KR102279221B1 - 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법, 이로부터 제조되는 신발용 부재 - Google Patents

친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법, 이로부터 제조되는 신발용 부재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법, 이로부터 제조되는 신발용 부재에 관한 것이다.
이러한 본 발명은, 바인더에 커피박 분말을 혼합하여, 커피박 분말의 표면에 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조하는 제1단계; 식물류로부터 수득하여 건조시킨 식물유래 펠릿과, 커피박-바인더 혼합물을 혼합하여 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 제조하는 제2단계; 금형에 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 투입한 후 프레스 성형하여 신발용 부재를 제조하는 제3단계;를 포함하여 이루어지고, 신발용 부재를 분쇄하여 펠릿, 과립 및 덩어리 중 어느 하나 이상의 형태로 업사이클링되는 것을 특징으로 하는 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법, 이로부터 제조되는 신발용 부재를 기술적 요지로 한다.

Description

친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법, 이로부터 제조되는 신발용 부재{HOW TO MAKE SHOES MEMBER THAT ARE ENVIRONMENTALLY FRIENDLY AND UPCYCLABLE, MEMBERS FOR SHOES MANUFACTURED THEREFROM}
본 발명은 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법, 이로부터 제조되는 신발용 부재에 관한 것이다.
일반적으로 구두, 운동화, 등산화 및 골프화 등 각종 신발은 아웃솔, 미드솔, 인솔 및 갑피로 구성된다. 아웃솔은 지면과 직접 맞닿아 접지력을 증대시켜 보행성을 향상시키는 것은 물론 발바닥에 작용하는 충격을 흡수하는 동시에 체중 및 하중을 흡수하는 역할을 하고, 미드솔은 아웃솔의 상부에 위치하여 발바닥에 쿠션감을 제공하거나 체중의 분산 및 하중을 흡수하는 역할을 하고, 인솔 역시 쿠션감 및 하중 흡수의 역할 및 신발 내부의 표면 마감재로의 역할을 하며, 갑피는 가죽이나 섬유 또는 합성수지 등을 이용하여 사용자의 발을 감싸는 형태로 만들어지고 있다.
그중 인솔은 사용자의 체중을 분산하면서 우수한 쿠션감을 제공함에 따라 발의 피로도를 최소화시키는 동시에 신발의 내부 마감재로의 기능을 담당하는 것으로, 통상적으로는 폴리우레탄과 같은 발포수지를 이용하여 만들어지고, 표면에는 가죽이나 섬유지 등을 부착 형성하여 완성된다.
한 예로 '신발의 인솔(등록번호: 10-0919137)'은 폴리우레탄 겔 재질로 된 신발용 인솔에 대한 것으로, 폴리우레탄 재질을 적용하여 제작하되 발이 닿는 부위에 따라 그 경도를 달리하여 인솔의 두께를 증가시키지 않고도 충격 흡수 효과를 억제할 수 있도록 한 신발용 인솔을 제공한 바 있다.
또 다른 예로 '육각형 실리콘 지압 인솔(등록번호: 10-1333728호)'에서는 실리콘 재질을 이용하여 신발용 인솔을 제작하되, 인솔의 저면에 벌집구조를 갖는 육각 라인 돌출부를 형성함에 따라 충격 흡수가 향상되게 하고 발의 지압과 동시에 공기의 순환이 이루어지도록 한 실리콘 지압 인솔을 제공한 바 있다.
그러나, 기존의 인솔은 상술한 바와 같이 대부분 폴리우레탄 기재의 표면에 가죽 또는 섬유지 등을 접착 고정하여 생산하는 방식으로 이루어져, 가죽 또는 섬유지가 폴리우레탄 기재로부터 쉽게 분리되어 내구성이 좋지 못한 문제점이 있다.
또한 폴리우레탄 기재의 표면에 접착되는 가죽 또는 섬유지에 오랜시간 동안 발이 직접적으로 접촉됨에 따라 습기가 제거되지 못하여 냄새 발생이 심해지는 문제점이 있다.
특히 인솔의 소재로 많이 사용되고 있는 단독의 폴리우레탄, 에틸렌비닐아세테이트와 같은 소재는 사용 후 재활용되기 어려워, 수명을 다한 인솔은 폐기될 수 밖에 없어 친환경적인 측면에서 환영받고 있지 못한 실정이다.
