로 이루어짐으로써 상기 열반응 접착필름을 합포 공정에 적용하면 합포된 재생가죽의 접착력 및 기계적 강도를 향상시킬 수 있게 된다.

신발갑피용 재생가죽의 원단을 제조하는 일반적인 공정은 표피재와 재생가죽 사이에 접착제를 바르고 합포하는 합포 공정, 합포된 원단을 120℃에서 10분간 표면처리하는 공정, 표면처리된 표피재를 130℃에서 10초간 1 내지 2회 표면성형하여 엠보싱 가공하는 공정, 70℃에서 1 내지 2분 간 컬러 코팅하는 공정을 거치게 되므로 상기 표피재와 재생가죽 사이에 적층된 접착제 층은 합포 공정뿐만 아니라 후공정에서도 지속적으로 열과 압력을 가하는 조건에 노출되게 된다.

본 발명에서는 접착제 층 대신 열반응 접착필름을 부착하고 합포하여 합포 공정을 수행하게 되므로, 상기 열반응 접착필름의 적층구조 및 물성이 갑피 제품의 품질을 결정하는 중요한 요인이 된다.

본 발명에서 상기 제1 및 제2 열반응 아크릴 점착층의 두께는 1 내지 100㎛인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 50㎛ 내지 70㎛이 되도록 한다. 점착층의 두께가 지나치게 얇으면 재생가죽과 표피재에 점착제가 충분히 스며들지 못하여 점착력이 낮아지고 두께가 지나치게 두꺼우면 점착제의 도포량이 많아 제조 공정상 작업효율이 떨어지고 단가가 지나치게 상승할 우려가 있다.

상기 제1 및 제2 열반응 아크릴 점착층은 아크릴 점착제 조성물, 경화제, 유기 용제, 점착부여제를 포함하는 열반응 아크릴 점착제 조성물을 제조하여 도포 작업에 적합한 정도의 점도를 형성한 후 기재의 양면에 도포하는 공정을 통해 형성되며, 도포한 후에는 경화시켜 열반응 아크릴 점착층을 형성할 수 있다.

상기 아크릴 점착제 조성물은 총 중량 대비 30 중량% 내지 50 중량%의 2-에틸헥실아크릴레이트 단량체, 10 중량% 내지 40 중량%의 부틸아크릴레이트 단량체, 5 중량% 내지 15 중량%의 에틸아크릴레이트 단량체, 10 중량% 내지 20 중량%의 비닐아세테이트 단량체, 2 중량% 내지 5 중량%의 아크릴산으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 경화제는 잠재성 경화제 및 에폭시 경화제의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 잠재성 경화제는 초기 모듈러스를 높이고 일정 온도 이상에서 반응을 시작하기 때문에 필름의 유동성을 부여하고 짧은 시간에 접착제를 가열, 경화반응을 진행시켜 접착특성을 향상의 효과를 얻을 수 있다. 상기 잠재성 경화제는 마이크로 캡슐형태이며 개시온도가 120℃ 내지 130℃ 인 것이 바람직하다. 상기 잠재성 경화제는 일반적으로 사용되는 아크릴 경화제와 혼용하여 사용할 수 있다. 이 경우, 상기 잠재성 경화제와 아크릴 경화제의 혼합 비율은 중량비로 1:1인 것이 바람직하다.

또한, 상기 경화제는 상기 아크릴 점착제 조성물 100 중량부에 대하여 0.5 내지 2 중량부의 범위에서 함유되는 것이 바람직한데, 경화제의 함량이 너무 적으면 경화시간이 길어져 열반응 아크릴 점착층의 요구되는 두께를 형성하기 어려우며, 경화제의 함량이 지나치게 많으면 경화시간이 너무 빨라 점착층의 물성이 나빠지게 된다.

또한, 상기 점착 부여제는 로진에스테르계, 로진계, 터펜 페놀계, 석유 수지계 점착 부여제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 점착 부여제는 10 내지 30 중량부의 범위에서 사용하는 것이 바람직한데, 점착 부여제가 지나치게 적거나 지나치게 많으면 점착성이 오히려 감소하고 내열성도 저하되는 것으로 나타나 상기 범위에서 사용하는 것이 접착필름의 요구되는 물성을 만족하는 것으로 나타났다.

