KR20020066308A

KR20020066308A - 수지와 고무가 혼합된 고분자혼합물로 피막을 형성하고있는 부직포 및 포로 구성된 합성고분자 혼합물 시트

Info

Publication number: KR20020066308A
Application number: KR1020020025697A
Authority: KR
Inventors: 김건호
Original assignee: 화인고무(주)
Priority date: 2002-05-04
Filing date: 2002-05-04
Publication date: 2002-08-14

Abstract

본 발명은 신발, 가방, 가구 등에 원단으로 사용되는 수지와 고무가 혼합된 폴리머를 부직포(non-woven fabric)와 포(woven fabric)와 폴리머의 경화시 물리적으로 합포시켜 만드는 새로운 합성고분자 원단으로 기존 일반 원단, 우레탄시트, 고무시트 등에서는 볼 수 없는 매우 향상된 물성을 가지는 고분자 합성시트에 관한 것으로 내마모성, 마찰력 및 열프레스작업, 고주파몰딩등에서 매우 뛰어난 성능을 발휘한다.

Description

수지와 고무가 혼합된 고분자혼합물로 피막을 형성하고 있는 부직포 및 포로 구성된 합성고분자 혼합물 시트{The synthetic polymer composition sheet, which is consist of non-woven and woven fabric, which are coated by polymer composition, which is mixed the resin and rubber}

본 발명은 신발, 가방 및 가구 등의 원단으로 사용되는 기존 인조합성시트들이 취약한 내구성능을 가짐과 제품의 고부가가치를 위하여 실시하는 특별한 공정등이 불가함에 따라 내구성능을 보강하고, 제품의 가치를 높이기 위하여 실시하는 핫프레스(hot press)작업이나 고주파 몰딩 및 자수 등의 공정이 가능하도록 개발된 획기적인 제품이다.

신발 및 가방 등의 산업이 발달함에 따라 기존 포나 가죽으로 구성되던 원단시장이 가격과 공급의 원칙에 따라 새로운 요구가 대두되어 인조피혁이 개발되었다.

특히 초기에는 나이론인조피혁, PVC인조피혁, 우레탄인조피혁 순으로 발전해 오면서 최근에는 고무시트 및 부직포를 사용하여 인조피혁의 느낌을 내는 사무드등으로 발전했지만 최근 환경문제로 인하여 PVC인조피혁, 우레탄인조피혁 같은 시트원단들을 제조할 때 발생되는 유해물질로 인하여 그 대체 소재의 개발이 대두되고있다.

하지만 최근 개발된 고무시트는 물리적 특성이 우수하나 공정상 많은 문제점을 가지고 있어 특히 고주파몰딩 같은 특수작업이 불가능함에 따라 대체 소재의 개발이 급속히 요구되고 있는 실정이나 아직 우레탄을 사용한 시트를 대체할 새로운 시트가 개발되지 않고 있었다.

하지만 본 발명은 수지와 고무를 적절히 조합하여 원하는 시트원단, 인조피혁을 제조하는 새로운 방법으로 대체소재로서의 기능을 원활히 수행함에 있다.

일반 합성피혁의 경우 우레탄을 많이 사용하지만 우레탄 시트는 매우 얇은 피막을 형성하여 매우 낮은 마모성능을 보여 제품화하여 사용할 경우 제품이 빨리 파손되는 특성을 가지고 있으며 우레탄시트의 표면에 무늬를 내기 위하여 사용하는롤금형과 릴리스페이퍼, 즉 표면무늬제작용종이를 사용하여 무늬를 만들어 매우 인조적인 느낌으로 저가의 제품임을 느끼도록 보여 왔다.

그래서 그 대체 품으로 고무가 표면을 구성하고 그 하부에 부직포가 강도의 증가를 위하여 합포된 고무시트를 개발하였으나 이 제품은 강한 내마모성을 보이기는 하지만 특별한 공정에 대하여서는 불가능하여 신발, 가방 의류 등의 특별하게 고마모성을 필요로 하는 부위에만 국한적으로 사용했다.

