KR102649408B1 - Manufacturing method of foam sheet for shoe comprising tpu powder and recycled pu scrap powder - Google Patents

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Abstract

본 발명은 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에서는 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 재활용 PU(Polyurethane) 스크랩 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후 사이드 피드(side-feeder)를 통해 공정상의 처리속도를 조절하여 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 첨가하면서 반응시킴으로써 원재료의 점도 상승을 방지하여 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용하더라도 제품의 품질이 기존과 동등한 수준의 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트를 형성할 수 있으며, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU 분말을 함유함으로써 그로부터 형성된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 히트 프레스(heat press)로 성형시키는 공정상의 시간을 절반 수준으로 줄임에 따라 제품 생산성을 대폭 향상시킴과 동시에 고가의 에너지 비용을 절감하고 탄소 배출량을 획기적으로 줄일 수 있는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder. In the present invention, recycled PU (Polyurethane) scrap powder is mixed with polyol for an eco-friendly polyurethane foam composition made of water foam. After mixing it first, the processing speed in the process is controlled through a side-feeder, and TPU (Thermoplastic polyurethane) powder and recycled PU scrap powder are added and reacted secondarily, thereby preventing an increase in the viscosity of the raw materials and producing a larger amount than before. Even if recycled materials are used, it is possible to form foam sheets for shoes, such as foam packages for shoe insoles or shoe uppers, with product quality equivalent to existing products, and the polyurethane foam composition is TPU with an average particle size of 50 to 300㎛. By containing the powder, the process time for putting the polyurethane foam sheet formed from it into a mold and forming it with a heat press is reduced by half, thereby significantly improving product productivity, reducing expensive energy costs, and reducing carbon emissions. Provides a method for manufacturing foam sheets for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder that can dramatically reduce .

Description

TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF FOAM SHEET FOR SHOE COMPRISING TPU POWDER AND RECYCLED PU SCRAP POWDER}Method for manufacturing foam sheets for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder {MANUFACTURING METHOD OF FOAM SHEET FOR SHOE COMPRISING TPU POWDER AND RECYCLED PU SCRAP POWDER}

본 발명은 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 재활용 PU 스크랩 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후에 사이드 피드(side-feeder)를 통해 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 첨가하면서 반응시킴으로써 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용하더라도 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트 제품의 품질이 양호함은 물론, 상기 TPU 분말이 첨가됨으로 인하여 히트 프레스(heat press)로 가공하는 공정상의 성형시간을 절반 수준으로 단축시킬 수 있는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder. More specifically, the present invention relates to an eco-friendly polyurethane foam composition made of water foam by mixing recycled PU scrap powder with polyol and 1. After mixing with tea, TPU powder and recycled PU scrap powder are added and reacted secondarily through a side-feeder, so that even if a larger amount of recycled material is used than before, foam sheets for shoes such as foam packages for shoe insoles or shoe uppers A shoe foam containing TPU powder and recycled PU scrap powder that not only has good product quality, but can also reduce the molding time during the heat press process by half due to the addition of the TPU powder. It relates to the manufacturing method of sheets.

일반적으로, 구두, 운동화, 등산화 등 각종 신발은 신발의 외관을 형성하는 갑피(Upper leather), 지면과 접촉되는 밑창(Outsole), 밑창의 상측에 설치되는 중창(Midsole) 및 발바닥과 접촉되는 안창(Insole, 이하 ‘인솔’이라 함)으로 이루어진다. 이때, 인솔은 신발의 내부 바닥면에 설치되어 보행 중에 지면으로부터 발바닥으로 작용되는 충격력을 완화시키고 착용감과 위생을 향상시키도록 형성된다.Generally, various types of shoes, such as shoes, sneakers, and hiking boots, have an upper leather that forms the exterior of the shoe, an outsole that is in contact with the ground, a midsole that is installed on the upper side of the sole, and an insole (that is in contact with the sole). It consists of an insole (hereinafter referred to as ‘insole’). At this time, the insole is installed on the inner bottom surface of the shoe to alleviate the impact force applied from the ground to the sole while walking and to improve fit and hygiene.

상기와 같은 신발 인솔(Insole)은 발의 건강이 인체에 매우 중요한 요소라는 연구결과를 토대로 다양한 기능이 부가되고 있다. 예컨대, 인솔에는 충격을 효과적으로 흡수할 수 있는 인체공학적 구조로 성형되거나 땀의 흡수성, 항균 및 탈취기능을 향상시키기 위한 소재가 많이 개발되고 있으며, 최근에는 신발 인솔에 열선이 내장되어 온열 기능을 제공함으로써 동절기에 동상을 방지할 수 있도록 하는 기술이 제안되고 있다.Shoe insoles such as those described above are being added with various functions based on research results showing that foot health is a very important factor for the human body. For example, many insoles are being molded into ergonomic structures that can effectively absorb shock, or materials are being developed to improve sweat absorption, antibacterial, and deodorizing functions. Recently, shoe insoles have been equipped with heating elements to provide a thermal function. Technology is being proposed to help prevent frostbite during the winter.

그리고 상기 신발 인솔용으로 많이 사용되는 재료로는 폴리우레탄(Polyurethane, PU), 에틸렌비닐아세테이트(Ethylene-vinyl acetate, EVA), 폴리에틸렌(Polyethylene, PE), 라텍스(Latex) 소재 등을 발포 성형하여 폼(foam) 시트 형태로 제조되며, 이들은 통상 접착제 또는 핫멜트 필름을 사용하여 천연 또는 인조 섬유(fiber)로 직조된 원단(fabric)과 접착된다.In addition, materials commonly used for shoe insoles include polyurethane (PU), ethylene-vinyl acetate (EVA), polyethylene (PE), and latex materials, which are foamed and molded. It is manufactured in the form of a (foam) sheet, and is usually bonded to a fabric woven from natural or artificial fibers using an adhesive or hot melt film.

이러한 접착공정은 액체상태의 접착제를 피착재에 도포한 후 건조를 통해 용제나 수분을 휘발시킨 상태에서 원단과 접착시킴으로써 재봉공정보다 공정시간과 작업인원을 줄일 수 있는 장점이 있으나, 비용 절감을 극대화하기 위해서는 액상 접착제를 사용하는 대신 열가소성 핫멜트 필름을 사용하여 히트 프레스로 원단을 접착시키는 공정이 많이 적용되고 있으며, 상기와 같이 원단과 합포된 폼(foam) 시트는 고온의 히트 프레스(heat press)에 의해 신발 인솔형상으로 가공하는 성형공정을 거치는 것이 일반적이다.This adhesion process has the advantage of reducing the process time and number of workers compared to the sewing process by applying liquid adhesive to the adherend and then adhering it to the fabric while drying it to volatilize the solvent or moisture, but it also maximizes cost savings. In order to do this, a process of bonding fabric with a heat press using a thermoplastic hot melt film is widely used instead of using a liquid adhesive, and the foam sheet combined with the fabric as described above is subjected to a high temperature heat press. It is common to go through a molding process to shape the shoe insole.

상기와 같은 신발용 폼(foam) 시트를 제조하는 종래기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2009-0086791호(신승욱)는 구두의 바닥면에 부착시켜 발이 미끄러지는 것을 예방해주고 우수한 충격흡수성 및 복원력을 갖기 위해, 0.8∼1.0g/㎤의 밀도를 갖는 고밀도 폴리우레탄 폼을 열처리한 후 냉각프레스로 가압하여 신발 쿠션의 형상으로 절편, 성형하여 이루어지는 쿠션층(10)과; 상기 쿠션층(10)이 피착물에 부착되는 표면에 폴리아크릴레이트, 천연고무 또는 합성고무 점착제, 열용융형 점착제가 코팅되어 있는 점착층(20); 및 상기 점착층(20)을 보호하는 이형지층(30);이 순차적으로 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고밀도 폴리우레탄 폼을 이용한 접착식 구두 쿠션에 관한 것이다.As a conventional technology for manufacturing the foam sheet for shoes as described above, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0086791 (Shin Seung-wook) prevents feet from slipping by attaching it to the bottom of a shoe and provides excellent shock absorption and resilience. In order to have, a cushion layer (10) made by heat-treating high-density polyurethane foam having a density of 0.8 to 1.0 g/cm3, then pressing it with a cooling press, and cutting and molding it into the shape of a shoe cushion; An adhesive layer (20) coated with polyacrylate, natural rubber or synthetic rubber adhesive, or heat-melt adhesive on the surface to which the cushion layer (10) is attached to an adherend; and a release layer (30) protecting the adhesive layer (20); It relates to an adhesive shoe cushion using high-density polyurethane foam, which is formed by sequentially stacking the adhesive layer (20).

