KR20010088541A - 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유성의 접착성 모노머 혼합물을 포함하고 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제를 제공하는 것으로서, 특히 신발에 사용되는 폴리우레탄 재질과 면 또는 나이론과의 접착이 용이하도록 한 것이다.
상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 140~40중량부와, 물 60~10중량부 및 수용화제 0.2~5중량부로 이루어지는 혼합물을 용매로서 포함한다.
본 발명에 따른 접착제는 통상의 접착제에 비해 접착력과 내수성 등의 물성을 그대로 유지하면서도 인체 및 환경에는 무해할 뿐만 아니라, 통상의 유기용매의 사용시에 야기될 수 있는 폭발가능성을 배제할 수 있고, 접착제의 제조원가를 절감하여 생산성 및 수익성을 증대시킬 수 있는 장점을 가진다.

Description

유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제{Adhesive with non-added emulsifier for manufacturing shoes}
본 발명은 유화제가 함유되지 않은 접착제에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 신발을 제조하는 제화산업 분야에서 신발제조용으로 사용되어 온 종래의 접착제에 비해 접착력과 내수성 등의 물성을 그대로 유지하면서도 인체 및 환경에는 무해하고, 유기용매의 사용으로 인한 폭발가능성을 배제할 수 있으며, 원가가 저렴한 용매 시스템의 채택으로 인해 생산성 및 수익성을 증대시킬 수 있는 장점을 가지는신발 제조를 위한 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제에 관한 것이다.
일반적으로 제화산업 분야에서는 신발의 제조공정중에 폴리우레탄 재질과 면 또는 나이론을 서로 합포하거나, 접착시키기 위해 소정의 강도의 결합력을 가지는 접착제를 사용하는 것이 일반적이다. 이러한 접착제는 기본적 필수 구성성분으로서 접착력을 발휘하게 되는 다양한 모노머를 예컨대 톨루엔(C7H8), 메탄올(CH3OH), 초산에틸 등과 같은 인체에 유해한 유화제(乳化劑, emulsifier)와 함께 주원료로 사용하여 상기 모노머와 촉매반응을 시키는 방법으로 생산되고 있다.
구체적으로, 종래의 신발제조용 접착제 제조방법은 크게 용액중합과 유화중합의 방법으로 분류할 수 있다. 우선, 소위 "용액중합 방법"으로 제조되는 접착제는, 톨루엔 35중량부, 메탄올 20중량부, 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, CH2=CHCOOC4H9) 30중량부, 메틸 메타크릴레이트(Methyl methacrylate, CH2=C(CH3)COOCH3) 5중량부, 비닐 아세테이트(vinyl acetate, CH2=CHOCOCH3) 5중량부, 아크릴산(acrylic acid, CHCOOH) 3중량부 및 아크릴아미드(acrylamide, CH2=CHCONH2) 2중량부를 포함하는 조성물로 이루어질 수 있다.
그러나, 종래의 용액중합 방법으로 제조되는 접착제는 증발성과 휘발성이 강한 유독성의 유화제인 톨루엔과 메탄올 및 초산에틸 등의 함량이 50중량부 이상이므로 중합반응 공정중에 과도한 발열반응으로 인한 폭발의 위험성을 내재하고 있을 뿐만 아니라, 상기 유화제의 독성으로 인해 환경을 오염시킴은 물론, 작업자의 인체에 유해한 영향을 미치는 문제점이 있는 것이었다.
또한, 소위 "유화중합 방법"으로 제조되는 접착제는, 부틸 아크릴레이트 28중량부, 메틸 메타크릴레이트 5중량부, 비닐 아세테이트 5중량부, 아크릴산 5중량부, 아크릴아마이드 1.8중량부, 암모늄 아황산염(Ammunium persulfate, (NH4)2S2O8) 0.2중량부, 기타 유기용매 3중량부, 그리고 후첨가제 2중량부 및 물 50중량부를 포함하는 조성물로 이루어질 수 있다.
전술한 바와 같은 종래의 유화중합 방법으로 제조되는 접착제는, 물을 용매로 사용하고 유화제와 단량체 그리고 촉매를 반응시키는 수계 접착제(대한민국 특허공개 1989-6778, 1991-21456, 1997-1496, 1998-65755, 1999-1962, 2000-26587)로서, 인체 및 환경의 오염을 어느 정도 해소할 수 있는 장점을 제공할 수는 있었으나, 다량의 수분을 함유하고 있어서 이러한 수분을 건조시키기 위해 별도의 기계설비가 제공되어야 하는 문제점이 있었다.