한편, 0.2%의 커피를 추출하기 위해 버려지는 99.8%의 커피박은 바이오매스의 한 종류로 목재, 볏짚 등 일반적으로 고형 연료화되고 있는 바이오매스와는 달리 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스 및 리그닌 이외에 유지성분이 16% 이상 함유되어 있고 회분 함유량 1.75%로 10% 이상인 석탄에 비해 현저히 낮으며, 발열량 4,664kcal/kg으로 1급 목재펠릿 발열량 기준인 4,300kcal/kg을 상회하는 연료 특성이 우수한 바이오매스 자원이다.
하지만 커피박이 이렇게 중요한 에너지 자원임에도 불구하고 산업폐기물로 분류되어 현재까지 에너지 자원으로의 이용가치를 인식하지 못하고 있다. 따라서 버려지고 있는 커피박을 활용하여 업사이클링 가능한 신발용 부재에 대한 새로운 기술개발 연구가 요구되고 있는 시점이다.
국내 등록특허공보 제10-1420049호, 2014.07.09.자 등록. 국내 등록특허공보 제10-1333728호, 2013.11.21.자 등록.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 발명된 것으로, 폐기되고 있는 친환경 소재를 이용하여 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법, 이로부터 제조되는 신발용 부재를 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 바인더에 커피박 분말을 혼합하여, 상기 커피박 분말의 표면에 상기 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조하는 제1단계; 식물류로부터 수득하여 건조시킨 식물유래 펠릿과, 상기 커피박-바인더 혼합물을 혼합하여 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 제조하는 제2단계; 및 금형에 상기 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 투입한 후 프레스 성형하여 신발용 부재를 제조하는 제3단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 신발용 부재를 분쇄하여 펠릿, 과립 및 덩어리 중 어느 하나 이상의 형태로 업사이클링되는 것을 특징으로 하는 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1단계는, 상기 바인더 100중량부에 대하여 상기 커피박 분말 30 내지 50중량부를 혼합하고 5,000 내지 8,000rpm 속도로 교반하면서 상기 커피박-바인더 혼합물의 점도를 조절하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 바인더는, 폴리아마이드(polyamide), 폴리에스터(polyester), 폴리프로필렌(polyprooylene), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane) 및 에틸렌비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate)로 이루어진 군으로부터 1종 이상이 선택되는 열가소성 수지인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 제3단계에서 제조된 신발용 부재는, 30 내지 50℃ 범위의 온도를 가하여 상기 열가소성 수지가 열에 의해 소성(塑性)되면서 착용자 발 맞춤형으로 형상 변형 가능한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 식물유래 펠릿은, 코르크인 것을 특징으로 한다.
상기의 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 상기 방법으로 제조되고, 바인더와, 상기 바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말 30 내지 50중량부, 식물유래 펠릿 50 내지 100중량부를 포함하여 열처리를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 신발용 부재를 제공한다.
상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명의 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법에 따르면, 수분 흡수율이 높은 식물유래 펠릿의 사용으로 인솔에 발이 직접적으로 접촉되면 땀이 흡수됨과 동시에, 커피박 분말에 의해 소취성능을 가질 수 있으므로, 결국 습기, 냄새 또는 곰팡이 발생이 억제되는 인솔을 제조할 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래 인솔의 기재층으로 사용되는 단독의 폴리우레탄이나 에틸렌비닐아세테이트를 대신하여 바인더에 커피박 분말을 먼저 혼합한 후 식물유래 펠릿을 혼합한 소재를 인솔의 기재층으로 사용함으로 인해, 성형이 완료된 인솔 내에 커피박 분말이 뭉치지 않고 기재층 저면으로 가라앉지 않으면서 균일하게 분산될 수 있으므로, 제품성이 향상될 수 있는 효과가 있다.
또한, 바인더로 열가소성 수지가 사용되어, 제조가 완료된 인솔에 소정의 열을 가하게 되면 열가소성 수지가 열에 의해 소성되면서, 착용자의 발에 맞춤형으로 형상 변화가 용이하므로, 발 또는 아치의 형상이 지속적으로 변화하게 되더라도 인솔을 새로 구입하지 않아도 되기 때문에 소비자 입장에서 가격 부담을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 커피박 분말을 이용하여 인솔을 제조하는 과정에서 발생하는 여분의 스크랩 또한 다시 분쇄하여 전량 재활용이 가능하므로, 이를 통해 인솔의 생산 원가 절감을 통한 제품 경쟁력 확보가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인솔의 제조방법을 나타낸 순서도.
