KR20110009617A - 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법 및 상기 방법으로 핫멜트 필름이 접착된 피착제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핫멜트 필름의 용융 없이 퓨즈 도트(Fuze Dot) 방식을 사용하여 핫멜트 필름과 피착제(예를 들면, 원단, 인조가죽, 라미네이팅 등)을 접착시킴으로써 제품(즉, 핫멜트 필름이 접착된 피착제: 이하 "라미네이팅-원단"이라 함)에 대한 품질을 확보할 수 있고, 또한 최종제품에 대한 두께 등을 확인할 수 있는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법 및 상기 방법으로 핫멜트 필름이 접착된 피착제를 제시한다.

Description

핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법 및 상기 방법으로 핫멜트 필름이 접착된 피착제{method of adhesive hot melt film}

본 발명은 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 라미네이팅(Laminating) 공정을 히팅(Heating)에 의한 융착 방식이 아닌 리엑티브 핫멜트(Reactive Hot Melt) 방식을 채택하여 핫멜트 필름과 피착제를 접착시킴으로써 접착 신뢰성을 확보하고 라미네이팅-원단의 두께 편차를 줄일 수 있는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법 및 상기 방법으로 핫멜트 필름이 접착된 피착제에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 현대 생활의 필수품인 신발은 최근 첨단화, 패션화되어가는 경향이 점점 강해지고 있다. 과거에는 그 기능이 단순하고 특별한 기능성을 가지지 않는 단순한 제품이 주류를 이루었으나, 최근에는 착화감, 충격 완충, 경량성 등의 기능이 혁신적으로 향상된 고부가 가치의 제품들이 주류를 이루고 있으며, 현대인들의 생활수준이 향상됨에 따라 이에 대한 수요가 점점 많아지고 있다. 또한 신발이 패션의 한 가닥을 이루고 있어 다양한 디자인의 신발이 개발되고 새로운 개념들이 신발의 개발에 접목이 되고 있다.

한편으로는, 신발의 경량화와 제조 공정의 단순화 또한 개발의 주된 관심 사항 중의 하나로 다양한 시도들이 있어왔다. 경량화의 목적을 달성하기 위해서는 가벼운 소재를 사용하거나 디자인을 변경하여 적은 양의 소재를 사용하여 기존과 유사한 효과를 내는 방법을 연구하였다.

이와 같이 신발을 제조하는 공정의 단순화를 위해 최근에 가장 많은 관심을 받고 있는 부분은 제조 공정 중 가장 많은 인력과 시간이 소요되는 재봉 공정을 간편화하거나 재봉 없이 접착만으로 신발을 제조하는 기술에 대한 연구가 많이 이루어지고 있으며, 상당 부분 실제 적용이 되고 있고 급격히 늘어나고 있는 추세이다.

한편, 신발을 제조할 때 재봉 공정을 없애고 무 재봉(no sewing)으로 신발을 만들기 위해서는 접착제의 사용이 필수적인데 일반적인 액상의 접착제를 사용하는 것은 건조 공정을 거쳐야 하고 섬유 원단의 종류에 따라서는 적용이 불가능한 경우가 많이 있다.