또한, 접착제는 용도에 따라 요구되는 접착력의 강도 수준이 매우 다양함에도 불구하고 상기 유화중합 방법으로 제조되는 접착제는 접착력의 강도면에서 한계를 가지기 때문에, 본 발명에 따른 접착제가 사용될 수 있는 제화산업분야의 신발제조 공정에서 요구되는 정도의 접착 강도에는 부응하기 어려운 점이 있으며, 또한 인체에 해로운 유화제, 소포제 등을 소량 포함하고 있는 문제점이 여전히 해결되지 않은 것이었다.
다시 말해서, 용액중합 방법의 경우에는 유성인 유화제가 증발됨에 따라서 균일한 용액에서 연속적인 피막이 형성되는 반면, 유화중합 방법의 경우에는 수성용매(물(H2O))의 건조에 의해서 피막이 형성되므로, 제조시에 예컨대 계면활성제나 소포제, 점도조절제 등과 같이 접착 성능에 직접 기여하지 않는 저분자량 성분이 함유되며, 이러한 현상은 피막의 형성방법과 형성과정에 따라 다소 차이가 있지만 전술한 용액중합에 비해 내습내수성이 떨어진다는 것이 유화중합의 큰 단점으로 지적되고 있다.
따라서, 접착제를 신발 제품을 제조하는 제화공장에서 사용할 경우, 신발 갑피의 원단 종류에 따라 요구되는 접착력의 차이는 현저하게 발생될 수 있는데, 유화중합 방법으로 제조된 수성 접착제는 접착력의 범위가 협소하기 때문에, 결과적으로 신발의 제조공정중에는 불가피하게 용액중합 방법으로 제조된 접착제와 유화중합으로 제조된 접착제를 병용해야 하는 것이다.
이 경우에, 환경문제와 작업자에 대한 유해성을 개선하기 위해 유화중합방법으로 제조한 접착제를 사용하고자 하는 본래의 목적이 달성되지 않을 뿐만 아니라, 용액중합 및 유화중합으로 제조된 접착제를 사용하는 기계설비를 모두 구비, 설치 및 사용해야 하는 문제가 수반된다. 뿐만 아니라, 유화중합 방법에서 반응후 숙성단계와 포장단계를 거치면서 다음 단계의 반응공정을 준비하기 위해서는 반응기 내벽에 붙어있는 반응물을 세척해내야 하는데, 이 과정에서 다량의 폐수가 발생함으로써 환경을 오염시키는 결과를 초래하게 되며, 유화제와 후첨가제의 영향으로 인해 접착력의 저하를 초래하여 요구되는 물성을 얻을 수 없게 되는 문제점이 있는 것이다.
특히, 최근에는 각 국가마다 인체에 유해한 유화제가 사용한 접착제의 사용을 규제할 뿐만 아니라 수입 등을 제한하는 추세를 보이는 실정이며, 이에 따라 신발의 갑피 등 각종 섬유합포시 사용되는 접착제가 환경오염에 영향을 주지 않으며 인체에 무해하고 접착 강도 및 내수성이 용액중합 이상인 대체가능한 접착제의 개발이 절실히 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 환경에 악영향을 미치지 아니하고 인체에 무해하며 접착 강도 및 내수성 등의 물성이 통상의 용액중합 방법으로 제조된 접착제 이상으로 유지되며 값이 저렴한, 제화산업분야에 사용될 수 있는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제를 제공하는 것이다.