또한, 동 특허 제10-1569659호(나이키 이노베이트 씨.브이.)에서는 요망되는 양의 열가소성 폴리우레탄 발포체 비드(thermoplastic polyurethane foam bead)를 물품 형상의 압축 모울드(compression mold)에 배치시키는 단계로서, 열가소성 폴리우레탄 발포체 비드가 0.01 내지 0.3g/㎤의 밀도를 갖는 단계, 모울드를 닫는 단계, 모울드를 300 내지 1,500초의 기간에 걸쳐 130℃ 내지 180℃의 최대 온도가 되게 하는 단계, 최대 온도에 도달한 직후 내지 그로부터 30초 내에 모울드를 300 내지 1,500초의 기간에 걸쳐 5℃ 내지 80℃의 온도로 냉각시키는 단계, 및 물품을 꺼내는 단계를 포함하는 발포된 물품(foamed article)을 성형하는 방법을 개시하고 있다.In addition, in Patent No. 10-1569659 (Nike Innovate C.V.), the step of placing a desired amount of thermoplastic polyurethane foam beads in a compression mold of the shape of the article, the thermoplastic polyurethane foam beads having a density of 0.01 to 0.3 g/cm3, closing the mold, allowing the mold to reach a maximum temperature of 130° C. to 180° C. over a period of 300 to 1,500 seconds, the maximum temperature being reached. A method of molding a foamed article is disclosed comprising cooling the mold to a temperature of 5° C. to 80° C. over a period of 300 to 1,500 seconds immediately or within 30 seconds thereafter, and removing the article. .

또한, 동 특허 제10-2096984호(바스프 에스이)는 폴리우레탄 발포체로 구성된 매트릭스 및 이에 포함된 열가소성 폴리우레탄의 발포입자를 포함하는 조합 발포체(combination foam)로서, 매트릭스 및 입자는 각각 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분으로 이루어지며, 매트릭스 및 입자의 폴리올 성분을 형성하는 기본구성 블록(basic building block)의 50중량% 이상이 동일하고, 매트릭스 및 입자의 폴리이소시아네이트 성분을 형성하는 기본구성 블록의 50중량% 이상이 동일하며, 이에 의해 매트릭스는 완전히 연속기포이고 매트릭스 내의 발포입자는 적어도 부분적으로 독립기포인 조합 발포체에 관한 것이다.In addition, Patent No. 10-2096984 (BASF SE) is a combination foam comprising a matrix composed of polyurethane foam and expanded particles of thermoplastic polyurethane contained therein, wherein the matrix and particles include a polyol component and a polyurethane component, respectively. It consists of an isocyanate component, and at least 50% by weight of the basic building blocks that form the polyol component of the matrix and particles are the same, and at least 50% by weight of the basic building blocks that form the polyisocyanate component of the matrix and particles are the same. The same applies to combination foams whereby the matrix is completely open cells and the foam particles within the matrix are at least partially closed cells.

그리고 본 발명자가 개발한 대한민국 특허 제10-2131606호의 소수성 나노실리카가 배합된 접착수지를 이용한 도트합포 신발 인솔 및 그 제조방법에 의하면, 소수성 작용기가 포함된 나노실리카를 접착수지에 배합하여 접착수지 내에서의 분산성 향상 및 내수성이 보강되고 인장강도가 증대되며, 또한 상기 접착수지는 신발 인솔형상 내에 음각의 도트 패턴이 메쉬타입(mesh-type)으로 형성된 전사롤러를 이용하여 폼(foam)과 원단(fabric) 중의 어느 일면에 전사되어 성형됨으로써 오버플로우(overflow) 현상을 방지하여 접착 성능이 우수할 뿐만 아니라 보다 얇은 두께(10 ~ 40㎛)의 접착수지를 도포하더라도 종래의 제품보다 균일한 접착강도와 우수한 내구성을 확보하고 부드러운 감촉을 나타내면서 제품의 경량화 및 재료비를 절감할 수 있는 효과가 있다.And according to the dot composite shoe insole using an adhesive resin mixed with hydrophobic nano-silica and its manufacturing method developed by the present inventor in Korean Patent No. 10-2131606, nano-silica containing a hydrophobic functional group is mixed with the adhesive resin to form an adhesive in the adhesive resin. Dispersibility is improved, water resistance is strengthened, and tensile strength is increased, and the adhesive resin is used to transfer foam and fabric using a transfer roller with a mesh-type engraved dot pattern within the shape of the shoe insole. By being transferred and molded to one side of the fabric, it not only has excellent adhesive performance by preventing overflow, but also has more uniform adhesive strength than conventional products even when a thinner thickness (10 ~ 40㎛) of adhesive resin is applied. It has the effect of securing excellent durability and providing a soft texture while making the product lighter and reducing material costs.

상기 특허 제10-2131606호는 전사롤러 표면에 도포된 접착수지 중 음각의 도트 패턴이외에 도포된 접착수지를 제거하고 신발 인솔형상 내에 음각의 도트 패턴이 메쉬타입(mesh-type)으로 형성된 전사롤러 표면에 도포된 접착수지를 폼(foam)과 원단(fabric) 중의 어느 일면에 전사하여 압착함으로써 신발 인솔형상을 재단한 후 발생되는 35 ~ 40% 정도의 스크랩을 각각의 폼과 원단으로 손쉽게 분리하여 재활용할 수 있어 환경 친화적이고 원가 절감을 실현할 수 있는 장점이 있다.Patent No. 10-2131606 is a transfer roller surface in which the adhesive resin applied to the surface of the transfer roller other than the negative dot pattern is removed and the negative dot pattern is formed in a mesh-type within the shape of the shoe insole. By transferring the adhesive resin applied to one side of the foam or fabric and pressing it, approximately 35 to 40% of the scrap generated after cutting the shape of the shoe insole can be easily separated into each foam and fabric for recycling. This has the advantage of being environmentally friendly and cost-saving.

한편, 본 발명에서는 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 재활용 PU 스크랩 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후에 사이드 피드(side-feeder)를 통하여 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 첨가하면서 반응시킴으로써 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용하더라도 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트 제품의 품질이 우수하며, 아울러 히트 프레스(heat press)에 의해 가공하는 공정상의 성형시간을 단축시킬 수 있는 신발용 폼 시트의 제조방법에 관하여 연구하였다.Meanwhile, in the present invention, for an eco-friendly polyurethane foam composition made of water foam, recycled PU scrap powder is first mixed with polyol, and then TPU powder and recycled PU scrap powder are mixed secondarily through a side-feeder. By adding and reacting, the quality of shoe foam sheet products such as shoe insoles or foam packages for shoe uppers is superior even if a larger amount of recycled material is used than before, and the molding time during the heat press process is reduced. We studied the manufacturing method of foam sheets for shoes that can be shortened.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-0086791호(공개일자 2009년08월14일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2009-0086791 (publication date: August 14, 2009) 대한민국 등록특허공보 제10-1569659호(공고일자 2015년11월16일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1569659 (announcement date: November 16, 2015) 대한민국 등록특허공보 제10-2096984호(공고일자 2020년04월03일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2096984 (announcement date: April 3, 2020) 대한민국 등록특허공보 제10-2131606호(공고일자 2020년07월08일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2131606 (announcement date: July 8, 2020)

본 발명의 목적은 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 재활용 PU(Polyurethane) 스크랩 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후 사이드 피드(side-feeder)를 통해 공정상의 처리속도를 조절하여 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 첨가하면서 반응시킴으로써 원재료의 점도 상승을 방지하여 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용하더라도 제품의 품질이 기존과 동등한 수준의 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트를 형성할 수 있으며, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU 분말을 함유함으로써 그로부터 형성된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 히트 프레스(heat press)로 성형시키는 공정상의 시간을 절반 수준으로 줄임에 따라 제품 생산성을 대폭 향상시킴과 동시에 고가의 에너지 비용을 절감하고 탄소 배출량을 획기적으로 줄일 수 있는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to first mix recycled PU (Polyurethane) scrap powder with polyol for an eco-friendly polyurethane foam composition made of water foam, and then adjust the processing speed through a side-feeder. By reacting TPU (Thermoplastic polyurethane) powder and recycled PU scrap powder as a second addition, the viscosity of the raw material is prevented from increasing, making the product a foam for shoe insoles or shoe uppers that is of the same quality as before, even if a larger amount of recycled materials is used than before. A foam sheet for shoes, such as a package, can be formed, and the polyurethane foam composition contains TPU powder with an average particle size of 50 to 300㎛, and the polyurethane foam sheet formed therefrom is placed in a mold and molded by a heat press. Manufacture of shoe foam sheets containing TPU powder and recycled PU scrap powder that can significantly improve product productivity by reducing the process time by half, while reducing expensive energy costs and dramatically reducing carbon emissions. The goal is to provide a method.