이로 인해 핫멜트 필름(Hot melt film)을 원단이나 인조 가족 등의 피착제에 접착시킨 후 이를 기재(예를 들면, 신발의 갑피)의 표면에 열 압착으로 접착시키는 공정이 대안으로 사용되고 있다. 이때 상기 핫멜트 필름으로는 열가소성 폴리우레탄과 열가소성 폴리에틸렌비닐아세테이트 수지를 필름으로 압출하여 많이 사용하고 있으며, 적용 용도에 따라서 구분하여 사용하고 있다. 이러한 핫멜트 필름을 이용한 무 재봉 제조공정은 제조비용 절감의 경제적인 효과와 경량화의 장점으로 인해 꾸준히 신발산업 분야에 적용되고 있으며, 파생 기술들도 끊임없이 발전되어 다양한 제품들을 선보이고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 핫멜트 필름을 이용한 무 재봉 제조공정에 있어서, 핫멜트 필름을 원단이나 인조가죽 등의 피착제에 접착시킬 때 상기 피착제의 표면이 균일하지않는 관계로 인해 핫멜트 필름이 접착된 피착제(이하 "라미네이팅-원단"이라 함)의 전체 두께가 균일하지않는 단점이 있다. 즉, 원단이나 인조가죽의 피착제 표면은 매끄럽지 못하고 울퉁불퉁하기 때문에 그 위에 핫멜트 필름을 열 압착으로 접착하게 되면 상기 핫멜트 필름은 고열로 인해 녹아서 피착제 속으로 스며들게 되고 이에 따라 완성된 라미네이팅-원단의 두께는 불균일하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 핫멜트 필름은 용융상태에 따라 접착력과 두께와의 상관 관계로 인해 표준화하는데 어려움이 있으며, 또한 열 압착의 온도에 따라 핫멜트 필름이 녹아내리는 량이 다르기 때문에 상기 핫멜트 필름이 피착제에 접착되는 접착신뢰성이 현저히 떨어지게 되고 결국 라미네이팅-원단의 품질이 떨어지는 문제점이 있었다. 특히, 종래의 방식으로는 핫멜트 필름의 용융상태에 따른 필름의 물성 변형 및 원단 표면의 불규칙성에 의한 접착제의 도포량 등을 확인하는 것이 불가능하였다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 접착 신뢰성을 확보하고 각각의 소재에 대한 중량 및 두께 등의 공정상의 편차를 줄임으로써 소재에 대한 품질을 확보할 수 있는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법 및 상기 방법으로 핫멜트 필름이 접착된 피착제를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 열가소성 핫멜트 필름을 피착제에 접착시킬 때 히팅에 의한 융착이 아닌 리엑티브 핫멜트 방식을 사용하여 핫멜트 필름과 피착제를 접착시킬 수 있는 방법 및 상기 방법으로 핫멜트 필름이 접착된 피착제를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 제품의 접착에 대한 신뢰성을 확보하고 각각의 소재에 대한 품질관리가 가능하도록 하는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법 및 상기 방법으로 핫멜트 필름이 접착된 피착제를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 요철 모양의 표면을 가지는 조각롤러와, 상기 조각롤러와 연동하여 통상의 피착제를 가압하는 전사롤러와, 통상의 핫멜트 필름과 상기 피착제를 접착시키기 위한 가압롤러로 구성된 제조장치를 이용하여 상기 핫멜트 필름과 피착제를 서로 접착시키는 방법에 있어서, 상기 조각롤러의 표면에 접착제를 도포하는 과정과, 상기 조각롤러와 전사롤러 사이를 상기 피착제가 통과할 때, 상기 조각롤러의 표면에 도포된 접착제가 상기 피착제의 표면에 전이되는 과정과, 상기 접착제가 도포된 피착제와 상기 핫멜트 필름이 가압롤러를 통과하면서 접착되는 과정으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명은 원단이나 인조가죽 등의 피착제와 핫멜트 필름을 접착시킬 때 접착 신뢰성을 확보할 수 있고, 라미네이팅-원단의 두께 편차를 최소화하고 항상 균일한 두께를 유지할 수 있다. 또한 신발 등에서 사용되는 소재에서 중요한 경량화된 제품의 구현이 가능할 뿐만 아니라 열에 의한 형태 안정성을 부여할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라, 본 발명은 위에서 본 바와 같이 접착에서의 신뢰성을 확보한 소재를 사용함으로써 여러가지 형태의 소재를 개발할 수 있으며, 특히 신발 갑피나 가방 등의 산업용 소재로 사용할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법(열가소성 타입: Thermoplastic Type)을 보여주고 있는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법(열경화성 타입: Thermosetting Type)을 보여주고 있는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 후술 될 상세한 설명에서는 상술한 기술적 과제를 이루기 위해 본 발명에 있어 대표적인 실시 예들을 각각 제시할 것이다. 그리고 본 발명으로 제시될 수 있는 다른 실시 예들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.

본 발명에서는 핫멜트 필름의 용융 없이 퓨즈 도트(Fuze Dot) 방식을 사용하여 핫멜트 필름과 피착제(예를 들면, 원단, 인조가죽, 라미네이팅 등)을 접착시킴으로써 제품(즉, 핫멜트 필름이 접착된 피착제: 이하 "라미네이팅-원단"이라 함)에 대한 품질을 확보할 수 있고, 또한 최종제품에 대한 두께 등을 확인할 수 있는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법 및 상기 방법으로 핫멜트 필름이 접착된 피착제를 구현하고자 한다.

한편, 위에서 언급한 '퓨즈 도트 방식'이라는 용어는 핫멜트 필름을 피착제에 접착시킬 때 원단의 표면에 별도의 접착제를 도포한 다음, 그 위에 핫멜트 필름을 접착시키는 방법을 의미하며, 구체적으로는 접착 신뢰성을 확보하고 두께 편차를 줄일 수 있는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법을 의미한다.