도 2는 도 1에 따른 과정을 예시적으로 나타낸 모식도.
도 3은 본 발명에 따른 인솔을 나타낸 분해사시도.
도 4는 실시예 1에 따른 인솔의 저면을 나타낸 사진.
도 5는 실시예 2에 따른 인솔의 저면을 나타낸 사진.
도 6은 비교예 1에 따른 인솔의 저면을 나타낸 사진.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
단, 본 명세서에서 기재된 신발용 부재는 신발을 구성하는 아웃솔, 미드솔, 인솔(깔창) 및 갑피로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 본 발명에서는 인솔(깔창)을 예로 들어 설명하기로 한다.
본 발명은 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재 중에서 인솔의 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 인솔의 제조방법을 순서도로 나타낸 도 1과, 도 1에 따른 과정을 예시적으로 모식도로 나타낸 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인솔을 제조하는 방법은 바인더에 커피박 분말을 혼합하여, 커피박 분말의 표면에 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조하는 제1단계(S10), 식물류로부터 수득하여 건조시킨 식물유래 펠릿과, 커피박-바인더 혼합물을 혼합하여 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 제조하는 제2단계(S20) 및 금형에 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 투입한 후 프레스 성형하여 인솔을 제조하는 제3단계(S30)를 포함하여 이루어진다. 이렇게 제조되는 인솔은 신발용 부재가 될 수 있다.
상술한 제조방법에 따르면 먼저, 제1단계는 바인더에 커피박 분말을 혼합하여, 커피박 분말의 표면에 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조하는 단계이다(S10).
설명에 앞서, 커피박은 통상 220 내지 300℃에서 25 내지 55분 동안 로스팅하여 탄화된 커피박으로, 커피박 자체에는 곰팡이가 잘 생길 수 있기 때문에, 수거하여 얻은 커피박을 곧바로 바인더와 혼합하지 않고 충분히 건조시킨 후 사용하는 것이 바람직하다.
바인더의 경우 인솔의 형상으로 성형이 되게끔 해주는 베이스 수지로, 내수성이 우수한 바인더가 적용되는 것이 바람직하다. 바인더 자체로 수성 접착제 역할을 할 수 있는 것이라면 충분하다.
예컨대, 바인더는 폴리아마이드(polyamide), 폴리에스터(polyester), 폴리프로필렌(polyprooylene), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane) 및 에틸렌비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate)로 이루어진 군으로부터 1종 이상이 선택되는 열가소성 수지인 것이 바람직하다. 바인더로 열가소성 수지를 적용하는 이유는 추후 제3단계에서 설명하기로 하며, 여기서의 설명은 생략하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 준비된 바인더를 용기에 수용하고 분말 형태의 커피박을 추가로 투입하여 혼합한다. 이때 바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말 30 내지 50중량부를 투입할 수 있다. 바인더 100중량부에 대해 커피박 분말을 30중량부 미만으로 투입하게 되면 인솔에 충분한 소취기능을 부여할 수 없을 뿐만 아니라, 너무 적은 양의 사용으로 산업폐기물로 구분되는 커피박의 사용량이 너무 적어지기 때문에 그린 뉴딜정책에 부합하기 힘들다. 반면, 바인더 100중량부에 대해 커피박 분말 50중량부를 초과하여 투입하게 되면 분말 형태의 커피박의 양이 너무 많아 인솔의 저면으로 커피박이 뭉쳐 가라앉을 가능성이 있어, 제품성을 높이는데 바람직하지 못하다. 또한 커피박 분말이 50중량부를 초과하여 투입되면 인솔의 색상이 탁해질 수 있어 바람직하지 않다.
이때 바인더에 커피박 분말을 투입한 상태에서, 5,000 내지 8,000rpm 속도로 교반하는 것이 바람직하다. 5,000rpm 미만의 속도로 교반하면 바인더와 커피박 분말이 혼합된 상태에서 적절한 점도를 조절하기 힘들어진다. 이와 달리, 8,000rpm을 초과하는 속도로 교반하면 바인더와 커피박 분말이 혼합되는 과정에서 펌핑이 발생할 수 있어 커피박-바인더 혼합물의 중량 손실률이 발생할 수 우려가 있다.