본 발명에 따른 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법은, 원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 구성되는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 신발용 폼 시트를 제조함에 있어서, 상기 폴리올(Polyol)에 대하여 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 20중량%의 비율로 혼합한 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계(S100); 이에 대하여 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 TPU 분말 5 ~ 30중량%, 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 30중량%의 비율로 첨가한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하는 단계(S200); 상기 폴리우레탄 블록 폼을 원하는 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300); 상기 원하는 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트를 원단과 합포하는 단계(S400); 상기 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 히트 프레스(heat press)에 의해 특정 형상의 제품으로 성형 및 재단하는 단계(S500);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing a shoe foam sheet containing TPU powder and recycled PU scrap powder according to the present invention uses polyol, isocyanate, chain extender, and water as a foaming agent as raw materials. In manufacturing a foam sheet for shoes using a polyurethane foam composition composed of a ratio of 0.1 to 2% by weight, 10 to 20% by weight of recycled PU scrap powder is added based on the total weight of the polyurethane foam composition with respect to the polyol. Preparing a polyurethane foam composition mixed at a ratio (S100); In this regard, 5 to 30% by weight of TPU powder and 10 to 30% by weight of recycled PU scrap powder are added through a side-feeder based on the total weight of the polyurethane foam composition, and then reacted to form polyurethane block foam. Manufacturing step (S200); Cutting the polyurethane block foam to a desired thickness to form a polyurethane foam sheet (S300); Combining the polyurethane foam sheet cut to the desired thickness with fabric (S400); It is characterized by consisting of a step (S500) of putting the polyurethane foam sheet combined with the fabric into a mold and molding and cutting it into a product of a specific shape by heat pressing.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 재활용 PU 스크랩 분말은 평균 입자크기 50 ~ 300㎛의 크기로 분쇄된 것이고, 상기 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말은 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 버진(virgin) TPU 및 재생(recycled) TPU 중에서 선택되는 어느 1종을 단독으로 사용하거나 이들을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하고 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the recycled PU scrap powder is ground to an average particle size of 50 to 300 ㎛, and the TPU (Thermoplastic polyurethane) powder is virgin TPU with an average particle size of 50 to 300 ㎛. It is characterized in that any one selected from among and recycled TPU is used alone or in a mixture thereof.

상기 폴리우레탄 폼 시트를 원단과 합포하는 단계(S400)에서 사용되는 접착제는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 어느 1종의 수지조성물로 이루어지는 액상 접착제 또는 핫멜트 필름로서, 상기 특정 형상의 제품은 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지 중의 어느 1종인 것을 특징으로 한다.The adhesive used in the step of combining the polyurethane foam sheet with the fabric (S400) is a liquid adhesive or hot melt film made of a resin composition selected from thermoplastic polyurethane (TPU) or ethylene vinyl acetate (EVA), The product of a specific shape is characterized as being either a shoe insole or a foam package for a shoe upper.

본 발명에 의한 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법은, 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 폼 조성물에 대하여 재활용 PU 스크랩 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후 사이드 피드(side-feeder)를 통해 공정상의 처리속도를 적절히 조절하여 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 첨가하면서 반응시킴으로써 원재료의 점도 상승을 방지하여 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용하더라도 제품의 품질이 기존과 동등한 수준의 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트를 형성할 수 있는 장점이 있다.The method for manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder according to the present invention is to mix recycled PU scrap powder with polyol and 1 for an eco-friendly polyurethane (PU) foam composition made of water foam. After mixing with tea, the processing speed in the process is appropriately adjusted through a side-feeder, and TPU powder and recycled PU scrap powder are added and reacted secondarily, thereby preventing an increase in the viscosity of the raw materials and using a larger amount of recycled materials than before. However, it has the advantage of being able to form foam sheets for shoes, such as foam packages for shoe insoles or shoe uppers, with the same level of product quality as existing products.

또한, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 함유함으로써 그로부터 형성된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 히트 프레스(heat press)에 의해 성형하는 공정상의 시간을 절반 수준으로 줄임에 따라 제품 생산성을 대폭 향상시킴과 동시에 고가의 에너지 비용을 절감하고 탄소 배출량을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.In addition, the polyurethane foam composition contains TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300㎛, so that the process time for putting the polyurethane foam sheet formed therefrom into a mold and molding by heat pressing is reduced by half. This has the effect of significantly improving product productivity while reducing expensive energy costs and dramatically reducing carbon emissions.

도 1은 본 발명에 따른 신발용 폼 시트의 제조방법을 나타내는 공정순서도이다.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing a foam sheet for shoes according to the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법에 대하여 설명하기로 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.Hereinafter, a method for manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder of the present invention will be described with reference to the drawings, which will be explained by a person skilled in the art to which the present invention pertains. This is for illustrative purposes to the extent that it can be easily implemented, but this does not mean that the technical idea and scope of the present invention is limited.

일반적으로, 폴리우레탄 수지는 중합체 중에 이소시아네이트기(-NCO)와 수산기(-OH)의 반응에 의해서 생성된 우레탄결합을 기본으로 하여 생성된 수지로서 그 원료는 폴리올(Polyol), 이소시아네이트(Isocyanate), 사슬연장제(Chain extender) 등을 포함하며, 폴리우레탄을 구성하는 소프트 세그먼트와 하드 세그먼트의 비율을 조절하면 고무와 같은 탄성이 있는 제품부터 플라스틱같이 경질의 제품까지 다양한 분자 설계가 가능하다.In general, polyurethane resin is a resin produced based on a urethane bond created by the reaction of an isocyanate group (-NCO) and a hydroxyl group (-OH) in a polymer, and its raw materials are polyol, isocyanate, It includes chain extenders, etc., and by adjusting the ratio of the soft and hard segments that make up polyurethane, various molecular designs are possible, from products with elasticity like rubber to hard products like plastic.

이러한 폴리우레탄 수지의 특징은 피막강도, 접착강도가 우수하기 때문에 얇은 코팅막의 제조가 가능하고 코팅피막의 탄력성이 풍부하여 촉감이 부드러운 다공질막 필름(film)이나 시트(sheet)로 제조할 수 있어 투습성, 통기성을 부여할 수 있을 뿐만 아니라 내한성이 우수하며, 가소제를 사용하지 않고 가공하기 때문에 가소제로 인하여 발생되는 작업성 문제가 적다.The characteristics of this polyurethane resin are that it has excellent film strength and adhesive strength, so it is possible to manufacture a thin coating film, and the coating film has high elasticity, so it can be manufactured into a porous film or sheet that is soft to the touch, making it moisture permeable. , it not only provides breathability but also has excellent cold resistance, and because it is processed without using plasticizers, there are fewer workability problems caused by plasticizers.

또한, 상기 폴리올은 이소시아네이트와 함께 반응하여 폴리우레탄을 제조하는데 사용되는 활성수소화합물로서 분자 중에 하이드록실기, 카르복실기, 아민기 등의 활성수소기를 2개 이상 가진 것을 말하며, 분자구조, 분자량, 작용기(functionality) 그리고 OH-value에 따라 다양한 종류를 사용함에 의해 폴리우레탄의 물성에 직접적인 영향을 미치게 된다.In addition, the polyol is an active hydrogen compound used to produce polyurethane by reacting with isocyanate. It refers to a compound having two or more active hydrogen groups such as hydroxyl group, carboxyl group, and amine group in the molecule, and has molecular structure, molecular weight, and functional group ( functionality) and the use of various types depending on the OH-value directly affects the physical properties of polyurethane.

예를 들면, 폴리에스테르 폴리올을 사용한 폴리우레탄은 폴리에테르 폴리올을 사용한 폴리우레탄에 비하여 인장강도, 경도와 신율이 높고 난연성이 우수할 뿐만 아니라 내화학성, 내약품 특성이 우수하여 산화에 강하고 폴리에스테르나 나일론 등으로 제직된 각종 원단과의 접착력이 우수한 반면에, 폴리에테르 폴리올과는 달리 가수분해하는 성질이 있어 내수성이 약하다는 것이 단점이다. 그러나 폴리에테르 폴리올을 사용한 폴리우레탄은 탄성이 우수하고 고온 다습한 환경 하에서도 사용이 가능하고 산과 알칼리에 대한 우수한 내구성을 보여주기 때문에 이들을 용도에 따라 단독 또는 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.For example, polyurethane using polyester polyol has higher tensile strength, hardness, and elongation than polyurethane using polyether polyol, and has excellent flame retardancy as well as excellent chemical resistance and chemical resistance properties, making it resistant to oxidation and superior to polyester. While it has excellent adhesion to various fabrics woven from nylon, etc., its disadvantage is that, unlike polyether polyol, it has the property of being hydrolyzed and has poor water resistance. However, polyurethane using polyether polyol has excellent elasticity, can be used even in high temperature and high humidity environments, and shows excellent durability against acids and alkalis, so it is preferable to use them alone or in combination depending on the application.

상기 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 수지의 제조는 에틸렌옥사이드의 중합으로 만들어진 폴리에테르가 디이소시아네이트와 혼합되면 폴리우레탄이 생성되며, 우레탄은 알코올기가 이소시아네이트와 반응할 때 생기는 혼합아미드-에스테르로서 디올 대신에 트리올을 사용하면 교차결합이 일어나서 열경화성 폴리우레탄이 생성된다.In the production of polyurethane (PU) resin, polyurethane is produced when polyether made by polymerization of ethylene oxide is mixed with diisocyanate, and urethane is a mixed amide-ester produced when an alcohol group reacts with isocyanate, and is used instead of diol. When triol is used, cross-linking occurs and thermosetting polyurethane is produced.