특히 열프레스(hot press)작업을 하여 금형 및 형상을 가진 몰드로 고무시트의 표면에 무늬를 만들 경우 무늬가 만들어진 뒤 일정시간이 지나면 고무의 복원력으로 고무시트표면에 만든 무늬가 점점 약해지거나 사라져 제품에 적용이 불가능하였다.

또한 고무시트표면에 다른 종류의 폴리머를 부착하여 제품의 가치를 높이고 싶어도 고무의 특성상 다른 고분자 및 다른 종류의 물질과는 잘 접착되지 않는 이질성으로 인하여 고주파몰딩 작업이 불가능하였다.

또한 고무시트는 고무가 가지고 있는 특성중 탄성으로 인하여 고무시트표면에 자수작업을 하는 것은 거의 불가능하여 많은 문제점들을 가지고 있었다.

또한 고무의 특성과 수지의 특성을 잘 혼합하기 위하여 기존에 열가소성수지(TPE)가 있었으나 이 소재는 이미 가교된 고무와 수지를 혼합하는 방법으로 제조되어 가공성이 용이한 장점이 있었으나 열에 취약하며 낮은 마모성등과 소재를 액상으로 만든 후 냉각하는 과정에서 시트의 두께 불균일등이 문제가 되고있으며 고온내마모, 그립성이 떨어져 국부적인 부분에만 사용이 가능하였다.

상기 기술된 것과 같이 기존의 합성 피혁 및 고무시트등의 인조피혁 등이 가지는 장점과 단점이 엄연히 구별되며, 특히 내마모성을 올리기 위하여 고무시트를 사용하면 그 사용하는 부위가 한정적이고 디자인적인 특성에 따라 고부가가치의 제품을 생산하기가 어렵고, 제품의 가치를 높이고자 하여 우레탄시트나 다른 시트를 사용할 경우 제품의 물리적 특성이 낮아 금방 제품이 파손되며, 원형이 파괴되는 현상이 발생되었다.

본 발명은 신발, 가방, 의류 및 가구 등의 제품 내구성을 향상시킴과 동시에 제품에 부가가치를 높이기 위하여 디자인적 특성으로 사용되는 열프레스, 고주파몰딩 및 자수의 공정 진행할 수 있는 수지시트와 고무시트의 장점만을 가진 새로운 소재의 시트 개발하고자 함에 있다.

도 1은 수지와 고무가 혼합된 고분자혼합물을 피막으로 포와 합포된 고분자 혼합물시트

도 2는 수지와 고무가 혼합된 고분자혼합물을 피막으로 부직포가 합포된 고분자혼합물시트

1은 수지와 고무가 혼합된 고분자혼합물 피막

2는 포

3은 수지와 고무가 혼합된 고분자혼합물을 피막

4는 부직포

본 발명은 신발, 가방 및 가구에 사용되는 합성피혁의 내구성 향상과 제품에 부가가치를 높이기 위하여 디자인적 특성으로 사용되는 열프레스, 고주파몰딩 및 자수의 공정 진행할 수 있도록 고무와 합성수지 등을 사용처에 맞게 각각 일정량의 혼합비로서 혼합하여 두 가지 기능을 다 만족하는 새로운 소재의 고분자화합물시트이다.

첫째 원단의 내구성을 보강하기 위하여 적정량의 고무를 사용하고 그 다음에 특수공정을 위하여 원단의 소성적 특성을 가황하고 열이 시트에 전달될 때 시트의 일부가 녹아 다른 제품과 접착이 원활하게 이루어지도록 에스비에스(SBS, Styrene-Butadiene-Styrene block copolymer)와 에스아이에스(SIS, Styrene-Isoprene-Styrene Block copolymer)와 에스이비에스(SEBS, Styrene-Ethylene-Butadiene-Styrene Block copolymer)의 스티렌계 공중합체(Styrene block copolymer), 이이브에이(EVA,Ethylene Vinyl Acetate), HDPE(High Density Polythylene), LDPE(Low Density Polythylene)등의 수지를 적절히 혼합한 새로운 고분자 화합물로서 두가지 기능을 모두 만족하도록 하며 단 이때 사용하는 수지중 PVC는 제외한다.