상술한 바와 같이 5,000 내지 8,000rpm 속도로 바인더와 커피박 분말을 혼합함으로써, 제1단계에서 제조되는 커피박-바인더 혼합물의 점도를 조절할 수 있게 된다. 점도의 경우, 추후 식물유래 펠릿과 혼합될 수 있도록 10,000 내지 20,000cps 범위로 조절되는 것이 바람직하다. 커피박-바인더 혼합물의 점도가 10,000cps 미만이면 점성이 너무 낮아 액체 상태와 비슷해져 인솔으로의 성형이 용이해지지 못하는 단점이 있다. 이에 따라 식물유래 펠릿을 많이 사용할 수 밖에 공장상 비용 상승을 초래할 수 있다. 반면, 커피박-바인더 혼합물의 점도가 20,000cps를 초과하면 점성이 너무 높아져 식물유래 펠릿과의 균일한 혼합성을 이룰 수 없게 된다.
다음으로, 제2단계는 식물류로부터 수득하여 건조시킨 식물유래 펠릿과, 커피박-바인더 혼합물을 혼합하여 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 제조하는 단계이다(S20).
제2단계에서 사용되는 식물유래 펠릿은 자연의 식물류로부터 수득한 후 분쇄과정을 거치고 건조시켜 형성될 수 있다. 식물류는 다양한 식물의 뿌리, 껍질 등이 해당될 수 있다. 또한 코코넛과 같은 열매도 사용 가능하다.
그중 수분 흡수율이 좋아 추운 환경에서 습기를 머금고 더운 환경에서 습기를 내뱉는 특성을 가져 땀 흡수 능력이 높은 코르크를 펠릿 형태로 사용하는 것이 바람직하다. 즉 땀으로 인해 발에서 발생되는 냄새를 코르크 펠릿이 흡수하면서 제1단계에서 바인더와 혼합된 커피박 분말의 소취기능을 극대화해줄 수 있게 된다.
식물유래 펠릿의 경우, 바인더 100중량부에 대하여 50 내지 100중량부를 혼합할 수 있다. 바인더 100중량부에 대해 식물유래 펠릿이 50중량부 미만으로 혼합되면 성형된 인솔의 경도를 유지해 줄 수 없어 내구성 저하가 초래된다. 또한 식물유래 펠릿이 바인더 100중량부에 대하여 100중량부를 초과하여 혼합되면 식물유래 펠릿의 형상이 불규칙할 수 밖에 없기 때문에, 추후 탑시트와의 접착 후 표면이 균일하지 못하게 되어 착용감이 저하되는 단점이 있다.
커피박과 식물유래 펠릿의 입도 관련하여, 커피박의 평균 입도 크기가 식물유래 펠릿의 평균 입도 크기보다 상대적으로 작은 것이 바람직하다. 이는 커피박의 평균 입도 크기가 식물유래 펠릿의 평균 입도 크기보다 상대적으로 작아야지만 바인더 내에서 식물유래 펠릿 사이사이의 빈 공간에 분말 형태의 커피박이 안정적으로 존재할 수 있기 때문이다.
제2단계에서는 바인더 상에서 커피박 분말과 식물유래 펠릿의 혼합 시 발생되는 기계적 물성을 방지하기 위한 첨가제가 추가될 수 있다. 첨가제로는 예컨대 커플링제가 있으며, 실란계 커플링제인 것이 바람직하다. 실란계 커플링제는 화학식 1로 표시되는 실란 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112020124213234-pat00001
단, R1, R2 및 R3는 하이드록시기, C1-C10 알킬기, 또는 C1-C10 알콕시기이고, X는 단일 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이며, Y는 유기 관능기로써 머캅토기, 아미노기, 비닐기, 메타아크릴기, 메타아크릴옥시기, 에폭시기 또는 글리시독시이다.
화학식 1과 같은 실란계 커플링제를 중심으로 바인더와, 커피박 분말 및 식물유래 펠릿이 상호 결합되는데 유리하게 됨으로써, 바인더와, 커피박 분말 및 식물유래 펠릿 간의 견고한 결합이 가능해진다. 이러한 실란계 커플링제에 의해 바인더와, 커피박 분말 및 식물유래 펠릿 간의 계면이 결합되기 때문에 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물의 기계적 물성을 개선할 수 있다.