이에 따라 본 발명은 원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 구성되는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 신발용 폼 시트를 제조함에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU 분말 5 ~ 30중량% 및 재활용 PU 스크랩 분말 20 ~ 50중량%의 비율로 함유하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention uses a polyurethane foam composition consisting of polyol, isocyanate, chain extender as raw materials, and water as a foaming agent in a ratio of 0.1 to 2% by weight to manufacture shoes. In manufacturing the foam sheet, the polyurethane foam composition is characterized in that it contains 5 to 30% by weight of TPU powder with an average particle size of 50 to 300㎛ and 20 to 50% by weight of recycled PU scrap powder based on the total weight of the polyurethane foam composition. do.

본 발명에서는 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 발포제로서 물(water)을 0.1 ~ 2중량% 범위로 포함함으로써 경도(ASKER C-Type) 8 ~ 40 및 밀도 0.05 ~ 0.35g/㎤ 이내의 범위를 갖는 신발용 폼 시트(예를 들면, 신발 인솔, 신발 갑피용 폼 패키지 등)를 형성할 수 있는데, 발포제인 물(water)은 폴리올 성분과 미리 혼합하거나 추후 이소시아네이트 성분과 혼합함과 동시에 폴리올 성분과 혼합될 수도 있다.In the present invention, water as a foaming agent is included in the range of 0.1 to 2% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition, thereby having a hardness (ASKER C-Type) of 8 to 40 and a density of 0.05 to 0.35 g/cm3. Foam sheets for shoes (e.g., shoe insoles, foam packages for shoe uppers, etc.) can be formed. Water, a foaming agent, is mixed in advance with the polyol component or later mixed with the isocyanate component and simultaneously mixed with the polyol component. It could be.

상기 발포제는 작업성 및 친환경성을 고려하여 저탄소원인 물(water)을 일정량 포함함으로써 탄소 배출을 최소로 저감시키면서 원하는 밀도의 폴리우레탄 폼 성형체를 제조할 수 있으며(물은 이소시아네이트 화합물과 반응하여 이산화탄소 가스를 발생함), 본 발명은 기존에 많이 사용되는 발포제로서 이산화탄소, 클로로플루오로카본 등의 플루오르화카본류, 펜탄 및 시클로펜탄 등의 탄화수소류, 플루오르화 탄화수소류, 또는 에어로딩장치를 이용하여 공기나 질소 가스를 폴리올 성분에 미리 분산해 놓는 방식은 작업성이 불량할 뿐만 아니라 탄소 배출 등의 환경적 유해성 및 고가의 에너지 비용 등을 고려하여 바람직하지 않는 것으로 연구되었다.The foaming agent can manufacture a polyurethane foam molded body of desired density while minimizing carbon emissions by containing a certain amount of water, a low-carbon source, in consideration of workability and eco-friendliness (water reacts with the isocyanate compound to produce carbon dioxide gas) ), the present invention is a widely used foaming agent that uses fluorinated carbons such as carbon dioxide and chlorofluorocarbons, hydrocarbons such as pentane and cyclopentane, fluorinated hydrocarbons, or air using an air loading device. Research has shown that the method of pre-dispersing nitrogen gas into the polyol component is not desirable considering not only poor workability but also environmental hazards such as carbon emissions and high energy costs.

본 발명에서는 수많은 시행착오를 거친 결과, 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 5 ~ 30중량% 비율로 함유함으로써 성형시간을 대폭적으로 단축할 수 있다는 사실을 발견하였으며, 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 분말은 동종의 고분자수지인 폴리우레탄(PU) 폼 조성물과의 물리적, 화학적 혼화성이 매우 우수하다는 사실을 기반으로 가장 적합한 혼련성을 갖는 입자크기로 분산시킴에 따라 히트 프레스(heat press)에 의한 성형성은 물론 제품의 품질(균질성, 탄성도, 내구성)이 매우 양호하게 된다.In the present invention, as a result of numerous trials and errors, the molding time can be significantly shortened by containing 5 to 30% by weight of TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300 ㎛ based on the total weight of the polyurethane foam composition. It was discovered that the thermoplastic polyurethane (TPU) powder has excellent physical and chemical miscibility with the polyurethane (PU) foam composition, a polymer resin of the same type, and was found to be a particle with the most suitable mixing properties. By dispersing in size, the moldability by heat press as well as the quality of the product (homogeneity, elasticity, durability) become very good.

상기 TPU 분말은 원하는 성형체의 경도와 밀도에 따라 특정된 범위 내에서 입자크기 또는 그 함량을 조절할 수 있는데, 평균 입자크기가 50㎛에 미달될 경우 폴리우레탄 폼 조성물과의 혼련성이 나빠지고, 300㎛를 초과할 경우 분산성이 불량해지기 때문에 성형 후 제조되는 제품의 불량률이 증가될 우려가 있다.The particle size or content of the TPU powder can be adjusted within a specified range depending on the hardness and density of the desired molded body. If the average particle size is less than 50㎛, the mixing ability with the polyurethane foam composition deteriorates, and the 300 If it exceeds ㎛, dispersibility becomes poor, so there is a risk that the defect rate of products manufactured after molding will increase.

또한, 상기 폴리우레탄 폼 조성물에 대한 TPU 분말의 함량이 5중량%에 미달될 경우 히트 프레스(heat press)에 의한 성형시간 단축효과가 미미하고, 30중량%를 초과하면 성형체의 경도를 균일하게 형성하기 위한 공정상의 조건 설정에 제약이 따르기 때문에 원하는 탄성(쿠션성)을 갖는 폼(foam) 성형체를 제조하기 어렵게 된다.In addition, if the content of TPU powder in the polyurethane foam composition is less than 5% by weight, the effect of shortening the molding time by heat pressing is minimal, and if it exceeds 30% by weight, the hardness of the molded body is uniformly formed. Because there are restrictions on setting process conditions for this, it becomes difficult to manufacture a foam molded body with desired elasticity (cushioning properties).

상기 TPU(열가소성 폴리우레탄)는 전형적인 (AB)n 형태의 공중합체로서 하드 세그먼트(hard segment)와 소프트 세그먼트(soft segment)가 반복되는 구조로 구성됨으로 인하여 열적 거동 및 표면 특성이 특이한 기계적, 물리적 성질을 가짐에 따라 강인성이 높고 내마모성, 유연성 및 가공성이 우수하여 표면 피복제나 인조 피혁용 등의 재료로서 많이 이용되고 있으며, 이는 별도의 가소제를 첨가하지 않더라도 열에 의해 소성가공이 가능한 탄성체라는 사실에 주안점을 두고 있다.The TPU (thermoplastic polyurethane) is a typical (AB)n type copolymer and is composed of a structure in which hard segments and soft segments are repeated, so it has unique thermal behavior and surface properties, as well as mechanical and physical properties. As it has high toughness and excellent wear resistance, flexibility, and processability, it is widely used as a material for surface coatings and artificial leather, and focuses on the fact that it is an elastic material that can be plasticized by heat even without adding a separate plasticizer. I am leaving it.

본 발명에서 사용되는 재활용 PU 스크랩은 예를 들면, 본 발명자가 개발한 특허 제10-2131606호의 소수성 나노실리카가 배합된 접착수지를 이용한 도트합포 신발 인솔의 제조방법으로부터, 폼(10)과 원단(30)이 합포된 패키지(package) 중의 신발 인솔형상을 재단한 후 발생되는 35 ~ 40% 정도의 스크랩을 각각의 폼과 원단으로 손쉽게 분리하여 재활용할 수 있음은 물론이다.The recycled PU scrap used in the present invention is, for example, foam (10) and fabric ( 30) Of course, about 35 to 40% of the scrap generated after cutting the shape of the shoe insole in the combined package can be easily separated into individual foams and fabrics and recycled.

상기와 같이 원단과 분리된 PU 스크랩은 단계별 분쇄공정을 거쳐서 평균 입자크기 50 ~ 300㎛의 크기로 분쇄된 재활용 PU 스크랩 분말을 원재료(폴리올)에 혼합함으로써 TPU 분말과 함께 균일하게 혼련되어 성형성이 저하되지 않을 뿐만 아니라 탄성이 양호함으로 인해 제품의 품질을 안정적으로 확보하기에 유리하다.The PU scrap separated from the fabric as described above goes through a step-by-step grinding process, and the recycled PU scrap powder pulverized to an average particle size of 50 ~ 300㎛ is mixed with the raw material (polyol) to uniformly knead with the TPU powder to improve moldability. Not only does it not deteriorate, but it has good elasticity, which is advantageous in ensuring stable product quality.

