KR20210001100A - 신발창용 무용매 접착시트를 이용한 신발의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신발창을 구성하는 밑창과 중창에 무용매 접착시트를 사용함으로서, 전환율을 증가시키고, 잔류 모노머를 감소시켜, 유기휘발성분화합물(VOC)을 사용하지 않으면서도, 기존대비 높은 내마모성 및 유연성을 갖으며, 별도의 접착 설비 및 세척 설비가 필요 없고 친환경적이고 작업 인원을 절감할 수 있는 신발창용 무용매 접착시트를 이용한 신발의 제조방법에 관한 것으로서, 밑창을 성형하는 통상의 금형에 고무시트를 삽입한 다음, 그 위에 제1접착시트를 올려놓고, 이를 가압하여 성형하는 단계와, 중창을 성형할 때 사용되는 금형에 상기 단계로 성형된 밑창을 삽입한 다음, 그 위에 제1접착시트를 올려놓은 후, 그 위에 다시 통상의 EVA 폼을 올려놓은 다음, 그 위에 다시 제2접착시트, 제1접착시트 중에서 선택된 어느 하나의 접착시트를 올려놓은 후, 이를 가압 성형하여 신발창을 제조하는 단계와 및, 중창의 표면에 접착된 제2접착시트 또는 제1접착시트를 이용하여 상기 신발창과 갑피를 접착시켜 신발을 제조하는 단계로 이루어지는 신발의 제조방법에 있어 상기 제1접착시트는, 중량 평균 분자량이 500 ~ 10,000이며, 이소시아네이트, 폴리올 및 하이드록시 아크릴레이트에 중 하나 이상에 의해 합성된 우레탄 아크릴레이트계 점착 수지 및 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 헥사메틸렌디아크릴레이트 및 우레탄(메타)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함하는 다관능성 아크릴계 모노머를 포함하는 무용매 접착시트 조성물로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

신발창용 무용매 접착시트를 이용한 신발의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF SHOE BY SOLVENTLESS COUPLING SHEET FOR SHOES SOLE}

본 발명은 신발창용 무용매 접착시트를 이용한 신발의 제조방법에 관한 것으로서, 신발창을 구성하는 밑창과 중창에 무용매 접착시트를 사용함으로서, 전환율을 증가시키고, 잔류 모노머를 감소시켜, 유기휘발성분화합물(VOC)을 사용하지 않으면서도, 기존대비 높은 내마모성 및 유연성을 갖으며, 별도의 접착 설비 및 세척 설비가 필요 없고 친환경적이고 작업 인원을 절감할 수 있는 신발창용 무용매 접착시트를 이용한 신발의 제조방법에 관한 것이다.

신발창용 부재로는, 그립 성능이나 내마모 성능의 관점에서, 천연 고무나 합성 고무 등을 가교시킨 연질 재료가 사용되고 있다. 구두의 구성 부위는 어퍼(발을 감싸는 부위), 미드솔(쿠션성을 발휘하는 부위), 신발창(지면과 접촉하는 부위)으로 크게 나뉘며, 신발창은 또한 스터드(신발창으로부터 돌기되어 있어, 지면과 강하게 접촉하는 부위)와 밑창(신발창의 스터드 이외의 부위)으로 나뉜다. 스터드에는 그립 성능이나 내마모 성능의 관점에서 일반적으로 고무가 유용하며, 밑창에는 스프링 성능의 관점에서 일반적으로 열가소성 엘라스토머가 유용하다.

종래, 스터드와 밑창의 사이의 접착에 관해서는, 그들의 접착 면적이 작아, 통상의 접착 방법으로는 충분한 접착 강도를 얻는 것이 어렵기 때문에, 스터드와 밑창은 통상, 모두 고무이거나, 모두 열가소성 엘라스토머인 경우가 많았다. 그러나, 모두 고무인 경우, 고무의 비중이 크기 때문에 구두의 중량이 무거워져, 스프링 성능을 얻기 어렵다는 문제가 있었다. 한편, 모두 열가소성 엘라스토머인 경우, 인공 잔디 운동장이나 체육관 등에서는 마찰열에 의해 융착되거나, 젖은 노면 등에서는 미끄러지기 쉬운 등의 문제가 있었다.