본 출원인은 상기의 목적을 달성하기 위해 예의 연구한 결과, 환경 친화적인 에틸알코올 또는 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어지는 조성물(이하 "모스타놀L"이라함)을 물과 함께 용매로 사용하여 접착제 모노머 성분을 수용화시켜 알코올중합을 유도함으로써 용액중합으로 제조된 접착제의 접착력과 내수성 등의 물성은 그대로 유지하면서 인체 및 환경에는 무해한 접착제 조성물을 제공할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명에 따른 접착제는 유화제에 비해 저가의 모스타놀L과 물을 병용함에 따라 유기용매의 사용에 의해 종래 기술에서 문제시되어 온 잠재적 폭발의 위험을 배제할 수 있고 원료가 저가이므로 제조원가 절감이 가능하게 되어 생산성 및 수익성의 증대 또한 달성할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라 제화(shoe-manufacture) 산업분야에서 사용될 수 있는, 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제의 제조방법을 도시한 공정도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 접착성 모노머 형성공정 2 : 제 1 알코올중합 반응공정
3 : 혼합공정 4 : 숙성공정
5 : 제 2 알코올중합 반응공정 6 : 점도조절공정
본 발명에 따르면, 바람직하게는 제화 산업분야의 신발제조공정에 사용하기 위한, 유성의 접착성 모노머 혼합물을 포함하는 신발제조용 접착제 조성물이 제공되며, 구체적으로 상기 접착제 조성물은, 상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 40~140중량부와, 상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 물 60~10중량부와, 상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 수용화제 0.2~5중량부로 이루어지는 혼합물을 용매로서 포함하고, 유화제가 함유되지 않는다.
본 발명의 다른 일면에 따르면, 상기 접착성 모노머가 부틸 아크릴레이트 95~40중량부와, 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부와, 비닐 아크릴레이트 1~15중량부와, 아크릴산 1~12중량부와, 아크릴아마이드 1~14.8중량부 및 아조비스이소부티로니트릴 1~0.2중량부로 구성되는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제가 제공된다.
본 발명의 제 3의 일면에 따르면, 상기 부틸 아크릴레이트 95~40중량부 대신에 2-에틸 헥실 아크릴레이트 95~40중량부가 첨가된 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제가 제공된다.
본 발명의 제 4의 일면에 따르면, 상기 부틸 아크릴레이트 95~40중량부 대신에 2-에틸 헥실 아크릴레이트 40~20중량부와 부틸 아크릴레이트 45~20중량부의 혼합물이 함유된 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제가 제공된다.
본 발명의 제 5의 일면에 따르면 상기 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부 대신에 스티렌(C8H8) 1~18중량부가 첨가된 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제가제공된다.
본 발명의 제 6의 일면에 따르면, 상기 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부 대신에 스티렌 0.5~9중량부와 메틸 메타크릴레이트 0.5~9중량부의 혼합물이 첨가된 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제가 제공된다.
본 발명의 제 7의 일면에 따르면 상기 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 40~140중량부 대신에 에틸알코올 40~140중량부를 첨가하여 용매로 사용한 유화제가 함유되지 않는 신발제조용 접착제가 제공된다.
본 발명의 제 8의 일면에 따르면 상기 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 140~40중량부 대신에, 메틸알코올 140~40중량부를 첨가하여 사용한 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제가 제공된다.
보다 상세하게는, 본 발명의 유화제가 함유되지 않는 신발제조용 접착제는, 접착제를 구성하는 유성의 접착성 모노머 100중량부에 대하여 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 40~140중량부와, 물 60~10중량부 및 수용화제 0.2~5중량부를 함께 용매로 사용한 것에 가장 큰 특징이 있다.
이와 같이 본 발명에 따라 제조된 유화제가 함유되지 않는 신발제조용 접착제 조성물은, 용액중합 방법으로 제조된 통상의 접착제에 비해 접착력과 내수성 등의 물성을 그대로 유지하면서도 인체 및 환경에는 무해할 뿐만 아니라, 저가의 모스타놀L과 물을 병용하여 용매로 사용하므로 통상의 유기용매에 비해 폭발가능성을 배제할 수 있고 접착제의 제조원가를 절감할 수 있게 되어, 생산성 및 수익성이 증대할 수 있는 장점을 가지게 된다.