이에 따라 본 발명은 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 폼 조성물에 대하여 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 일정량 함유함으로써 그로부터 형성된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 히트 프레스(heat press)에 의해 성형하는 공정상의 시간을 절반 수준으로 줄임에 따라 제품 생산성을 대폭 향상시킴과 동시에 고가의 에너지 비용을 절감하고 탄소 배출량을 획기적으로 줄일 수 있다.Accordingly, the present invention contains a certain amount of TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300㎛ in an eco-friendly polyurethane (PU) foam composition made of water foam, and the polyurethane foam sheet formed therefrom is placed in a mold and heated. By reducing the molding process time by half by using a heat press, product productivity can be greatly improved, while expensive energy costs can be reduced and carbon emissions can be dramatically reduced.

또한, 본 발명은 재활용 PU 스크랩 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후 사이드 피드(side-feeder)를 통해 공정상의 조건과 처리속도를 조절하여 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 첨가하면서 반응시킴으로써 원재료의 점도 상승을 방지함에 따라 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용하더라도 제품의 품질이 기존과 동등한 수준의 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트를 형성할 수 있는 것이다.In addition, the present invention first mixes recycled PU scrap powder with polyol and then secondarily adds TPU powder and recycled PU scrap powder by controlling the process conditions and processing speed through a side-feeder. By reacting to prevent an increase in the viscosity of the raw materials, it is possible to form foam sheets for shoes, such as shoe insoles or foam packages for shoe uppers, with the same level of product quality as before, even if a larger amount of recycled materials are used than before.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법은, 원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 구성되는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 신발용 폼 시트를 제조함에 있어서, 상기 폴리올(Polyol)에 대하여 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 20중량%의 비율로 균일하게 혼합한 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계(S100); 이에 대하여 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 TPU 분말 5 ~ 30중량%, 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 30중량%의 비율로 첨가한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하는 단계(S200); 상기 폴리우레탄 블록 폼을 원하는 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300); 상기 원하는 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트를 원단과 합포하는 단계(S400); 상기 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 히트 프레스(heat press)에 의해 특정 형상의 제품으로 성형 및 재단하는 단계(S500);로 이루어진다.As shown in Figure 1, the method of manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder according to the present invention uses polyol, isocyanate, and chain extender as raw materials. In manufacturing foam sheets for shoes using a polyurethane foam composition consisting of 0.1 to 2% by weight of water as a foaming agent, the polyol is recycled based on the total weight of the polyurethane foam composition. Preparing a polyurethane foam composition uniformly mixed with PU scrap powder at a ratio of 10 to 20% by weight (S100); In this regard, 5 to 30% by weight of TPU powder and 10 to 30% by weight of recycled PU scrap powder are added through a side-feeder based on the total weight of the polyurethane foam composition, and then reacted to form polyurethane block foam. Manufacturing step (S200); Cutting the polyurethane block foam to a desired thickness to form a polyurethane foam sheet (S300); Combining the polyurethane foam sheet cut to the desired thickness with fabric (S400); It consists of putting the polyurethane foam sheet combined with the fabric into a mold and molding and cutting it into a product of a specific shape by heat pressing (S500).

먼저, 상기 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계(S100)에서는 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 구성되는 원재료 중의 폴리올(Polyol)에 대하여 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 20중량%의 비율로 1차 혼합하는데, 만일 상기 재활용 PU 스크랩 분말이 20중량%를 초과할 경우 원재료의 점도가 상승하여 추후 폼 반응을 위한 혼련이 어렵기 때문에 반응성이 불량하게 된다.First, in the step (S100) of manufacturing the polyurethane foam composition, polyol, isocyanate, chain extender, and water as a foaming agent are composed of 0.1 to 2% by weight. Polyol in the raw materials is first mixed at a ratio of 10 to 20% by weight of recycled PU scrap powder based on the total weight of the polyurethane foam composition. If the recycled PU scrap powder exceeds 20% by weight, the viscosity of the raw materials As it rises, it becomes difficult to mix for future foam reaction, resulting in poor reactivity.

상기와 같은 이유로, 종래에는 폴리우레탄 폼 조성물에 혼합되는 재활용 PU 스크랩 분말의 함량을 20중량% 이내로 제한하는 것이 폐기물을 재활용하는 통상적인 한계치로 인식되었으나, 본 발명에서는 상기 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 투입할 수 있는 별도의 사이드 피드(side-feeder)를 구비하여 원료의 배합에 따른 반응속도를 용이하게 조절함으로써 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 TPU 분말 5 ~ 30중량%와 더불어 재활용 PU 스크랩 분말의 함량을 최대 50중량%까지 포함할 수 있는 공정상의 기술을 확보하게 된 것이다.For the above reasons, conventionally, the content of recycled PU scrap powder mixed into the polyurethane foam composition is limited to 20% by weight or less, which is a common practice for recycling waste. Although it was recognized as a limit, in the present invention, the total weight of the polyurethane foam composition is increased by providing a separate side-feeder through which the recycled PU scrap powder can be secondarily introduced to easily control the reaction rate according to the combination of raw materials. As a standard, we have secured a process technology that can contain up to 50% by weight of recycled PU scrap powder in addition to 5 to 30% by weight of TPU powder.

이에 따라 본 발명에서는 폴리우레탄 블록 폼을 제조하는 단계(S200)에서 구비되는 사이드 피드(side-feeder)를 통해 공정상의 조건과 처리속도를 조절하여 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 TPU 분말 5 ~ 30중량%, 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 30중량%의 비율로 첨가함으로써 원재료의 점도 상승을 방지함에 따라 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용함에도 제품의 품질이 기존과 동등한 수준의 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트를 형성할 수 있게 된다는 사실을 확인하였다.Accordingly, in the present invention, the process conditions and processing speed are adjusted through a side-feeder provided in the step of manufacturing polyurethane block foam (S200), so that the TPU powder is 5 to 5% based on the total weight of the polyurethane foam composition. By adding 30% by weight and 10 to 30% by weight of recycled PU scrap powder, an increase in the viscosity of the raw materials is prevented, making the product for shoe insoles or shoe uppers of the same quality as before, even though a larger amount of recycled materials is used than before. It was confirmed that it was possible to form a foam sheet for shoes like a foam package.

상기와 같이 형성되는 폴리우레탄 블록 폼은 1 ~ 10㎜ 이내(통상 2, 4, 5, 6㎜ 등)의 원하는 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300); 및 상기 원하는 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트를 원단과 합포하는 단계(S400)를 거치게 되는바, 상기 폴리우레탄 폼 시트를 원단과 합포하는 단계(S300)에서 사용되는 접착제는 상기 폴리우레탄 폼 시트(PU foam sheet)와의 상용성이 우수한 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 어느 1종의 수지조성물로 이루어지는 액상 접착제 또는 핫멜트 필름을 사용하는 것이 가장 바람직하다.The polyurethane block foam formed as described above is cut to a desired thickness of 1 to 10 mm (usually 2, 4, 5, 6 mm, etc.) to form a polyurethane foam sheet (S300); And the step of combining the polyurethane foam sheet cut to the desired thickness with the fabric (S400). The adhesive used in the step of combining the polyurethane foam sheet with the fabric (S300) is the polyurethane foam sheet ( It is most preferable to use a liquid adhesive or hot melt film made of a resin composition selected from thermoplastic polyurethane (TPU) or ethylene vinyl acetate (EVA), which has excellent compatibility with PU foam sheets.

상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로 이루어지는 접착제는 용제를 사용하지 않아 친환경적일 뿐만 아니라 작업성과 생산성이 양호하고 유연한 재질상의 특성으로 인하여 다양한 원단과의 접착력을 확보하기에 유리하며, 특히 상기 폴리우레탄 폼 시트와의 강한 접착력을 장기간 유지하여 우수한 내구성을 확보할 수 있다.The adhesive made of thermoplastic polyurethane (TPU) or ethylene vinyl acetate (EVA) is not only environmentally friendly because it does not use solvents, but also has good workability and productivity and is advantageous for securing adhesion to various fabrics due to its flexible material characteristics. , In particular, excellent durability can be secured by maintaining strong adhesion with the polyurethane foam sheet for a long period of time.

다음으로, 상기 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드(mold)에 넣고 히트 프레스(heat press)에 의해 특정 형상의 제품으로 성형 및 재단하는 단계(S500)를 거쳐 신발용 폼 시트가 제조되는데, 통상적으로 상기 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 온도 150 ~ 200℃, 압력 40 ~ 60㎏f/㎠의 히트 프레스(heat press)에 의해 성형할 시 그에 소요되는 성형시간을 대폭 단축시킬 수 있는데, 신발 인솔의 경우 기존의 약 100초에서 40 ~ 60초 이내로 단축시킬 수 있으며, 신발 갑피용 폼 패키지는 기존의 약 40초에서 10 ~ 30초 이내로 단축시킬 수 있다.Next, a foam sheet for shoes is manufactured through the step (S500) of putting the polyurethane foam sheet combined with the fabric in a mold and molding and cutting it into a product of a specific shape by heat pressing, Typically, when a polyurethane foam sheet combined with the above fabric is placed in a mold and molded by heat press at a temperature of 150 to 200°C and a pressure of 40 to 60 kgf/cm2, the molding time required can be significantly shortened. In the case of shoe insoles, the time can be shortened from about 100 seconds to within 40 to 60 seconds, and the foam package for shoe uppers can be shortened from about 40 seconds to within 10 to 30 seconds.