따라서, 스터드와 밑창이 각각 상이한 소재로 이루어지는 부재라도, 양쪽 부재가 충분한 접착 강도를 갖도록 복합 성형하기 위해 다양한 방법이 시도되어 왔다. 접착제를 사용하지 않는 직접 접착에 의한 복합 성형은 유효한 방법의 하나이며, 그에 의해, 스터드가 고무, 밑창이 열가소성 엘라스토머인 경우에도, 양쪽 부재가 충분한 접착 강도를 갖는 신발창을 얻는 것이 가능하게 되었다.

종래에 사용되는 예를 들어 보면, 폴리우레탄(예를 들어, 폴리에테르우레탄, 폴리에스테르우레탄) 및 폴리아미드 베이스의 중합체(예를 들어, 폴리에테르에스테르 아미드 등의 폴리아미드 블록과 폴리에테르 블록을 갖는 중합체) 중에서 선택되는 열가소성 수지 (I)를 고무 (II) 위에 다색 성형하는 방법에 있어서, 고무의 표면을 할로겐화한 후, 열가소성 수지를 압축 성형 또는 사출 성형으로 다색 성형하는 방법이 있으며, 그리고 이 방법에는, 이 방법에 의해 얻어지는 복합 재료는 신발창의 마모를 방지하기 위한 고무의 스터드 또는 고무제 힐 등이 고정된 폴리아미드 엘라스토머의 신발창을 갖는 운동화의 제조에 사용되고 있다.

그러나, 고무와 열가소성 엘라스토머의 복합 성형에는, 사출 성형이나 압축 성형 등, 가열이나 가압을 수반하는 방법이 일반적으로 사용되기 때문에, 특히 열가소성 엘라스토머측의 변형에 의한 제조 불량이 문제가 되는 한편, 가열이나 가압의 조건을 완화하면, 고무의 가황 시간이 연장되거나, 고무와 열가소성 엘라스토머의 접착불량이 생긴다는 문제가 발생된다.

또한, 다른 실시예제로서는 합성 고무의 아웃솔 의장부와 접합 일체화된 열가소성 엘라스토머 시트에 의해 구성된 아웃솔 부재에, 신발창 본체 성형용의 열가소성 엘라스토머를 사출 성형함으로써 상기 아웃솔 부재와 신발창 본체를 동시 일체 성형하여 3층 구조로 한 신발창을 사용하고 있으며, 이러한 신발창은 미가교의 합성 고무의 혼련 시트를 틀에서 빼낸 아웃솔 의장용 부재를 예비 성형 신발창 금형의 아웃솔 의장용 오목부에 배치하여 가압 가열한 후, 상기 아웃솔 의장용 부재가 가교의 초기 단계에서 금형을 개방하여, 아웃솔 의장용 오목부의 외형 형상에 대략 합치시킨 형상을 갖는 열가소성 엘라스토머 시트를 설치한 후, 다시 가압 가열하여 상기 합성 고무의 의장부와 열가소성 엘라스토머 시트를 일체 성형한 아웃솔 부재를 형성하고, 상기 아웃솔 부재를 본창용 사출 성형 금형의 의장용 오목부 형상으로 트리밍한 후, 신발창용 사출 성형 금형의 의장용 오목부에 합치하도록 배치하여 형 체결한 후, 신발창 본체 형성용의 열가소성 엘라스토머를 사출 성형하는 등에 의해 제조할 수 있으나, 아웃솔 의장부와 아웃솔 부재의 접합 일체화시에 있어서는, 합성 고무의 가교 공정을 중단하고 금형을 개방하고, 열가소성 엘라스토머 시트를 설치한 후에 다시 금형을 폐쇄하고 복합 일체화하는 공정이 필요하여, 작업 효율을 추구하는 경우에는 문제가 되며, 게다가 아웃솔 부재에 신발창 본체 형성용의 열가소성 엘라스토머를 사출 성형할 때에는, 열 융착(용융 일체화)시키기 위해서, 아웃솔 부재용의 수지 및 열가소성 엘라스토머로서, 실질적으로 동종의 수지를 사용할 필요가 있어, 수지 재료의 조합이 제한된다.