이하 본 발명에 따른 유화제가 함유되지 않는 신발제조용 접착제의 제조공정을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 유화제가 함유되지 않는 신발제조용 접착제의 제조공정을 도시하는 공정도로서, 접착제의 필수 구성요소인 유성의 모노머를 기본으로 인체에 무해하며 환경 친화적인 에틸알코올(CH2CH2OH)과 물을 함께 용매로 사용하거나, 또는 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올(isopropyl alcohol, (CH3)2CHOH) 35중량부로 이루어지는 모스타놀L과 물을 함께 용매로 사용하거나, 또는 메틸알코올을 물과 함께 용매로 사용하여 물에 녹지 않는 유성의 접착성 모노머를 수용화시켜 중합을 유도함으로써, 인체 및 환경에 무해한 유화제가 함유되지 않는 신발제조용 접착제를 제조하는 단계를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 접착 특성을 가지는 유성의 모노머(monomer)로서는, 접착 특성을 갖는 부틸 아크릴레이트 95~40중량부와, 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부와, 접착 특성을 갖는 비닐 아크릴레이트 1~15중량부 및 접착성과 반응활성화 기능을 갖는 아크릴산 1~12중량부와, 아크릴아마이드 1~14.8중량부와, 반응개시기능(촉매)을 갖는 아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile, C8H12N4) 1~0.2중량부를 투입하여 모노머 전체가 100중량부를 구성하도록 하는 접착성 모노머 형성공정(1)을 수행한다.
이때, 합포하고자 하는 원단의 종류에 따라 모노머의 종류는 다른 모노머로대체될 수 있으며, 그 대체 가능한 모노머는 다음과 같다.
접착 대상의 원단이 MD NYLEX + 4mm PU Foam + TRICOT(미국 나이키사에서 규정하는 원단의 규격임)일 경우, 상기 부틸 아크릴레이트 95~40중량부 대신에 2-에틸 헥실 아크릴레이트 95~40중량부를 첨가할 수 있고, 상기 부틸 아크릴레이트 95~40중량부 대신에 2-에틸 헥실 아크릴레이트 40~20중량부 및 부틸 아크릴레이트 45~20중량부를 각각 첨가할 수 있다.
접착 대상의 원단이 INSIA MESH + TRICOT + 4mm PU Foam + TRICOT(미국 나이키사에서 지정하는 원단의 규격임)일 경우, 상기 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부 대신에 스티렌(styrene, C8H8) 1~18중량부를 첨가할 수 있으며, 또한 상기 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부 대신에 스티렌 0.5~8중량부와 메틸 메타크릴레이트 0.5~10중량부를 각각 첨가할 수 있다.
그 다음으로는, 상기 접착성 모노머 형성공정(1)을 통해 얻어진 접착성 모노머 100중량부에 대하여 반응유도 기능을 가지며 지방족 포화알코올류의 하나인 이소프로필알코올 35중량부 및 에틸알코올 65중량부로 이루어진 모스타놀L 70~20중량부를 반응조에 투입하여 고르게 혼합하고, 알코올 중합반응을 진행시켜서 반응생성물을 얻는 제 1 알코올중합 반응공정(2)을 수행하게 된다.
그 다음에는, 상기 제 1 알코올중합 반응공정(2)에서 얻어진 중합 반응물의 ⅓을 반응조에 투입하고, 상기 반응조의 온도를 약 80℃로 승온시킨 상태에서 1시간 동안 초기 반응시킨 다음, 나머지 접착 혼합물의 ⅔를 상기 반응조에 약 3시간 동안에 걸쳐 적하(droping)하면서 고르게 혼합하여, 반응물간에 재차 중합반응이이루어지도록 하는 혼합공정(3)을 실행한다.
그 후, 상기 제 1 혼합공정(3)을 통해 반응조에 중합 반응물이 모두 투입된 상태에서 반응조의 온도를 83~87℃ 범위로 일정하게 유지시켜 2~4시간 동안 숙성시키는 숙성공정(4)을 진행한다.
상기 숙성과정(4)을 통해 숙성된 중합 반응물에, 반응유도 기능을 가지며 지방족 포화 알코올류의 하나인 이소프로필 알코올 35중량부 및 에틸알코올 65중량부로 이루어진 모스타놀L을 상기 접착성 모노머 100중량부를 기준으로 70~20중량부와, 상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 물 30~5중량부 및 상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 수용화제 0.2~5중량부를 각각 투입하고 고르게 혼합하여 친유성 물질과 친수성물질의 결합을 유도함으로써, 두 물질간에 분리가 이루어지지 않도록 하는 제 2 알코올중합 반응공정(5)을 수행한다.
여기서 수용화제로서는 암모니아수(NH4OH)를 대표적으로 예시할 수 있다.