상기와 같은 5단계(S100 ~ S500) 공정 중의 가장 핵심적인 특징은, 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 5 ~ 30중량% 비율로 함유함으로써 폴리우레탄 폼 조성물의 성형성이 향상되어 상기 히트 프레스(heat press)에 의해 신발 인솔형상으로 가공하는 단계(S400)에서의 성형시간을 절반 수준으로 단축시킬 수 있다는 것이다.The most essential feature of the above five-step (S100 ~ S500) process is that it contains 5 to 30% by weight of TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300㎛ based on the total weight of the polyurethane foam composition. By doing so, the moldability of the polyurethane foam composition is improved, and the molding time in the step (S400) of processing into a shoe insole shape by heat pressing can be reduced by half.

아울러 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 재활용 PU 스크랩 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후 사이드 피드(side-feeder)를 통해 공정상의 처리속도를 조절하여 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 첨가하면서 반응시킴에 따라 원재료의 점도 상승을 방지할 수 있어 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용함에도 불구하고 제품의 품질이 기존과 동등한 수준의 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트를 형성할 수 있는 것이다.In addition, recycled PU scrap powder with an average particle size of 50 ~ 300㎛ is first mixed with polyol, and then the processing speed is adjusted through a side-feeder to mix TPU powder and recycled PU scrap powder secondarily. By adding and reacting, an increase in the viscosity of the raw materials can be prevented, making it possible to produce shoe foam sheets such as shoe insoles or shoe upper foam packages with product quality equivalent to existing products, despite using a larger amount of recycled materials than before. It can be formed.

즉, 본 발명은 폴리우레탄 폼 조성물에 TPU 분말을 포함함에 따라 동일한 온도 및 압력 조건에 의한 히트 프레스(heat press) 작업을 실시하더라도 신발용 폼 시트로 가공하는 성형시간을 절반 수준으로 줄일 수 있음은 물론, 신발 인솔 등의 제조과정에서 대량으로 발생되는 PU폼 스크랩을 재활용함으로써 환경에 친화적이고 원가 절감을 실현할 수 있다.In other words, since the present invention includes TPU powder in the polyurethane foam composition, the molding time for processing into foam sheets for shoes can be reduced by half even if heat pressing is performed under the same temperature and pressure conditions. Of course, it is environmentally friendly and costs can be reduced by recycling PU foam scraps generated in large quantities during the manufacturing process of shoe insoles.

상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 분말은 동종의 고분자수지인 폴리우레탄 폼 조성물과의 화학적인 혼화성이 매우 우수하고 가장 적합한 혼련성을 갖는 입자크기로 분산됨에 따라 히트 프레스(heat press)에 의한 성형성이 매우 양호하며, 평균 입자크기가 50㎛에 미달될 경우 폴리우레탄 폼 조성물과의 혼련성이 나빠지고, 300㎛를 초과할 경우 분산성이 불량해지기 때문에 성형 후 제조되는 제품의 불량률이 증가될 우려가 있다. 또한, 그와 같은 이유와 마찬가지로 상기 TPU 분말에 포함되는 입자 중의 최대 입자크기는 500㎛를 초과하지 않는 것이 바람직하다.The thermoplastic polyurethane (TPU) powder has excellent chemical miscibility with the polyurethane foam composition, which is a polymer resin of the same type, and is dispersed in a particle size with the most appropriate kneading properties, making it moldable by heat press. This is very good. If the average particle size is less than 50㎛, the kneading property with the polyurethane foam composition deteriorates, and if it exceeds 300㎛, the dispersibility becomes poor, so the defective rate of products manufactured after molding may increase. There are concerns. Also, for the same reason, it is preferable that the maximum particle size of the particles contained in the TPU powder does not exceed 500㎛.

상기 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말은 버진(virgin) TPU 및 재생(recycled) TPU, 예를 들면 폐기되는 신발용 에어백(air-bag) 등을 회수하여 분쇄시킨 재생 TPU 중에서 선택되는 어느 1종을 단독으로 사용하거나 이들을 일정 비율로 배합하여 사용할 수도 있다.The TPU (Thermoplastic polyurethane) powder is made solely of one type selected from virgin TPU and recycled TPU, for example, recycled TPU obtained by recovering and pulverizing discarded shoe airbags, etc. It can be used or mixed in a certain ratio.

아래에서는 본 발명에 의한 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법을 구체적으로 살펴보기로 하되, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.Below, we will look at the manufacturing method of a shoe foam sheet containing TPU powder and recycled PU scrap powder according to the present invention in detail, but it can be easily performed by a person skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention will be explained through several preferred embodiments.

[실시예 1] 신발 인솔의 제조 [Example 1] Manufacturing of shoe insole

본 발명에 따라 제조되는 신발 인솔은 원재료로서 폴리올과 이소시아네이트와 사슬연장제, 및 발포제로서 물 등으로 구성되는 폴리우레탄 폼 조성물을 을 중합시켜 제조하는 방식으로, 아래와 같은 5단계로 이루어진다.The shoe insole manufactured according to the present invention is manufactured by polymerizing a polyurethane foam composition composed of polyol, isocyanate, chain extender, and water as a foaming agent, and consists of the following five steps.

▶ 제1단계: 원재료로서 폴리올과 이소시아네이트 및 발포제로서 물(water)을 0.1 ~ 2중량% 범위로 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 상기 폴리올(Polyol)에 대하여 평균 입자크기 150㎛인 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 20중량%의 비율로 혼합한 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였다.▶ Step 1: Recycled PU with an average particle size of 150㎛ for the polyol based on the total weight of a polyurethane foam composition containing polyol and isocyanate as raw materials and water as a blowing agent in the range of 0.1 to 2% by weight. A polyurethane foam composition was prepared by mixing scrap powder at a ratio of 10 to 20% by weight.

▶ 제2단계: 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 150㎛인 TPU 분말 5 ~ 30중량%와 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 30중량%를 첨가한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하였다.▶ Step 2: After adding 5 to 30% by weight of TPU powder with an average particle size of 150㎛ and 10 to 30% by weight of recycled PU scrap powder based on the total weight of the polyurethane foam composition through a side-feeder. The reaction was performed to prepare polyurethane block foam.

▶ 제3단계: 상기 폴리우레탄 블록 폼을 4㎜ 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하였다.▶ Third step: The polyurethane block foam was cut to a thickness of 4 mm to form a polyurethane foam sheet.

▶ 제4단계: 상기 4㎜ 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트를 열가소성 폴리우레탄(TPU) 핫멜트 필름을 이용하여 폴리에스테르섬유 원단과 합포하였다.▶ Step 4: The polyurethane foam sheet cut to a thickness of 4 mm was combined with polyester fiber fabric using a thermoplastic polyurethane (TPU) hot melt film.

▶ 제5단계: 상기 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 온도 170℃, 압력 50㎏f/㎠의 히트 프레스(heat press)에 의해 인발 인솔형상으로 성형하고 재단하여 신발 인솔을 제조하였다.▶ Step 5: The polyurethane foam sheet combined with the above fabric was placed in a mold and molded into a drawn insole shape by heat pressing at a temperature of 170°C and a pressure of 50 kgf/cm2 and cut to produce a shoe insole. .

상기 실시예 1에서와 같은 신발 인솔을 제조할 시, 제1단계 및 제2단계에서 폴리우레탄 폼 조성물에 포함되는 재활용 PU 스크랩 분말 및 TPU 분말의 비율에 따라 히트 프레스(heat press)에 의해 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 제5단계에서 신발 인솔형상으로 가공하는 성형시간을 측정하기 위해, 비교예 1과 같이 TPU 분말을 함유하지 않은 동일한 종류의 폴리우레탄 폼 시트를 신발 인솔형상으로 가공하는 성형시간과 비교하여 시험하였으며, 이에 따른 성형시간과 성형성 및 외관상태를 수회 평가한 결과에 대한 평균치를 아래 [표 1]에 나타내었다.When manufacturing the shoe insole as in Example 1, the fabric and the fabric are heat pressed according to the ratio of the recycled PU scrap powder and TPU powder contained in the polyurethane foam composition in the first and second steps. In order to measure the molding time for processing the combined polyurethane foam sheet into a shoe insole shape in the fifth step, the same type of polyurethane foam sheet without TPU powder as in Comparative Example 1 was processed into a shoe insole shape. The test was compared with time, and the average value of the results of multiple evaluations of molding time, moldability, and appearance condition is shown in [Table 1] below.