위에서 보는 바와 같이, 본 발명에서는 핫멜트 필름을 피착제에 압착시키기 전에 용융상태의 접착제를 피착제에 도포하게 되는데, 구체적으로는 상기 접착제로는 핫멜트 필름과 동일한 소재(열가소성 폴리우레탄) 또는 다른 형태의 소재(열경화성 폴리우레탄)를 각각 사용할 수 있다. 이때, 상기 접착제는 co-polyurethane 공중합물(폴리우레탄 70중량% 이상)을 사용하는 것이 가장 바람직하다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시 예 1은 열가소성 타입(Thermoplastic Type)을 보여주고 있는 도 1을 참조하여 구체적으로 설명할 것이고, 실시 예 2는 열경화성 타입(Thermosetting Type)을 보여주고 있는 도 2를 참조하여 구체적으로 설명할 것이다.

{실시예 1}

도 1에서 도시한 바와 같이, 핫멜트 필름(200)과 원단(100)을 접착시키기 위해서는 조각롤러(engraved roller: 14)와 전사롤러(transfer roller: 16) 및 가압롤러(press roller: 20), 그리고 접착제(300)가 담겨져 있는 압출기(10)와 상기 접착제(300)를 일정 두께로 조각롤러(14)에 도포하는 블레이드(12)로 구성된다.

즉, 상기 압출기(extruder: 10)는 충진된 접착제(300)를 토출시키고, 접착제(300)가 담겨져 있고 상기 접착제(300)를 일정한 온도로 가열하여 용융상태로 만드는 압출기이다. 이때 상기 압출기(10)는 약 190℃의 온도로 접착제(300)를 용융시킨다. 상기 블레이드(blade: 12)는 조각롤러(14)와 미세한 간격을 유지하고 있으며, 상기 압출기(10)를 통해 공급되는 용융상태의 접착제(300)를 일정한 두께로 조각롤러(14)의 표면에 도포시킨다.

조각롤러(14)는 상기 블레이드(12)에 의해 접착제(300)가 도포되는데, 구체적으로는 상기 조각롤러(14)의 표면은 도 1의 확대도면에서 보는 바와 같이 표면에 요철 모양(엠보싱)의 홈(14a)이 형성되어 있으며, 상기 홈(14a)을 포함한 조각롤러(14)의 표면에 접착제(300)가 도포된다. 이때 상기 조각롤러(14)의 표면에는 도트(dot) 형식으로 접착제(300)가 도포되며, 상기 접착제(300)가 굳어지는 것을 방지하기 위하여 상기 조각롤러(14)의 표면은 약 180℃의 온도를 유지한다.

전사롤러(16)는 상기 조각롤러(14)의 하측 동일선상에 위치하고 있으며, 상기 조각롤러(14)를 일정한 압력(바람직하게는, 3~5㎏/㎠)으로 가압한다. 즉, 상기 전사롤러(16)와 조각롤러(14) 사이를 통과하는 원단(100)을 3~5㎏/㎠의 압력으로 가압하게 되는데, 이로 인해 상기 원단(100)의 표면에는 조각롤러(14)에 도포된 접착제(300)가 전이된다.

가압롤러(20)는 접착제(300)가 도포된 원단(100)과 핫멜트 필름(200)을 일정한 압력(바람직하게는, 3~5㎏/㎠)으로 가압하여 접착시키는 롤러이다. 이때 상기 가압롤러(20)의 표면은 130℃의 온도를 유지하게 되며, 이는 원단(100)에 도포된 접착제(300)가 굳어지지 않도록 하여 핫멜트 필름(200)과 원단(100)이 접착제(300)에 의해 서로 접착될 수 있도록 하기 위함이다.

이하, 상기의 제조장치(열가소성 타입: Thermoplastic Type)를 이용하여 핫멜트 필름과 원단을 접착시키는 방법을 구체적으로 설명하고자 한다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 핫멜트 필름(200)과 동일한 조성물로 이루어진 접착제(300)를 압출기(10) 내에서 190℃의 온도로 용융시킨 다음, 상기 접착제(300)를 조각롤러(14)의 표면에 도포시킨다. 이때 상기 접착제(300)는 블레이드(12)에 의해 균일한 두께로 조각롤러(14)의 표면에 도포되어진다.