이 원단에 사용될 고분자 화합물 중 고주파몰딩, 열프레스, 자수공정을 위하여 원단에 소성 부가 및 접착력 향상 그리고 시트를 제작하기 위한 시팅성향상을 의해 수지를 절대배합비 100중량부로 고정하고, 고무는 내마모성을 만족시키기 위하여 절대배합비 대비 5중량부에서 2000중량부로 이때 사용되는 고무는 천연고무, SBR, BR, NBR, IR, IIR, CR등의 고무를 제품의 용도에 맞게 적용하여 사용할수 있으며, 제품의 기능성에 따라 수지와 고무의 혼합비를 자유롭게 결정한다.

이때 수지에는 수지에 사용해야 될 내구성향상 약품 및 경화제등을 전체 배합비에 맞게 설계하여 투입하고, 고무부분은 고무의 내구성 향상을 위한 약품 및 가교제를 따로 첨가하여야 한다.

원단을 제조하기 위한 첫번째 공정은 수지와 고무의 고분자 화합물 적절히 혼합하는 혼합공정이며 이때 혼합공정은 매우 중요한 공정으로 혼합의 기준 및 방법은 수지에 따라야 하며 그것은 밤바리(Banbury)나 니이더(kneader)같은 혼합기를 사용할 경우 혼합기의 내부온도가 수지의 녹는점에 정확히 일치하거나 높아야만 고상으로 존재하는 수지를 녹여 고무 및 다른 약품과 혼합하여 새로운 특성을 지닌고분자화합물의 혼합물을 제조할 수 있기 때문이고, 이전에 반드시 수지와 약품, 고무와 약품을 따로 배합하여 준비한 후 밤바리나 니이더 같은 혼합기에 다시 투입한도 단 이러한 작업이 용이치 못할 경우 수지, 수지용약품, 고무, 고무용 약품을 같이 혼합기에 투입하여 수지를 기준 점으로 하여 작업조건을 맞춘후 혼합작업을 한다.

수지를 기준으로 고무와 혼합된 고분자 혼합물들은 원단 제조공정을 수지를 기준으로 작업해야 하며, 그것은 수지 기준으로 작업하지 않을 경우 제품이 거의 제작되지 않기 때문이다.

혼련된 배합물들을 다시 원단을 제조하기 위한 시팅 공정 또한 수지 기준으로 맞추어 시팅하여야 하며 이럴 경우 가급적이면 고무시팅기가 아닌 수지용 시팅기를 사용하여야 만 원하는 두께의 고분자화합물 시팅체를 얻을수 있다.

이때 사용되는 수지전용 시팅기는 롤의 속도 차를 1번롤 기준으로 하여 각각 다르게 하며, 중요한 것은 고무의 경우 시팅을 하기 위해서는 마직막 3번과 4번롤의 속도비를 같이 하지만 본 발명에서의 고분자 혼합물시트는 수지공정에 따라 마직막 3번과 4번롤의 속도비도 다르게 하여 원하는 두께의 얇은 시팅체를 만들어 낸다.

마지막으로 부직포나 포와 합포시키기 위한 공정에서는 고열과 고압을 사용하여 시팅된 혼련체를 부직포 또는 포 그리고 무늬를 만들기 위한 포 또는 릴리스 페이퍼를 프레스에 같이 투입하여 160℃ 이상으로 하여 수지를 녹인 후 고무와 같이 액상 거동을 유도하여 부직포 또는 포의 내부에 침투하도록 하여 포와 물리적인접착을 만든다. 이때 가급적이면 수지와 포가 서로 상용성이 있는 물질일 경우 더 높은 접착력을 유도할 수 있는데 이것은 시험 결과 하포로 사용되는 보강포의 경우 면포 또는 폴리에스테르가 함유된 포 또는 부직포와 SBS 또는 EVA가 가장 우수하였으며 이때 물리적인 접착력만으로도 6∼14kg/inch의 고강도 접착력을 얻을 수 있다.