1. 대한민국 등록특허 제10-1675358호(발명의 명칭 : 접착공정을 단축시킬 수 있는 아웃솔과 미드솔의 접착방법) 2. 대한민국 등록특허 제10-0925983호(발명의 명칭 : 신발창 및 신발창 제조방법)

따라서, 본 발명의 목적은 신발창의 중창인 가교 고무층과, 밑창으로서의 무용매의 열가소성 엘라스토머층을 효율적으로 접합하는데 유용한 접착시트를 제공하는 데에 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 일실시예는 신발창의 가교 고무층과 밑창으로서의 열가소성 엘라스토머층의 사이에, 특정한 아미노기 농도와 굽힘 탄성률을 갖는 특정한 무용매 접착시트 성분으로 형성된 시트를 개재시키면, 시트나 열가소성 엘라스토머층에 발생하는 변형의 방지 또는 억제와, 이들 양층의 접합을 양립시켜서 실현할 수 있는 무용매 접착시트를 사용함으로써, 폭넓은 고무와 열가소엘라스토머의 조합으로 가교 고무층과 열가소성 엘라스토머층을 접합할 수 있는 것을 본 발명의 기술적 과제로 제공된다.

본 발명의 신발창용 무용매 접착시트는 신발창의 가교 고무층과, 밑창으로서의 열가소성 엘라스토머층을 효율적으로 접합하는데 유용하며, 이러한 무용매 접착시트를 사용함으로써, 변형시키지 않고 효율적으로 중창 및 밑창을 접합할 수 있는 효과가 있다.

이하의 상세한 설명에는 본 발명에 따른 신발창용 무용매 접착시트에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명에서는 EVA폼으로 된 중창(midsole)과 고무로 된 밑창(outsole)을 파이론 금형에 투입하고, 그 사이에 접착용 필름을 삽입한 다음, 고온ㆍ가압으로 동시에 성형함으로써 밑창과 중창을 제조할 때 반드시 요구되는 세척 공정과 프라이머 도포 공정 및 접착 공정을 수행할 필요가 없으며, 또한 세척 및 접착 공정을 위한 별도의 설비가 필요 없고, 불필요한 작업인력을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 친환경적이고 작업환경을 개선할 수 있는 접착용 필름을 이용한 신발창의 제조방법을 구현하고자 한다.

이를 위해서는 밑창과 중창을 동시에 성형하는 방법이 구체적으로 개시되어야하고, 또한 밑창과 중창을 동시에 성형할 때 사용되는 접착용 필름의 조성물이 구체적으로 기술되어야 한다.

이하, 도면에 미도시되었지만 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 신발창의 무용매 시트를 이용한 신발창의 제조방법은 접착시트와 고무시트를 통상의 밑창 성형용 금형에 삽입한 다음, 고온ㆍ가압으로 밑창을 성형한 다음, 이어서 접착시트가 함께 성형된 밑창을 중창을 성형할 때 사용되는 금형의 내부에 삽입한 다음, 그 위에 제1접착시트, EVA 폼, 제2접착시트를 순차적으로 올려놓은 후, 이를 고온ㆍ가압으로 성형함으로써 밑창과 중창이 동시에 형성된 신발창을 성형하는 과정으로 이루어진다. 즉, 상기 밑창과 중창은 금형의 내부에서 제1접착시트로 접착되고, 상기 밑창과 중창이 접착된 신발창과 갑피는 제2접착시트로 접착된다. 이때 상기 신발창과 갑피를 접착할 때, 제2접착시트 대신에 제1접착시트를 사용할 수 있다.

상기 밑창성형용 금형의 내부에 고무를 삽입한 다음, 그 위에 제1접착시트를 올려놓은 후, 이를 고온ㆍ가압(바람직하게는, 150~160℃의 온도, 100~160kgf/㎠의 압력)으로 5~10분 동안 가황시켜 밑창을 성형한다. 이와 같이 밑창을 성형할 때, 제1접착시트를 삽입하여 성형하게 되면 밑창과 중창을 접착시킬 때 요구되는 공정, 구체적으로는 버핑 공정, 세척 공정, 프라이머 도포 공정, 접착 공정이 필요 없게 된다. 상기 제1접착시트의 조성물과 물성은 하기에서 구체적으로 제시할 것이다.