실란계 커플링제는 바인더 100중량부에 대하여 1 내지 10중량부가 혼합될 수 있다. 실란계 커플링제가 바인더 100중량부에 대해 1중량부 미만으로 혼합되면 바인더와, 커피박 분말 및 식물유래 펠릿 간 결합을 유도하지 못하여 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물의 기계적 물성 개선을 기대할 수 없다. 반면, 실란계 커플링제가 바인더 100중량부에 대해 10중량부를 초과하여 혼합되면 실란계 커플링제의 양이 너무 많아서 반응되지 못한 실란계 커플링제가 불순물로 작용할 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.
제2단계에 이어서, 식물유래 펠릿과 커피박 분말의 크기와 비중은 다양하기 때문에 바인더 내에서 식물유래 펠릿과 커피박 분말의 분산 안정성 향상을 위해 추가 믹싱 공정을 진행할 수도 있다.
마지막으로, 제3단계는 금형에 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 투입하여 프레스 성형하여 인솔을 제조하는 단계이다(S30).
제3단계에서는 도 2에 도시된 바와 같이 상부금형(M2)과 하부금형(M1)으로 구성되는 금형을 우선 준비하고, 하부금형에 형성된 캐비티에 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물(10)을 투입한다. 이때 하부금형(M1)의 캐비티에는 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물(10)이 성형되면서 남은 잔여 재료들이 빠져나올 수 있는 에어홀이 연통 형성될 수 있다. 이는 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물(10)이 성형되면서 남은 잔여 재료들이 캐비티 공간에 머물 수 있는 공간이 없기 때문에, 이러한 잔려 재료들을 캐비티의 외부로 빠져나올 수 있도록 하여 제품성을 향상시키기 위함이다.
이와 같은 과정으로, 탄성체인 수성 접착제 기반의 바인더를 이용하여 프레스 성형을 통해 열융착되어 인솔의 제조가 완료되고, 제3단계를 통해 제조되는 인솔 자체를 갑피 내부에 삽입하여 사용할 수도 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이, 제3단계를 통해 제조되는 인솔을 기재층(100)으로 하고, 기재층(100)의 상부 표면에 가죽 또는 섬유지와 같은 탑시트(200)를 접착할 수 있다. 또한 탑시트(200)로 사용될 수 있는 소재에 따라 인솔에 다양한 기능을 부가할 수도 있다.
이처럼 기재층(100) 상에 탑시트(200)가 접착된 인솔의 사용 수명을 다하면 산업폐기물로 폐기하지 않고, 탑시트(200)로부터 기재층(100)을 분리하여 기재층(100)만을 세척한 후 분쇄하여 펠릿, 과립 및 덩어리 중 어느 하나 이상의 형태로 업사이클링할 수 있다. 이렇게 업사이클링된 펠릿, 과립 및 덩어리와 같은 스크랩은 신발용 부재의 제조에 다시 재활용될 수 있으며, 경우에 따라 다양한 제품군으로 활용될 수도 있다.
기재층(100)을 세척 및 분쇄하여 펠릿, 과립 및 덩어리와 같은 스크랩으로 수집 시, 회수율 향상 및 분진 발생 방지를 위해 포집공정을 동시에 수행하는 것이 바람직하다. 이를 위해 스크랩을 회수하는 공정라인에 흡입팬과 덕트를 구비할 수 있으며, 수집된 스크랩은 재성형을 위한 단계로 이송될 수 있다.
한편, 발의 아치가 무너지면 자세가 불안정해짐을 물론 몸의 불균형으로 발의 과한 내외전을 야기할 수 있기 때문에, 발의 아치 지지에 대한 중요성은 계속 높아지고 있다. 이러한 측면에서, 개개인의 다양한 형태의 아치를 지지해줄 수 있기 위해서는 인솔의 맞춤 성형이 유일하다.
이처럼 기존의 맞춤 성형된 인솔은 착용자의 보행을 안정적으로 구현할 수 있는 중요한 설계 요소가 될 수 있지만 일반적인 인솔에 비해 딱딱하고 무거운 단점이 있으며, 특히 수명을 다한 인솔은 산업폐기물로 구분되어 버려지고 있었다.
이러한 점에 착안하여, 본 단계에서 제조가 완료된 인솔에 소정의 온도범위로 열을 가해주기만 하면 열가소성 수지가 열에 의해 소성(塑性)되면서 착용자 발 맞춤형으로 형상 변형을 가능하게 해줄 수 있게 된다.