이렇게 제작된 고분자 화합물 시트는 내마모성은 물론이고 부가가치를 높이기 위한 다양한 공정들을 접목할 수 있는 시트 원단으로 제작 가능한 것을 특징으로 한다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 SBS나 EVA와 같은 수지와 고무로 혼합된 고분자 혼합시트는 기존의 일반 함성피혁이나 고무시트와는 아래와 같이 확연하게 차이가 나며 우수한 성능을 아래와 같이 보인다.

첫째 마모에 대하여 우수한 내구력을 가지며, 기타 다른 물리적 특성이 높아진다.

둘째 원단의 표면에 다른 폴리머나 물질을 고주파를 사용하여 접착 및 부착할 수 있다.

셋째 완성된 시트 원단에 고열과 압력으로 열프레스(hot press)작업이 가능하다

넷째 낮은 탄성과 대비되는 높은 소성으로 재봉틀을 사용한 자수작업이 가능하다.

다섯째 상기와 같은 공정들이 가능해지고 내마모성이 높아 부가가치가 높은 제품을 생산 할 수 있다.

여섯째 수지와 고무의 비율에 따라 다양한 물성 및 느낌의 소재로 개발이 가능하다.

Claims

신발, 가방, 및 가구 등에 사용되는 인조 및 합성피혁 및 원단에 있어서 열간소성수지(단 이때 사용되는 수지 중 PVC는 제외한다)와 고무를 혼합하여 배합된 고분자혼합물을 피막으로 형성하여 그 피막 위에 무늬포나 롤금형 또는 릴리스페이피로 무늬를 만들고 하부에 부직포나 기타 포들로 보강하여 합포시킨 것을 특징으로 하는 고분자혼합물원단
청구 1항에 있어서 열가소성 수지는 에스비에스(SBS, Styrene-Butadiene-Styrene block copolymer)와 에스아이에스(SIS, Styrene-Isoprene-Styrene Block copolymer)와 에스이비에스(SEBS, Styrene-Ethylene-Butadiene-Styrene Block copolymer)를 포함하는 스티렌계 공중합체(Styrene block copolymer), 이이브에이(EVA,Ethylene Vinyl Acetate)로 구성된 고무를 혼합하여 배합된 고분자 혼합물을 피막으로 형성하여 그 피막위에 무늬포나 롤금형 또는 릴리스페이퍼로 무늬를 만들고 하부에 부직포나 기타 포들로 보강하여 합포시킨 것을 특징으로 하는 고분자혼합물원단
청구 1항에 있어서 고무는 천연고무와 SBR(Styrene Butadiene Rubber), BR(Butadiene Rubber), IIR(Isoprene Rubber), CR(Chloroprene Rubber), NBR(Acrylonitrile Butadiene Rubber), EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer)로구성된 합성고무로 구성되고 열가소성수지와 혼합하여 배합된 고분자혼합물을 피막으로 형성하여 그 피막 위에 무늬포나 롤금형 또는 릴리스페이퍼로 무늬를 만들고 하부에 부직포나 기타 포들로 보강하여 합포시킨 것을 특징으로 하는 고분자혼합물원단
청구 1항에 있어서 EVA와 고무를 1:0.1에서 1:20까지 혼합하여 고분자혼합물로 피막을 형성하여 하부에 부직포나 기타 포들로 보강하여 합포시킨 것을 특징으로 하는 고분자혼합물원단
청구 1항에 있어서 스티렌계 공중합체와 고무를 1:0.1에서 1:20까지 혼합하여 고분자혼합물로 피막을 형성하여 하부에 부직포나 기타 포들로 보강하여 합포시킨 것을 특징으로 하는 고분자혼합물시트