다음으로, 금형의 내부에 제1접착시트가 일체로 성형된 밑창을 삽입한 다음, 그 위에 제1접착시트를 올려놓은 후, 그 위에 다시 EVA 폼을 올려놓은 다음, 상기 EVA 폼 위에 제2접착시트를 올려놓는다. 이때, 상기 EVA 폼은 통상적인 방법으로 발포된 EVA 폼을 말하는데, 예를 들면 비스켓 형태의 EVA를 발포시켜 중창의 실제 크기보다 약 190% 정도 크게 발포 성형한 것이다. 또한, 상기 금형은 통상적으로 사용되는 금형으로서, 즉 중창을 제조할 때 일반적으로 사용되는 금형을 말하는데, 본 발명에서 사용하고 있는 금형은 금형의 내부 깊이가 종래에 비해 깊게 제작하는 것이 바람직하다. 이는 상기 금형의 내부에 밑창과 제1접착시트 및 EVA 폼, 그리고 제2접착시트를 한꺼번에 삽입할 수 있도록 하기 위함이다.

이후, 상기 금형에 삽입된 "밑창, 제1 접착시트, EVA 폼, 제2접착시트"를 160℃의 온도에서 60kgf/㎠의 압력으로 가압하게 되면, 밑창과 중창이 동시에 성형된 신발창이 제조된다.

끝으로, 상기한 바와 같은 성형 방법으로 제조된 신발창(바람직하게는, 금형에서 밑창과 중창이 동시에 성형된 신발창)과 통상적인 방법으로 만들어진 갑피를 접착시킴으로써 본 발명의 신발은 제조된다. 이때 상기 신발창과 갑피는, 구체적으로는 중창과 갑피는 제2접착시트에 의해 접착되어진다.

한편, 본 발명에서는 위에서 보았듯이 밑창과 중창을 금형에 삽입한 다음 동시에 가압 성형하기 위하여 접착용 필름을 사용하는데, 구체적으로는 밑창과 EVA 폼 중창을 접착시키기 위해서는 제1접착시트를 사용하고, 상기 중창과 갑피를 접착하기 위해서는 제2접착시트를 사용한다. 하기에서는 제1, 2접착시트를 이루는 조성물과 그 물성을 구체적으로 제시하고자 한다.

먼저, 금형에서 밑창과 중창을 동시에 접착 성형할 때 사용되는 제1접착시트는 고무 접착을 위한 주재료로서 고무 베이스의 열가소성 플라스틱 탄성체(Thermo Plastic Elastomer: 이하 "TPE"라 함) 또는 올레핀계(Olefin) 또는 고무계 등을 사용하는데, 바람직하게는 신디오탁틱 1,2-폴리부타디엔(Syndiotactic 1,2-Polybutadiene) 50~98중량%를 사용한다. 이때 상기 신디오탁틱 1,2-폴리부타디엔을 50중량% 이하로 사용하게 되면 선형성과 필름 강도가 떨어지게 되고, 98중량% 이상을 사용하게 되면 접착력이 떨어지게 된다.

또한, 상기 제1 접착필름(200,400)은 EVA 폼 접착을 위한 주재료로서 중량 평균 분자량이 500 ~ 10,000이며, 이소시아네이트, 폴리올 및 하이드록시 아크릴레이트에 중 하나 이상에 의해 합성된 우레탄 아크릴레이트계 점착 수지 및 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 헥사메틸렌디아크릴레이트 및 우레탄(메타)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함하는 다관능성 아크릴계 모노머를 포함하는 무용매 접착시트 조성물을 사용한다.

또한, 폴리에틸렌 베이스의 커플링제 또는 에틸렌 초산 비닐수지(Ethylene Vinyl Acetate: 이하 "EVA"라 함) 베이스의 커플링제를 사용하는데, 바람직하게는 무수말레인산(Maleic Anhydride) 2~20%를 함유(바람직하게는, 무수말레인산 7%를 함유)하는 폴리에틸렌 베이스의 커플링제 2~50중량%를 사용할 수 있으며, 이때 상기 폴리에틸렌 베이스의 커플링제를 2중량% 이하로 사용하게 되면 접착력이 떨어지게 되고, 50중량% 이상을 사용하게 되면 선형성과 필름 강도가 떨어지는 문제점이 있다.

그리고, 본 발명에서는 상기와 같은 주재료 100중량부에 대하여 가공 조제를 더 사용하게 되는데, 구체적으로는 몬탄 왁스(Montane Wax) 0.2중량부와 펜터리 트리톨을 가진 페티 에시드(탄소수 5개에서 9개를 가진) 에스테르

류(Fatty Acid(C=5-9) Esters with Pentaery Thritol) 0.2중량부를 사용한다. 이때 상기 가공 조제를 사용하는 이유는 티-다이(T-Die)에서 압출시 제1 접착필름(200,400)이 다이스 립(dies lip)에 붙지 않고 잘 빠져나오도록 하기 때문이다.