구분division 실시예
1-1
Example
1-1
실시예
1-2
Example
1-2
실시예
1-3
Example
1-3
실시예
1-4
Example
1-4
실시예
1-5
Example
1-5
실시예
1-6
Example
1-6
비교예
1
Comparative example
One
(제1단계) PU스크랩 분말(w%)(Step 1) PU scrap powder (w%) 1010 1010 1515 1515 2020 2020 1515 (제2단계) TPU분말(w%)(Step 2) TPU powder (w%) 55 1010 1515 2020 2525 3030 00 (제2단계) PU스크랩 분말(w%)(Step 2) PU scrap powder (w%) 3030 2525 2020 2020 1515 1010 00 (제5단계) 성형시간(초)(Step 5) Forming time (seconds) 6060 5757 5353 5050 4545 4040 100100 성형성 및 외관상태Formability and appearance condition 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good

[실시예 2] 신발 갑피용 폼 패키지의 제조 [Example 2] Manufacturing of foam package for shoe upper

본 발명에 따라 제조되는 신발 갑피용 폼 패키지는 원재료로서 폴리올과 이소시아네이트와 사슬연장제, 및 발포제로서 물 등으로 구성되는 폴리우레탄 폼 조성물을 중합시켜 제조하는 방식으로, 아래와 같은 5단계로 이루어진다.The foam package for shoe uppers manufactured according to the present invention is manufactured by polymerizing a polyurethane foam composition consisting of polyol, isocyanate, chain extender, and water as a foaming agent as raw materials, and consists of the following five steps.

▶ 제1단계: 원재료로서 폴리올과 이소시아네이트 및 발포제로서 물(water)을 0.1 ~ 2중량% 범위로 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 상기 폴리올(Polyol)에 대하여 평균 입자크기 150㎛인 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 20중량%의 비율로 혼합한 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였다.▶ Step 1: Recycled PU with an average particle size of 150㎛ for the polyol based on the total weight of a polyurethane foam composition containing polyol and isocyanate as raw materials and water as a blowing agent in the range of 0.1 to 2% by weight. A polyurethane foam composition was prepared by mixing scrap powder at a ratio of 10 to 20% by weight.

▶ 제2단계: 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 150㎛인 TPU 분말 5 ~ 30중량%와 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 30중량%를 첨가한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하였다.▶ Step 2: After adding 5 to 30% by weight of TPU powder with an average particle size of 150㎛ and 10 to 30% by weight of recycled PU scrap powder based on the total weight of the polyurethane foam composition through a side-feeder. The reaction was performed to prepare polyurethane block foam.

▶ 제3단계: 상기 폴리우레탄 블록 폼을 2㎜ 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하였다.▶ Third step: The polyurethane block foam was cut to a thickness of 2 mm to form a polyurethane foam sheet.

▶ 제4단계: 상기 2㎜ 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트를 열가소성 폴리우레탄(TPU) 핫멜트 필름을 이용하여 PU스킨필름 원단과 합포하였다.▶ Step 4: The polyurethane foam sheet cut to a thickness of 2 mm was combined with PU skin film fabric using a thermoplastic polyurethane (TPU) hot melt film.

▶ 제5단계: 상기 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 온도 170℃, 압력 50㎏f/㎠의 히트 프레스(heat press)에 의해 신발 갑피용 폼 패키지형상으로 성형하고 재단하여 신발 갑피용 폼 패키지를 제조하였다.▶ Step 5: Put the polyurethane foam sheet laminated with the above fabric into a mold and mold and cut it into the shape of a foam package for shoe uppers by heat pressing at a temperature of 170℃ and a pressure of 50kgf/cm2 to create shoe uppers. A foam package was manufactured.

상기 실시예 2에서와 같은 신발 갑피용 폼 패키지를 제조할 시, 제1단계 및 제2단계에서 폴리우레탄 폼 조성물에 포함되는 재활용 PU 스크랩 분말 및 TPU 분말의 비율에 따라 히트 프레스(heat press)에 의해 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 신발 갑피용 폼 패키지형상으로 가공하는 성형시간을 측정하기 위해, 비교예 2와 같이 TPU 분말을 함유하지 않은 동일한 종류의 폴리우레탄 폼 시트를 신발 갑피용 폼 패키지형상으로 가공하는 성형시간과 비교하여 시험하였으며, 이에 따른 성형시간과 성형성 및 외관상태를 수회 평가한 결과에 대한 평균치를 아래 [표 2]에 나타내었다.When manufacturing the foam package for shoe uppers as in Example 2, heat press according to the ratio of recycled PU scrap powder and TPU powder contained in the polyurethane foam composition in the first and second steps. In order to measure the molding time for processing a polyurethane foam sheet combined with fabric into a foam package shape for a shoe upper, the same type of polyurethane foam sheet without TPU powder as in Comparative Example 2 was processed into a foam package for a shoe upper. The test was compared with the molding time for processing into the shape, and the average value of the results of several evaluations of the molding time, moldability, and appearance condition is shown in [Table 2] below.

구분division 실시예
2-1
Example
2-1
실시예
2-2
Example
2-2
실시예
2-3
Example
2-3
실시예
2-4
Example
2-4
실시예
2-5
Example
2-5
실시예
2-6
Example
2-6
비교예
2
Comparative example
2
(제1단계) PU스크랩 분말(w%)(Step 1) PU scrap powder (w%) 1010 1010 1515 1515 2020 2020 1515 (제2단계) TPU분말(w%)(Step 2) TPU powder (w%) 55 1010 1515 2020 2525 3030 00 (제2단계) PU스크랩 분말(w%)(Step 2) PU scrap powder (w%) 3030 2525 2020 2020 1515 1010 00 (제5단계) 성형시간(초)(Step 5) Forming time (seconds) 2525 2323 2222 2020 1818 1515 4040 성형성 및 외관상태Formability and appearance condition 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good 양호Good

상기 [표 1], [표 2]에서와 같이, 실시예 1-1 내지 1-6에 의해 제조된 신발 인솔 및 실시예 2-1 내지 2-6에 의해 제조된 신발 갑피용 폼 패키지는 각각 비교예 1 또는 비교예 2와 마찬가지로 성형성 및 원단과 폴리우레탄 폼 시트간의 접착성과 외관상태 등의 품질이 모두 우수한 것으로 판명되었으며, 다만 상기 TPU 분말의 함량이 30w%를 초과할 경우에는 상기 히트 프레스(heat press)에 의한 성형작업 시, 상기 폴리우레탄 폼 시트 내에 존재하는 TPU 분말의 일부가 용융되는 현상으로 인하여 원단과 폴리우레탄 폼 시트가 합포되는 조인트부에 오버플로우(overflow)되는 현상이 일부 관찰됨에 따라 인솔 제품의 밀도와 경도가 불균일해질 가능성이 있음을 확인하였다.As shown in [Table 1] and [Table 2], the shoe insoles manufactured according to Examples 1-1 to 1-6 and the foam packages for shoe uppers manufactured according to Examples 2-1 to 2-6 were respectively As in Comparative Example 1 or Comparative Example 2, the quality such as moldability, adhesion between the fabric and the polyurethane foam sheet, and appearance were all found to be excellent. However, if the content of the TPU powder exceeds 30w%, the heat press During molding by heat press, some of the TPU powder present in the polyurethane foam sheet is melted, resulting in overflow at the joint where the fabric and polyurethane foam sheet are combined. It was confirmed that there is a possibility that the density and hardness of the insole product may become uneven.

이상과 같이, 본 발명은 친환경 폴리우레탄 폼 조성물에 일정한 입자크기의 TPU 분말을 적정 비율로 함유함으로써 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 히트 프레스(heat press)에 의해 신발 인솔형상으로 성형 가공하는 시간을 절반 수준으로 줄임에 따라 제품 생산성을 대폭 증진시킴과 동시에 고가의 에너지 비용을 절감할 수 있다.As described above, the present invention contains TPU powder of a certain particle size in an eco-friendly polyurethane foam composition at an appropriate ratio, and the polyurethane foam sheet combined with the fabric is molded and processed into the shape of a shoe insole by heat pressing. By reducing it by half, product productivity can be greatly improved and expensive energy costs can be reduced.

또한, 본 발명은 폴리우레탄 폼 조성물에 일정한 입자크기의 재활용 PU 스크랩 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후 사이드 피드(side-feeder)를 통해 공정상 조건과 처리속도 조절하여 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 2차로 첨가하면서 반응시킴으로써 원재료의 점도 상승을 방지하여 종래보다 다량의 재활용 소재를 사용하더라도 제품의 품질이 기존과 동등한 수준의 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지와 같은 신발용 폼 시트를 형성할 수 있음을 확인하였다.In addition, the present invention first mixes recycled PU scrap powder with a certain particle size with polyol in a polyurethane foam composition, and then adjusts the process conditions and processing speed through a side-feeder to produce TPU powder and recycling. By reacting with the secondary addition of PU scrap powder, an increase in the viscosity of the raw material is prevented, making foam sheets for shoes such as shoe insoles or foam packages for shoe uppers with the same level of product quality as before, even when using a larger amount of recycled materials than before. It was confirmed that it could be formed.