이후, 상기 조각롤러(14)와 전사롤러(16) 사이로 원단(100)이 진입하게 되면, 상기 조각롤러(14)에 도포된 접착제(300)는 원단(100)의 표면에 전이되며, 상기 접착제(300)가 도포된 원단(100)은 가압롤러(20)를 통과하게 된다. 이때 상기 조각롤러(14)는 3~5㎏/㎠의 압력으로 원단(100)을 가압하게 되고, 상기 조각롤러(14)의 표면은 190℃의 온도를 유지하게 된다.

여기서, 상기 원단(100)에 전이되는 접착제(300)의 중량은 피착제의 종류에 따라서 다양한 형태로 이루어지는데, 바람직하게는 피착제의 표면이 평탄한 것은 약 8~15g/㎠ 정도이고, 상기 피착제의 표면이 거친 것은 약 25g/㎠ 정도이다. 즉, 상기 원단(100)에 도포되는 접착제(300)의 중량은 15~25g/㎠ 범위 내에서 이루어지는 것이 가장 바람직하다.

다음, 상기 접착제(300)가 도포된 원단(100)은 가압롤러(20)를 통과하면서 핫멜트 필름(200)과 접착된다. 즉, 핫멜트 필름(200)과 접착제(300)가 도포된 원단(100)은 가압롤러(20)를 통과하면서 압착되어지는데, 바람직하게는 상기 가압롤러(20)의 3~5㎏/㎠의 압력에 의해 핫멜트 필름(200)과 원단(100)은 눌려지게 되고, 이와 동시에 접착제(300)도 눌려지면서 상기 핫멜트 필름(200)과 원단(100)은 접착제(300)에 의해 서로 접착되어진다.

이때, 상기 핫멜트 필름(200)은 접착제(300)에 의해 원단(100)의 표면으로 침투되지 않음은 물론 상기 핫멜트 필름(200)에 어떠한 열로 가하지 않기 때문에 녹아내리지 않게 된다. 여기서 상기 접착제(300)는 녹은 상태로 원단(100)의 표면에 도포되어 있고 상기 가압롤러(20)의 표면 온도(즉, 130℃)에 의해 녹은 상태를 그대로 유지하기 때문에 상기 접착제(300)에 의해 핫멜트 필름(200)과 원단(100)은 서로 접착되어지는 것이다.

이와 같은 제조방법으로 만들어진 라미네이팅 원단은 핫멜트 필름(200)이 용융되어지지 않고 원래의 형상을 유지하기 때문에 원단(100) 속으로 침투되지 않게 되고 아울러 접착제(300)에 의해 원단(100)과 압착됨으로 인해 항상 일정한 두께(즉, 두께 편차를 최소화함)를 유지할 수 있고, 접착 신뢰성을 높일 수 있다.

{실시예 2}

도 2는 핫멜트 필름(600)과 원단(500)를 접착시킬 때 상기 핫멜트 필름(600)과 다른 조성물로 이루어진 접착제(700)를 사용하여 이들을 접착시키는 장치 및 방법을 구체적으로 보여주고 있는 도면이다.

상기 도 2에서 도시하고 있는 압출기(50), 블레이드(52), 조각롤러(56), 전사롤러(58), 가압롤러(62) 등은 전술한 실시예 1에서 제시하고 있는 압출기(10), 블레이드(12), 조각롤러(14), 전사롤러(16), 가압롤러(20)와 동일한 기능을 수행하고, 단지 접착제(700)가 용융된 상태를 유지할 수 있도록 각 롤러를 가열하는 온도와 가압력에 있어서 차이가 있을 뿐이다.

즉, 상기 압출기(50)는 약 130℃의 온도로 접착제(700)를 용융시키며, 상기 조각롤러(56)는 접착제(700)가 굳어지는 것을 방지하기 위하여 약 120℃의 온도를 유지한다. 또한 상기 가압롤러(62)는 원단(500)에 도포된 접착제(700)가 굳어지지 않도록 하여 핫멜트 필름(600)과 원단(500)이 접착제(700)에 의해 서로 접착될 수 있도록 하기 위하여 100℃의 온도를 유지하며, 상기 접착제(700)가 도포된 원단(500)과 핫멜트 필름(600)을 가압하기 위하여 약 5~7㎏/㎠의 압력을 유지한다. 이때 상기 전사롤러(58)도 약 5~7㎏/㎠의 압력을 유지하는 것이 바람직하다.