상기 제 2 알코올중합 반응공정(5)을 통해 접착제로서 기능을 수행할 수 있는 중합 반응물에, 상기 접착성 모노머 100중량부를 기준으로 물 30~5중량부를 투입 및 고르게 혼합하여 최적의 상태로 사용할 수 있도록 점도를 20,000~25,000 CPS/25℃로 조절하는 점도조절공정(6)을 거치게 됨으로써 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제의 제조공정을 완료하게 되는 것이다.
상기와 같은 과정에 의해 제조되는 본 발명에 따른 접착제는, 상기의 제 1 및 제 2 알코올중합 반응공정(2)(5)에서 투입되는 인체에 무해하고 환경친화적인 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L을 접착성모노머 100중량부에 대하여 140~40중량부 사용하고, 상기 제 2 알코올중합 반응공정(5)과 점도조절공정(6)에서 투입되는 물을 접착성 모노머 100중량부에 대하여 60~10중량부 투입하여 용매로 사용함으로써 제조되는 것이다.
따라서, 상기 모스타놀L과 물의 분자가 화학적 상호 반응에 의해 물에 녹지 않는 친유성 물질인 부틸 아크릴레이트, 비닐 아크릴레이트, 아크릴산, 메틸 메타크릴레이트, 아크릴 아마이드, 아조비스이소부티로니트릴 등의 접착성 모노머를 수용화시켜 알코올중합이 이루어지게 되는 것이다.
여기에서 접착성질 및 반응 활성화 기능을 갖는 아크릴산을 1중량부 이하로 투입하였을 경우 접착력이 저하되고 반응성이 약하여 미반응 잔존 모노머의 발생을 초래하게 되며, 아크릴산을 12중량부 이상 투입하였을 경우 과중합으로 인한 과발열 상태를 초래하여 폭발의 위험성을 가지게 되므로, 아크릴산은 모노머 전체를 기준으로 1~12중량부 범위 이내로 유지하는 것이 가장 바람직하다.
그리고 친유성물질과 친수성물질의 결합을 유도하는 수용화제를 접착성 모노머 100중량부에 대하여 0.2중량부 이하로 투입하면 친유성 성분과 친수성 성분이 분리되는 현상을 나타내고, 수용화제를 접착성 모노머 100중량부에 대하여 5중량부 이상 투입하는 경우에는 내수성(耐水性)이 떨어져서 접착성 저하가 초래되므로, 수용화제는 접착성 모노머 100중량부에 대하여 0.2~5중량부 범위 이내로 투입되는 것이 가장 바람직하다.
또한, 접착 성질을 갖는 부틸 아크릴레이트의 함량을 각각 40중량부 이하로 투입하여 원단과 우레탄폼을 접착할 경우 경화시 원단이 딱딱해지고, 95중량부 이상 투입할 경우에는 접착력이 너무 강하여 작업효율이 떨어지게 되므로 전체 모노머의 95~40중량부 범위내에서 유지하는 것이 가장 바람직하다.
그리고, 접착 성질을 갖는 비닐 아크릴레이트를 전체 모노머의 1중량부 이하로 투입할 경우 중합도가 낮고 점도가 낮으며, 전체 모노머의 15중량부 이상일 경우 중합도가 너무 높아서 접착제의 겔(gel)화 현상이 일어나게 되므로, 전체 모노머의 1~15중량부 범위 이내로 투입하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 반응촉매제인 아조비스이소부티로니트릴은 전체 모노머의 0.2중량부 이하로 투입되는 경우 반응성이 약할 뿐만 아니라 잔존 모너머가 발생하여 점도 안정성이 떨어지고, 전체 모노머의 1중량부 이상 투입하는 경우 과중합으로 인한 접착력 저하를 나타내므로 1~0.2중량부 범위 이내가 가장 바람직하다.
그리고, 알코올중합을 일으키는 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L은 접착성 모노머 100중량부에 대하여 40중량부 이하로 투입되는 경우 알코올 중합반응이 일어나지 않으며, 140중량부 이상 투입되는 경우 과중합으로 인한 접착력의 저하를 초래하므로, 접착성 모노머 100중량부에 대하여 140~40중량부 범위내에서 투입하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 점도조절 및 모스타놀과 함께 알코올 중합반응을 일으키는 물을 접착성 모노머 100중량부에 대하여 60중량부 이상 투입할 경우 접착력을 상실하게 되며, 접착성 모노머 100중량부에 대하여 10중량부 이하 투입하는 경우 알코올 중합반응이 일어나지 않으므로, 접착성 모노머 100중량부에 대하여 60~10중량부 범위 이내로 투입하는 것이 가장 바람직하다.