또한, 상기 기재층을 구성하는 기재로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리염화비닐, 폴리우레탄, 직포, 부직포 중 어느 하나를 사용하는 것이 바람직한데, 직포를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 직포의 경우 다른 플라스틱 계열의 기재층과는 달리 열반응 접착필름에 적절한 유연성을 부여하고 우수한 기계적 강도를 부여 할 수 있다.

또한, 상기 기재층의 두께는 10 내지 100㎛ 이 바람직하며, 60 내지 80㎛이 더욱 바람직하다. 상기 기재층의 두께가 지나치게 얇은 경우 열반응 접착필름의 전체적인 기계적 강도가 낮아질 우려가 있고 기재층 상부에 도포되는 점착층의 두께가 증가하여 단가가 상승하고 접착필름의 안정성이 저하 될 우려가 있다. 또한, 상기 기재층의 두께가 지나치게 두꺼운 경우 열반응 접착필름의 전체적인 기계적 강도는 상승하지만 도포되는 점착층의 두께가 낮아져 접착력이 저하될 우려가 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

[아크릴 점착제 조성물의 제조]

2-에틸헥실아크릴레이트 단량체 45 중량부, 부틸 아크릴레이트 단량체 30 중량부, 에틸 아크릴레이트 단량체 13 중량부, 비닐아세테이트 모노머 10 중량부, 아크릴산 2 중량부, 반응 개시제 아조비스 이소부티로나이트릴(AIBN) 0.1 중량부를 4구 1리터 유리 반응기에 투입하고 중합하여 아크릴 점착제 조성물을 제조하였다.

[실시예 1]

제조된 아크릴 점착제 조성물을 고형분이 40%가 되도록 유기용제인 에틸아세테이트로 희석하고 희석된 아크릴 점착제 조성물 100중량부에 대하여 잠재성 경화제 0.5 중량부, 에폭시타입의 일반경화제 0.5 중량부, 터펜 페놀계 점착부여제 20 중량부를 추가하여 열반응 아크릴 점착제 조성물을 제조하였다.

상기 열반응 아크릴 점착제 조성물을 이형처리된 필름에 두께가 60㎛가 되도록 도포하고 110℃에서 4분간 가열 건조하여 제1 열반응 접착층을 제조였다. 동일한 방식으로 제2 열반응 아크릴 점착층을 제조하고 80㎛ 두께의 직포(Fabric) 기재의 양면에 합지하여 열반응 접착필름을 제조하였다.

[실시예 2]

점착부여제의 함량을 40 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열반응 접착필름을 제조하였다.

[실시예 3]

잠재성 경화제의 함량을 0.1 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열반응 접착필름을 제조하였다.

[실시예 4]

에폭시 경화제의 함량을 1 중량부로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열반응 접착필름을 제조하였다.

[실시예 5]

기재의 두께를 50㎛로 변경하고 제1, 2 열반응 접착층의 두께를 75㎛으로 도포한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열반응 접착필름을 제조하였다.

[실시예 6]

기재를 75㎛ PET 필름으로 변경한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 열반응 접착필름을 제조하였다.

실시예와 비교예에 따른 열반응 접착필름에 대한 물성을 아래와 같이 평가하였다.

<접착필름의 접착력 테스트>

열반응형 접착필름을 폭 25㎜, 길이 200㎜로 커팅하여 2㎏ 롤러를 이용하여 25㎜/sec의 속도로 2회 왕복하여 SUS 304 강판에 압착하고 300㎜/min의 속도로 180° 박리강도 측정하였다.

<가죽 접착력 테스트>

재생가죽과 표피재를 합포하여 폭 10㎜, 길이 300㎜로 커팅하고 시편의 말단 일부분을 인위적으로 박리시킨 후, 박리된 재생가죽을 접착력 시험기의 한쪽 지그에 물리고 다른 한쪽에 표피재를 물려 접착부위에서의 박리강도를 측정하였다.

<유지력 테스트>

열반응형 접착필름을 SUS 304 강판에 25㎜ x 25㎜로 부착후 2㎏ 롤러를 이용하여 25㎜/sec의 속도로 2회 왕복하여 압착하고 80℃ 온도의 챔버에서 1㎏ 하중으로 1시간 방치하여 밀린거리 또는 낙하한 시간을 측정하였다.

<내열도 테스트>

열반응형 접착필름을 SUS 304 강판에 25㎜ x 25㎜로 부착후 2㎏ 롤러를 이용하여 25㎜/sec의 속도로 2회 왕복하여 압착하고 500g하중으로 50℃ 부터 150℃까지 10분당 10℃씩 승온 하였고 150℃에 도달 후 30분간 방치하여 150℃까지 승온 하는 동안 낙하한 온도를 측정하였으며 150℃까지 낙하하지 않는 경우 밀린거리를 측정하였다.