열가소성 수지로 이루어진 바인더 상에는 커피박 분말과 식물유래 펠릿이 각각 독립적인 알갱이로 존재하기 때문에, 이러한 커피박 분말과 식물유래 펠릿에 의해 일정 경도는 유지하면서 열가소성 수지가 열에 의해 소성되면서 발의 모양에 따라 인솔의 맞춤 성형이 가능한 것이다.
제조된 인솔을 발에 맞추어 다시 변형 설계를 위해서는 30 내지 50℃ 범위의 온도를 인솔에 가해줄 수 있다. 30℃ 미만이면 인솔이 형상 변화하는데 까지 많은 시간이 소모되고, 50℃를 초과하는 온도로 열을 가하면 인솔으로 가해지는 체중의 힘이 너무 세서 오히려 맞춤 제작에 불리하다.
이때 소성은 외부 힘에 의해 변형된 물체가 그 힘을 제거해도 원래의 상태로 복구되지 않고 변형된 상태를 유지하는 성질을 의미하는 것으로, 가소성과 동일한 의미를 갖는다. 소성은 원래의 상태로 되돌아오는 탄성 한계를 넘을 때 발생되며, 온도의 영향을 많이 받는다. 이처럼 열에 의해 가소성을 가지는 것을 열가소성이라 한다.
정리하면, 본 발명은 바인더에 커피박 분말을 혼합함으로써 커피박 분말의 표면에 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조하고, 식물류로부터 수득하여 건조시킨 식물유래 펠릿과 커피박-바인더 혼합물을 혼합하여 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 제조한 후, 이러한 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 금형에 투입한 후 프레스 성형을 통해 신발용 부재를 제조할 수 있는 것을 특징으로 한다. 이에 따라 사용을 다한 신발용 부재를 세척한 후 분쇄하여 펠릿, 과립 및 덩어리 중 어느 하나 이상의 스크랩 형태로 얻음으로써, 신발용 부재를 이용한 업사이클링이 가능한 장점이 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다. 단, 이하의 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
용기에 바인더 100중량부를 투입하였다. 이어서 바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말 30중량부을 혼합하여 커피박 분말의 표면에 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조하였다. 이후, 용기에 바인더 100중량부에 대하여 펠릿 형상의 코르크 80중량부를 혼합하여 커피박-바인더-코르크 펠릿 혼합물을 제조하였다. 이렇게 제조된 커피박-바인더-코르크 펠릿 혼합물을 금형의 캐비티에 투입하여 프레스 성형하고, 재단을 통해 인솔을 제조하였다.
<실시예 2>
용기에 바인더 100중량부를 투입하였다. 이어서 바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말 50중량부을 혼합하여 커피박 분말의 표면에 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조하였다. 이후, 용기에 바인더 100중량부에 대하여 펠릿 형상의 코르크 80중량부를 혼합하여 커피박-바인더-코르크 펠릿 혼합물을 제조하였다. 이렇게 제조된 커피박-바인더-코르크 펠릿 혼합물을 금형의 캐비티에 투입하여 프레스 성형하고, 재단을 통해 인솔을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1 및 실시예 2에서와 같이 커피박 분말과 코르크 각각을 단계적으로 혼합하지 않고, 용기에 바인더 100중량부와, 바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말 50중량부와 펠릿 형상의 코르크 80중량부를 동시에 혼합하여 커피박-바인더-코르크 펠릿 혼합물을 제조하였다. 이렇게 제조된 커피박-바인더-코르크 펠릿 혼합물을 금형의 캐비티에 투입하여 프레스 성형하고, 재단을 통해 인솔을 제조하였다.
도 4는 실시예 1에 따른 인솔의 저면을 사진으로 나타낸 것이고, 도 5는 실시예 2에 따른 인솔의 저면을 사진으로 나타낸 것이다. 도 4를 참조하면 실시예 2에서보다 커피박 분말이 상대적으로 적게 함유되어(바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말이 30중량부로 포함) 색상이 다소 밝은 인솔이 제조됨을 확인할 수 있으며, 도 5를 참조하면 실시예 1에서보다 커피박 분말이 상대적으로 많이 함유되어(바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말이 50중량부로 포함) 색상이 도 4보다 상대적으로 짙은 인솔이 제조됨을 확인할 수 있다. 이러한 도 4와 도 5에서와 같이, 커피박 분말의 양에 따라 인솔의 색상이 다양하게 변화될 수 있음을 알 수 있다.