[실험예][Experimental example]

본 발명에 의한 폴리우레탄 폼 조성물의 예시적인 특성을 확인하기 위해, 본 발명에서 필요로 하는 경도와 밀도의 범위 내에서 실시예 1-4 및 실시예 2-4와 같이, 평균 입자크기가 약 150㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 20중량% 범위로 함유함과 동시에 재활용 PU 스크랩 분말을 35중량% 범위로 함유하는 2종의 폴리우레탄 폼 시트(신발 인솔, 신발 갑피용 폼 패키지)를 기존의 히트 프레스와 동일한 조건으로 제조하였으며(온도 150 ~ 200℃ & 압력 40 ~ 60㎏f/㎠), 이에 대한 물성을 수회 테스트한 결과를 아래 [표 3]에 나타내었다.In order to confirm exemplary properties of the polyurethane foam composition according to the present invention, the average particle size is about 150, as in Examples 1-4 and 2-4, within the range of hardness and density required by the present invention. Two types of polyurethane foam sheets (shoe insole, foam package for shoe upper) containing 20% by weight of TPU (Thermoplastic polyurethane) powder of ㎛ and 35% by weight of recycled PU scrap powder were manufactured as existing products. It was manufactured under the same conditions as the heat press (temperature 150 ~ 200℃ & pressure 40 ~ 60kgf/cm2), and the results of several tests for its physical properties are shown in [Table 3] below.

물성Properties 단위unit 신발 인솔shoe insole 신발 갑피용 폼 패키지Foam package for shoe uppers 경도(ASKER C)Hardness (ASKER C) -- 30 / 29 / 29 / 30 / 2930/29/29/30/29 19 / 19 / 19 / 20 / 2019 / 19 / 19 / 20 / 20 밀도density g/㎤g/㎤ 0.148 / 0.148 / 0.1480.148 / 0.148 / 0.148 0.142 / 0.143 / 0.1430.142 / 0.143 / 0.143 인열강도Tear strength ㎏f/㎝kgf/cm 3.1 / 3.0 / 3.13.1 / 3.0 / 3.1 2.4 / 2.4 / 2.62.4 / 2.4 / 2.6 인장강도tensile strength ㎏f/㎠㎏f/㎠ 6.4 / 6.1 / 6.66.4 / 6.1 / 6.6 5.6 / 5.3 / 5.45.6 / 5.3 / 5.4 신율elongation %% 105 / 105 / 111105 / 105 / 111 123 / 110 / 118123 / 110 / 118 수축률shrinkage rate %% 0.18 / 0.17 / 0.150.18 / 0.17 / 0.15 0.09 / 0.05 / 0.050.09 / 0.05 / 0.05

- 경도 : JIS K 7312에 근거한 ASKER C형 Durometer- Hardness: ASKER C Type Durometer based on JIS K 7312

상기 [표 3]에서와 같이, 본 발명에 따른 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트는 히트 프레스(heat press)에 의한 성형시간을 종래보다 절반 수준으로 단축했음에도 불구하고, 인열강도, 인장강도, 신율, 수축률 등의 전반적인 물성이 TPU 분말을 함유하지 않은 기존의 폴리우레탄 폼 시트와 동등한 수준으로 제조될 수 있음을 확인하였으며, 상기 폴리우레탄 폼 성형체는 경도(ASKER C-Type) 8 ~ 40 및 밀도 0.05 ~ 0.35g/㎤ 이내의 범위를 갖게 된다.As shown in [Table 3], the foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder according to the present invention has phosphorus It was confirmed that the overall physical properties such as thermal strength, tensile strength, elongation, and shrinkage can be manufactured at the same level as existing polyurethane foam sheets that do not contain TPU powder, and the polyurethane foam molded body has hardness (ASKER C-Type ) ranges from 8 to 40 and density within 0.05 to 0.35 g/cm3.

따라서 본 발명에 의해 제조되는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 치환, 변형 및 변경이 가능한 것으로, 특히 환경에 친화적이고 생산성과 제조비용을 줄일 수 있는 장점이 있어 균일한 성형성과 내구성이 요구되는 각종 신발 인솔 및 신발 갑피(장식)용 폼 패키지는 물론, 섬유나 천연 및 합성피혁, 플라스틱 등으로 제조되는 의류, 가방, 스포츠용품이나 생활용품, 산업용품 등의 내부에 사용되는 성형재, 완충재, 충진재와 같은 기능이 요구되는 다양한 용도에 적용될 수 있다.Therefore, the shoe foam sheet containing TPU powder and recycled PU scrap powder manufactured by the present invention can be substituted, modified, and changed into various forms without departing from the technical spirit of the present invention, and is especially environmentally friendly. It has the advantage of reducing productivity and manufacturing costs, so it provides foam packages for various shoe insoles and shoe uppers (decoration) that require uniform formability and durability, as well as clothing and bags made of fiber, natural and synthetic leather, plastic, etc. , It can be applied to a variety of applications that require functions such as molding materials, cushioning materials, and fillers used inside sporting goods, household goods, and industrial products.

Claims (6)

원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 구성되는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 신발용 폼 시트를 제조함에 있어서,
상기 폴리올(Polyol)에 대하여 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 20중량%의 비율로 혼합한 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계(S100);
이에 대하여 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 TPU 분말 5 ~ 30중량%, 재활용 PU 스크랩 분말 10 ~ 30중량%의 비율로 첨가한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하는 단계(S200);
상기 폴리우레탄 블록 폼을 원하는 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300);
상기 원하는 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트를 원단과 합포하는 단계(S400);
상기 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 몰드에 넣고 히트 프레스(heat press)에 의해 특정 형상의 제품으로 성형 및 재단하는 단계(S500);
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법.
Foam sheets for shoes are manufactured using a polyurethane foam composition consisting of polyol, isocyanate, chain extender as raw materials, and water as a foaming agent in a ratio of 0.1 to 2% by weight. In doing so,
Preparing a polyurethane foam composition mixed with the polyol at a ratio of 10 to 20% by weight of recycled PU scrap powder based on the total weight of the polyurethane foam composition (S100);
In this regard, 5 to 30% by weight of TPU powder and 10 to 30% by weight of recycled PU scrap powder are added through a side-feeder based on the total weight of the polyurethane foam composition, and then reacted to form polyurethane block foam. Manufacturing step (S200);
Cutting the polyurethane block foam to a desired thickness to form a polyurethane foam sheet (S300);
Combining the polyurethane foam sheet cut to the desired thickness with fabric (S400);
Putting the polyurethane foam sheet combined with the fabric into a mold and molding and cutting it into a product of a specific shape by heat pressing (S500);
A method of manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder, characterized in that it consists of.
제1항에 있어서,
상기 재활용 PU 스크랩 분말은 평균 입자크기 50 ~ 300㎛의 크기로 분쇄된 것을 특징으로 하는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법.
According to paragraph 1,
A method of manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder, characterized in that the recycled PU scrap powder is pulverized to an average particle size of 50 to 300㎛.
제1항에 있어서,
상기 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말은 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 버진(virgin) TPU 및 재생(recycled) TPU 중에서 선택되는 어느 1종을 단독으로 사용하거나 이들을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법.
According to paragraph 1,
The TPU (Thermoplastic polyurethane) powder is a TPU powder selected from virgin TPU and recycled TPU with an average particle size of 50 to 300 ㎛, used alone or in a mixture thereof. Method for manufacturing footwear foam sheets containing recycled PU scrap powder.
제1항에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼 시트를 원단과 합포하는 단계(S400)에서 사용되는 접착제는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 어느 1종의 수지조성물로 이루어지는 액상 접착제 또는 핫멜트 필름인 것을 특징으로 하는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법.
According to paragraph 1,
The adhesive used in the step of combining the polyurethane foam sheet with the fabric (S400) is a liquid adhesive or hot melt film made of a resin composition selected from thermoplastic polyurethane (TPU) or ethylene vinyl acetate (EVA). A method of manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder.
제1항에 있어서,
상기 특정 형상의 제품은 신발 인솔 또는 신발 갑피용 폼 패키지 중의 어느 1종인 것을 특징으로 하는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트의 제조방법.
According to paragraph 1,
A method of manufacturing a foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder, wherein the product of the specific shape is any one of a shoe insole or a foam package for a shoe upper.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 제조방법으로 형성된 것을 특징으로 하는 TPU 분말 및 재활용 PU 스크랩 분말을 함유하는 신발용 폼 시트.A foam sheet for shoes containing TPU powder and recycled PU scrap powder, characterized in that it is formed by the manufacturing method of any one of claims 1 to 5.
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