<인장강도 테스트>

표피재와 재생가죽을 본 발명에 따른 열반응형 접착필름으로 합포하여 KS M ISO 17706의 규격에 따라 만능재료시험기(UTM)을 사용하여 측정하였다.

<내굴곡성 테스트>

표피재와 재생가죽을 본 발명에 따른 열반응형 접착필름으로 합포하여 KS M ISO 17694의 규격에 따라 굴곡시험기(Low Temperature Bending Tester)를 사용하여 -40℃ 에서 50,000회 반복하여 들뜸 여부 확인하였다.

실시예와 비교예에 따른 열반응 접착필름에 대한 물성의 평가결과는 표 1과 같다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6
점착력(gf/25㎜)	3,480	4,215	3,531	2,845	3,855	3,575
합포 접착력(kgf/10㎜)	1.49	1.67	1.37	0.86	1.58	1.35
유지력(㎜)	<1	20min Drop	3	<1	52min Drop	<1
내열도(℃)	150	100	140	150	110	150
인장강도(㎏f/㎟)	0.93	0.89	0.91	0.92	0.68	3.41
내굴곡성	들뜸 X	들뜸 X	들뜸 발생	들뜸 X	들뜸 X	들뜸 발생

표 1의 결과를 살펴보면, 점착력의 면에서 실시예 4를 제외하고 나머지 시료들은 모두 양호한 결과를 나타내었다. 실시예 2의 경우 점착부여제를 다량 함유한 것으로서, 합포 접착력은 높은 것으로 나타났으나, 20분 후 낙하하여 양호하지 않은 것으로 나타났다. 또한, 내열도에 있어서는 실시예 2와 6에서 상대적으로 낮은 내열도를 나타내었다. 또한, 인장강도에서는 비교예 5에서 지나치게 낮은 인장강도를 나타내었다. 또한, 내굴곡성 평가에서 실시예 3과 6에서 들뜸이 발생하는 것으로 나타났다.

이러한 결과로부터 잠재성 경화제를 적게 사용한 점착제 조성물을 적용하는 경우나 기재의 재질을 변경하는 경우 들뜸 현상이 발생하여 후가공에서 표피재와 재생가죽 간의 분리가 발생할 우려가 큰 것을 확인하였다. 또한, 점착제 조성물의 함량을 엄밀히 조절하지 않고 점착부여제를 지나치게 많이 사용하거나 기재와 점착층의 두께가 지나치게 두껍거나 얇은 경우 유지력과 내열도가 상대적으로 낮은 것으로 나타나 합포 공정 및 후가공에서 표피재와 재생가죽의 접착력을 저하시키는 요인이 되는 것을 확인하였다.

본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

100 : 기재층
110 : 제1 열반응 아크릴 점착층
120 : 제2 열반응 아크릴 점착층

Claims (4)

1. 기재층;
   상기 기재층의 일면에 적층된 제1 열반응 아크릴 점착층;
   상기 기재층의 타면에 적층된 제2 열반응 아크릴 점착층;
   으로 구성되며,
   상기 제1 및 제2 열반응 아크릴 점착층은 아크릴 점착제 조성물, 경화제, 유기 용제, 점착부여제를 포함하는 열반응 아크릴 점착제 조성물로 형성되며,
   상기 아크릴 점착제 조성물은 아크릴 점착제 조성물 총 중량 대비 30 중량% 내지 50 중량%의 2-에틸헥실아크릴레이트 단량체, 10 중량% 내지 40 중량%의 부틸아크릴레이트 단량체, 5 중량% 내지 15 중량%의 에틸아크릴레이트 단량체, 10 중량% 내지 20 중량%의 비닐아세테이트 단량체, 2 중량% 내지 5 중량%의 아크릴산으로 이루어지며,
   상기 경화제는 마이크로 캡슐 형태의 잠재성 경화제 및 아크릴 경화제를 1:1의 중량비로 혼합한 혼합물인 것을 특징으로 하는 신발갑피용 재생가죽 합포 공정을 위한 열반응 접착필름.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 및 제2 열반응 아크릴 점착층은 두께가 1 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 신발갑피용 재생가죽 합포 공정을 위한 열반응 접착필름.
   
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