반면, 도 6은 비교예 1에 따른 인솔의 저면을 사진으로 나타낸 것이다. 즉 도 6은 바인더와 커피박 분말과 코르크를 동시에 투입하여 성형이 완료된 인솔의 저면을 사진으로 나타낸 것으로, 특히 도 6의 A 부분을 살펴보면, 인솔의 저면에 커피박 분말들이 뭉쳐져 있어 상품성 또는 제품성이 없게 됨을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법, 이로부터 제조되는 신발용 부재에 관한 것으로, 바인더와 커피박 분말의 혼합을 통하여 커피박 분말의 표면에 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조한 후, 이러한 커피박-바인더 혼합물과 식물유래 펠릿을 혼합하여 제조되는 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 금형에 투입한 후 프레스 성형함으로써 신발용 부재를 제조하되, 사용을 다 한 신발용 부재를 세척 후 분쇄하여 펠릿, 과립 및 덩어리 중 어느 하나 이상의 형태로 업사이클링할 수 있는데 특징이 있다.
이처럼 본 발명은 수분 흡수율이 높은 식물유래 펠릿의 사용으로, 신발용 부재 중 인솔에 발이 직접적으로 접촉되면 땀이 흡수됨과 동시에, 커피박 분말에 의해 소취성능을 가질 수 있으므로, 습기, 냄새 또는 곰팡이 발생이 억제되는 인솔을 제조할 수 있다는 점에 의미가 있다.
특히 바인더에 커피박 분말을 먼저 혼합한 후 식물유래 펠릿을 혼합한 소재를 인솔의 기재층으로 사용함으로써, 성형이 완료된 인솔 내에 커피박 분말이 뭉치지 않고 기재층 저면으로 가라앉지 않으면서 균일하게 분산될 수 있으므로, 제품성을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 바인더로 열가소성 수지가 사용됨에 따라 인솔에 소정의 열을 가하여 열가소성 수지가 열에 의해 소성되면서 착용자의 발에 맞춤형으로 형상 변화될 수 있으므로, 발 또는 아치의 형상이 지속적으로 변화하게 되더라도 인솔을 새로 구입하지 않아도 되기 때문에 소비자 입장에서 가격 부담을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라, 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것도 아니다. 본 발명의 보호 범위는 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물
100: 기재층
200: 탑시트
M1: 하부금형
M2: 상부금형

Claims (6)

  1. 바인더에 커피박 분말을 혼합하여, 상기 커피박 분말의 표면에 상기 바인더가 코팅된 상태의 커피박-바인더 혼합물을 제조하는 제1단계;
    식물류로부터 수득하여 건조시킨 식물유래 펠릿과, 상기 커피박-바인더 혼합물을 혼합하여 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 제조하는 제2단계; 및
    금형에 상기 커피박-바인더-식물유래 펠릿 혼합물을 투입한 후 프레스 성형하여 신발용 부재를 제조하는 제3단계;를 포함하여 이루어지고,
    상기 신발용 부재를 분쇄하여 펠릿, 과립 및 덩어리 중 어느 하나 이상의 형태로 업사이클링되며,
    상기 제1단계는,
    상기 바인더 100중량부에 대하여 상기 커피박 분말 30 내지 50중량부를 혼합하고 5,000 내지 8,000rpm 속도로 교반하면서 상기 커피박-바인더 혼합물의 점도를 조절하는 것을 특징으로 하는 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는,
    폴리아마이드(polyamide), 폴리에스터(polyester), 폴리프로필렌(polyprooylene), 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane) 및 에틸렌비닐아세테이트(ethylene-vinyl acetate)로 이루어진 군으로부터 1종 이상이 선택되는 열가소성 수지인 것을 특징으로 하는 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제3단계에서 제조된 신발용 부재는,
    30 내지 50℃ 범위의 온도를 가하여 상기 열가소성 수지가 열에 의해 소성(塑性)되면서 착용자 발 맞춤형으로 형상 변형 가능한 것을 특징으로 하는 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 식물유래 펠릿은,
    코르크인 것을 특징으로 하는 친환경 업사이클링 가능한 신발용 부재의 제조방법.
  6. 제1항, 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되고,
    바인더와, 상기 바인더 100중량부에 대하여 커피박 분말 30 내지 50중량부, 식물유래 펠릿 50 내지 100중량부를 포함하여 열처리를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 신발용 부재.
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