하기의 실시예에서는 사용 용도에 따라 본 발명에 따른 유화제가 함유되지 않는 신발제조용 접착제의 제조예를 구체적으로 설명하였으나, 이는 오로지 본 발명의 설명을 위해 제공된 것으로서 조금이라도 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 의도가 아니다.
(실시예 1)
실시예 1은 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 비닐 아크릴레이트, 아크릴산, 아크릴 아마이드 및 아조비스이소부티로니트릴을 접착성 모노머의 원재료로 사용하여 모노머 전체가 50kg을 구성하도록 하였다. 이를 위하여, 부틸 아크릴레이트 36kg, 메틸 메타크릴레이트 4kg, 비닐 아크릴레이트 1.5kg, 아크릴산 3.5kg, 아크릴 아마이드 4.8kg 및 아조비스이소부티로니트릴 0.2kg을 투입하여 모노머 전체가 50kg을 구성하도록 하는 접착성 모노머 혼합물을 형성시켰다(1).
그 다음, 접착성 모노머 형성공정(1)을 통해 얻어진 접착성 모노머 50kg에 이소프로필알코올 35중량부 및 에틸알코올 65중량부로 이루어진 모스타놀L 33kg을 반응조에 투입하여 고르게 혼합함으로써 1차로 알코올 중합반응(2)을 수행하고 반응물을 얻었다.
상기 1차 알코올중합 반응공정(2)에서 얻어진 중합 반응물의 ⅓을 반응조에 투입하고, 상기 반응조의 온도를 약 80℃로 승온시킨 상태에서 1시간 동안 초기 반응 시킨 다음, 나머지 접착 혼합물의 ⅔를 상기 반응조에 3시간 동안에 걸쳐 적하(Droping)하면서 고르게 혼합하여 반응물 간에 재차 중합반응이 이루어지도록 하는 혼합공정(3)을 실행하였다.
그 다음으로, 상기 1차 혼합공정(3)을 통해 반응조에 중합 반응물이 모두 투입된 상태에서 반응조의 온도를 85℃ 범위로 일정하게 유지시키면서 3시간 동안 숙성시키는 숙성공정(4)을 진행하였다.
상기 숙성과정(4)을 통해 숙성된 중합 반응물에 이소프로필알코올 35중량부와 에틸알코올 65중량부로 이루어진 모스타놀L 30kg, 물 23ℓ, 및 수용화제 0.75kg을 투입하고 교반하여 균일하게 혼합함으로써 2차 알코올중합 반응공정(5)을 실행하였다.
상기 제 2 알코올중합 반응공정(5)을 통한 중합 반응물에 물 10ℓ를 투입 및 고르게 혼합하여 점도를 22,000 CPS/25℃로 조절하는 점도조절공정(6)을 수행함으로써 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제가 제조되었다.
(실시예 2)
실시예 2는 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하되, 상기 접착성 모노머 혼합물의 성분중 부틸 아크릴레이트 대신에 2-에틸 헥실 아크릴레이트 36kg을 사용하였다.
(실시예 3)
실시예 3은 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하되, 상기 접착성 모노머 혼합물의 성분중 부틸 아크릴레이트 대신에 2-에틸 헥실 아크릴레이트와 부틸 아크릴레이트의 혼합물 36kg을 사용하였다.
(실시예 4)
실시예 4는 상기 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 공정을 수행하되, 접착성모노머 혼합물의 성분중 메틸 메타크릴레이트 대신에 스티렌 4kg을 사용하였다.
(실시예 5)
실시예 5는 상기 실시예 1 내지 실시예 3과 동일한 공정을 수행하되, 접착성 모노머 혼합물의 성분중 메틸 메타크릴레이트 대신에 스티렌과 메틸 메타크릴레이트의 혼합물 4kg을 사용하였다.
(실시예 6)
상기 실시예 1 내지 실시예 5와 동일한 공정을 수행하되, 상기 접착성 모노머 혼합물의 용매로서 모스타놀L 대신에 에틸알코올 66kg을 사용하였다.