하기에서는, 상기한 바와 같이 구성된 열경화성 타입(Thermosetting Type)의 제조장치를 이용하여 핫멜트 필름(600)과 원단(500)을 접착시키는 방법을 구체적으로 설명하고자 한다.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이 핫멜트 필름(600)과 서로 다른 조성물로 이루어진 접착제(700)를 압출기(50) 내에서 130℃의 온도로 용융시킨 다음, 상기 접착제(700)를 조각롤러(56)의 표면에 도포시킨다. 이때 상기 접착제(700)는 블레이드(52)에 의해 균일한 두께로 조각롤러(56)의 표면에 도포되어진다.

이후, 상기 조각롤러(56)와 전사롤러(58) 사이로 원단(500)이 진입하게 되면, 상기 조각롤러(56)에 도포된 접착제(700)는 원단(500)의 표면에 전이되며, 상기 접착제(700)가 도포된 원단(500)은 가압롤러(62)를 통과하게 된다. 이때 상기 조각롤러(14)의 표면은 120℃의 온도를 유지하게 되며, 상기 원단(500)에 전이되는 접착제(700)의 두께는 통상 피착제의 종류에 따라 차이가 있는데 바람직하게는 20~35g/㎠의 범위가 적당하다.

다음, 상기 접착제(700)가 도포된 원단(500)은 가압롤러(62)와 이송롤러(60) 사이를 통과하면서 핫멜트 필름(600)과 접착된다. 즉, 핫멜트 필름(600)과 접착제(700)가 도포된 원단(500)은 가압롤러(62)를 통과하면서 압착되어지는데, 바람직하게는 상기 가압롤러(62)의 5~7㎏/㎠의 압력에 의해 핫멜트 필름(600)과 원단(500)은 눌려지게 되고, 이와 동시에 접착제(700)도 눌려지면서 상기 핫멜트 필름(600)과 원단(500)은 접착제(700)에 의해 서로 접착되어진다.

이때, 상기 핫멜트 필름(600)은 접착제(700)에 의해 원단(500)의 표면으로 침투되지 않음은 물론 상기 핫멜트 필름(600)에 어떠한 열로 가하지 않기 때문에 녹아내리지 않게 된다. 여기서 상기 접착제(700)는 녹은 상태로 원단(500)의 표면에 도포되어 있고 상기 가압롤러(62)의 표면 온도(즉, 100℃)에 의해 녹은 상태를 그대로 유지하기 때문에 상기 접착제(700)에 의해 핫멜트 필름(600)과 원단(500)은 서로 접착되어지는 것이다.

이와 같은 제조방법으로 만들어진 라미네이팅 원단은 핫멜트 필름(600)이 용융되어지지 않고 원래의 원상을 유지하기 때문에 원단(500) 속으로 침투되지 않게 되고 아울러 접착제(700)에 의해 원단(500)과 압착됨으로 인해 항상 일정한 두께(즉, 두께 편차를 최소화 함)를 유지할 수 있고, 접착 신뢰성을 높일 수 있다.

10, 50: 압출기 12, 52: 블레이드
14, 56: 조각롤러 14a, 56a: 홈
16, 58: 전사롤러 20, 62: 가압롤러
100, 500: 원단 200, 600: 핫멜트 필름
300, 700: 접착제

Claims (5)

1. 핫멜트 필름을 피착제에 접착시키는 방법에 있어서,
   용융상태의 접착제를 피착제의 표면에 도포한 다음, 상기 접착제가 도포된 피착제와 상기 핫멜트 필름을 가압하여 접착시키는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법.
   
2. 요철 모양의 표면을 가지는 조각롤러와, 상기 조각롤러와 연동하여 통상의 피착제를 가압하는 전사롤러와, 통상의 핫멜트 필름과 상기 피착제를 접착시키기 위한 가압롤러로 구성된 제조장치를 이용하여 상기 핫멜트 필름과 피착제를 서로 접착시키는 방법에 있어서,
   상기 조각롤러의 표면에 접착제를 도포하는 과정과;
   상기 조각롤러와 전사롤러 사이를 상기 피착제가 통과할 때, 상기 조각롤러의 표면에 도포된 접착제가 상기 피착제의 표면에 전이되는 과정과;
   상기 접착제가 도포된 피착제와 상기 핫멜트 필름이 가압롤러를 통과하면서 접착되는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 접착제는 상기 핫멜트 필름과 동일한 조성물로 이루어짐을 특징으로 하는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 접착제는 co-polyurethane 공중합물 임을 특징으로 하는 핫멜트 필름과 피착제를 접착시키는 방법.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항의 방법으로 제조된 핫멜트 필름이 접착된 피착제.

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