상기 실시예 1 내지 실시예 5에서와 동일한 접착성 모노머 형성공정(1)을 통해 50kg의 접착성 모노머를 수득한 다음, 에틸알코올 36kg을 반응조에 투입하여 고르게 혼합함으로써 알코올 중합반응을 일으켜 반응물을 얻는 제 1 알코올중합 반응공정(2)을 실행하였다.
상기 제 1 알코올중합 반응공정(2)에서 얻어진 중합 반응물을 고르게 혼합하여 반응물 간에 재차 중합반응이 이루어지도록 하는 혼합공정(3)을 실행한 후, 상기 제 1 혼합공정(3)을 통해 반응조에 중합 반응물이 모두 투입된 상태에서, 반응조의 온도를 85℃ 범위로 일정하게 유지시켜 3시간 동안 숙성시키는 숙성공정(4)을 진행하였다.
상기 숙성과정(4)을 통해 숙성된 중합 반응물에, 30kg의 에틸알코올, 물 23ℓ, 수용화제 0.75kg을 투입 및 고르게 혼합하여 제 2 알코올중합 반응공정(5)을 수행하였다.
상기 제 2 알코올중합 반응공정(5)을 통한 중합 반응물에 물 10ℓ를 투입 및 고르게 혼합하여 최적의 상태로 사용할 수 있도록 점도를 22,000 CPS/25℃로 조절하는 점도조절공정(6)을 수행함으로써, 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제의 제조공정이 완료되었다.
상기의 실시예 1 내지 실시예 5에 의해 제조되는 접착제는, 이소프로필알코올 35중량부와 에틸알코올 65중량부로 이루어지는 모스타놀L과 물의 화학적 작용에 의해 알코올중합 반응을 일으켜 접착성 모노머와 혼합되며, 상기 실시예 6에서는 상기 접착제 성분이 에틸알코올과 물의 화학적 작용에 의해 알코올중합 반응을 일으켜 다양한 접착제 조성물과의 혼합되는 것으로 예증되었다.
또한, 상기 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 140~40중량부 대신에 메틸알코올140~40중량부를 첨가하였을 경우에도 물의 화학적 작용에 의해 알코올중합 반응을 일으켜 다양한 접착제 조성물과의 혼합되는 것으로 예증되었다.
따라서, 본 발명의 접착제 제조방법은 인체 및 환경에 무해한 에틸알코올과 물을 용매로 사용함으로써 작업조건의 개선을 달성할 수 있고, 특히 전체 100중량부 중에서 에틸알코올이 차지하는 함량은 10~30중량부이며, 물과 병행 사용됨에 따라 중합반응시 과발열로 인한 폭발의 위험성은 전혀 발생되지 않아 작업 및 취급시 안전성의 확보할 수 있는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 알코올중합 접착제와, 종래 용액중합 접착제 및 유화중합 접착제를 미국 나이키사에서 지정된 규격의 신발원단을사용하여 사용범위와 접착력을 비교하여 표 1에 도시하였다.
(표 1)
번호 원 단 종 류 접 착 제 종 류
용액중합 유화중합 알콜중합
1 MD NYLEX + 4mm PU Foam + TRICOT 사용가능 사용가능 사용가능
2 RM + 4mm PU Foam + TRICOT 사용가능 사용가능 사용가능
3 UT MESH + 6mm PU Foam + TRICOT 사용가능 사용가능 사용가능
4 YS MESH + 4mm PU Foam + TRICOT 사용가능 사용가능 사용가능
5 A LUSIDO MESH + 6mm PU Foam + TRICOT 사용가능 사용가능 사용가능
6 ROSTER MESH + 4mm PU Foam + TRICOT 사용가능 사용가능 사용가능
7 TIMTIN MESH + TRICOT + 4mm PU Foam + TRICOT 사용가능 사용가능 사용가능
8 INSIA MESH + TRICOT + 4mm PU Foam + TRICOT 사용가능 사용가능 사용가능
9 EP SPASA/SPOCKY + 6mm PU Foam + 1mm 부직포 사용가능 사용불가능 사용가능
10 EP SPASA + 1.2mm MKH2 사용가능 사용불가능 사용가능
11 HISKIN SUEDE + 8mm HD PU Foam(*HD=high dcnsity 고밀도) 사용가능 사용불가능 사용가능
12 TIETEX + 4mm + HD PU Foam 사용가능 사용불가능 사용가능
13 MD NYLEX + 4mm EVA Foam 사용가능 사용불가능 사용가능
14 HEAVY MERRY MESH + 4mm EVA Foam 사용가능 사용불가능 사용가능
15 ORIENTAL + 4MM HD PU Foam + 0.45mm 부직포 사용가능 사용불가능 사용가능
16 DYNASSY 2000 + 6mm PU Foam + 0.45mm 부직포 사용가능 사용불가능 사용가능
17 ORIENTAL + Q2100 0.5mm 부직포 사용가능 사용불가능 사용가능
접 착 력 1.1~1.2GF/25mm 0.9~1.0GF/25mm 1.1~1.2GF/25mm
상기의 표 1에서 보는 바와 같이 물(H2O)만을 용매로 사용하는 유화중합 접착제는 접착력 자체가 낮아 모든 섬유원단의 합포에 사용할 수 없으나, 본 발명에 의해 제조되는 알코올중합 접착제는 기존의 용액중합 접착제와 동일한 접착력을 유지하면서 모든 섬유원단으로 이루어진 신발갑피와 중창인 폴리우레탄 폼 간에 접착제로서 사용 가능한 것을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 접착제를 제조하는데 있어서 필수 구성 성분인 유성의 접착성 모노머에 대하여 지금까지 사용되어 온 용매와 달리, 인체에 무해하며 환경 친화적인 에틸알코올 및 이소프로필알코올로 이루어지는 모스타놀L과 물을 함께 용매로서 사용함으로써, 상기 접착성 모노머를 수용화시키고 알코올 중합을 유도할 수 있으며, 통상의 용액중합에 의해 제조된 접착제의 접착력과 내수성 등의 물성을 그대로 유지하면서도 인체 및 환경에 무해하고, 유기 용매의 사용에 따른 폭발가능성의 위험요인을 배제할 수 있을 뿐만 아니라, 유기용매에 비해 저가인 모스타놀L과 물을 병용함으로써 접착제 제품의 제조원가 절감이 가능하게 되어 생산성 및 수익성을 증대할 수 있는 장점을 제공할 수 있게 되었다.

Claims (8)

  1. 유성의 접착성 모노머 혼합물을 포함하는 신발제조용 접착제에 있어서,
    상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 140~40중량부와,
    상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 물 60~10중량부와,
    상기 접착성 모노머 100중량부에 대하여 수용화제 0.2~5중량부로 이루어지는 혼합물을 용매로서 사용한 것을 특징으로 하는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제.
  2. 제 1항에 있어서 상기 접착성 모노머는,
    부틸 아크릴레이트 95~40중량부와, 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부와, 비닐 아크릴레이트 1~15중량부와, 아크릴산 1~12중량부와, 아크릴아마이드 1~14.8중량부와, 아조비스이소부티로니트릴 1~0.2중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제.
  3. 제 2항에 있어서 상기 부틸 아크릴레이트 95~40중량부 대신에, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 95~40중량부가 첨가된 것을 특징으로 하는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제.
  4. 제 2항에 있어서 상기 부틸 아크릴레이트 95~40중량부 대신에, 2-에틸 헥실 아크릴레이트 40~20중량부와 부틸 아크릴레이트 45~20중량부가 함유된 혼합물을 사용한 것을 특징으로 하는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제.
  5. 제 2항에 있어서 상기 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부 대신에, 스티렌 (C8H8) 1~18중량부가 첨가된 것을 특징으로 하는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제.
  6. 제 2항에 있어서 상기 메틸 메타크릴레이트 1~18중량부 대신에, 스티렌 0.5~9중량부와 메틸 메타크릴레이트 0.5~9중량부의 혼합물이 첨가된 것을 특징으로 하는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제.
  7. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 140~40중량부 대신에, 140~40중량부의 에틸알코올을 첨가하여 사용한 것을 특징으로 하는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제.
  8. 제 1항 내지 제 6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 에틸알코올 65중량부와 이소프로필알코올 35중량부로 이루어진 모스타놀L 140~40중량부 대신에, 메틸알코올 140~40중량부를 첨가하여 사용한 것을 특징으로 하는 유화제가 함유되지 않은 신발제조용 접착제.
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