한편, 금형에서 밑창과 중창을 동시에 성형할 때, EVA 폼의 상면에 올려지는 제2접착시트는 갑피(예를 들면, 텍스타일, 합성피혁, 가죽) 접착을 위한 주재료로서 중량 평균 분자량이 500 ~ 10,000인 우레탄 아크릴레이트계 수지, 관능성 아크릴계 모노머 및 (메타)아크릴산에스테르계 단량체를 포함하는 것으로 이루어지는 무용매 접착시트 조성물을 제공한다.

또한, 폴리에스테르 타입의 TPU 50~98중량%를 사용하며, 또한 EVA 폼 접착을 위한 주재료로서 EVA 베이스의 상용화제(무수말레인산 2~20% 함유, 바람직하게는 무수말레인산 6% 함유) 2~50중량%를 사용한다. 이때 상기 폴리에스테르 타입의 TPU를 50중량% 이하로 사용하게 되면 기본 접착 강도가 떨어지고, 98중량% 이상으로 사용하게 되면 비착제와의 상용성이나 침투력이 떨어져 접착이 되지 않는다. 또한 상기 EVA 베이스의 상용화제를 2중량% 이하로 사용하게 되면 비착제와의 상용성이나 침투력이 떨어져 접착이 되지않고, 50중량% 이상으로 사용하게 되면 접착 강도가 떨어진다.

또한, 본 발명에서는 상기와 같은 주재료 100중량부에 대하여 가공 조제를 더 사용하게 되는데, 구체적으로는 몬탄 왁스(Montane Wax) 0.2중량부와 펜터리 트리톨을 가진 페티 에시드(탄소수 5개에서 9개를 가진) 에스테르류(Fatty Acid(C=5-9) Esters with Pentaery Thritol) 0.22중량부를 사용한다. 이때 상기 가공 조제를 사용하는 이유는 티-다이(T-Die)에서 압출시 제2 접착필름(600)이 다이 립(die lip)에 붙지 않고 잘 빠져나오도록 하기 때문이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 접착용 필름은 EVA 폼 중창과 갑피를 접착시키는 제2접착시트와 EVA 폼 중창과 밑창을 접착시키는 제1접착시트로 구성되며, 이들의 구성을 통해 금형에서 밑창과 EVA 폼 중창이 동시에 성형되어져, 결국에는 신발창(바람직하게는, 밑창과 중창이 한 개의 금형에서 동시에 접착 성형되어진 신발창이 제조된다. 끝으로, 상기 중창에 접착되어 있는 제2접착시트에 의해 갑피는 간단하게 접착되어짐으로써 본 발명의 신발은 제조된다.

Claims (2)

1. 밑창을 성형하는 통상의 금형에 고무시트를 삽입한 다음, 그 위에 제1접착시트를 올려놓고, 이를 가압하여 성형하는 단계와, 중창을 성형할 때 사용되는 금형에 상기 단계로 성형된 밑창을 삽입한 다음, 그 위에 제1접착시트를 올려놓은 후, 그 위에 다시 통상의 EVA 폼을 올려놓은 다음, 그 위에 다시 제2접착시트, 제1접착시트 중에서 선택된 어느 하나의 접착시트를 올려놓은 후, 이를 가압 성형하여 신발창을 제조하는 단계와 및, 중창의 표면에 접착된 제2접착시트 또는 제1접착시트를 이용하여 상기 신발창과 갑피를 접착시켜 신발을 제조하는 단계로 이루어지는 신발의 제조방법에 있어서,
   상기 제1접착시트는,
   중량 평균 분자량이 500 ~ 10,000이며, 이소시아네이트, 폴리올 및 하이드록시 아크릴레이트에 중 하나 이상에 의해 합성된 우레탄 아크릴레이트계 점착 수지 및 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 헥사메틸렌디아크릴레이트 및 우레탄(메타)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함하는 다관능성 아크릴계 모노머를 포함하는 무용매 접착시트 조성물로 이루어짐을 특징으로 하는 신발창용 무용매 접착시트를 이용한 신발의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2접착시트는,
   중량 평균 분자량이 500 ~ 10,000인 우레탄 아크릴레이트계 수지, 관능성 아크릴계 모노머 및 (메타)아크릴산에스테르계 단량체를 포함하는 것으로 이루어짐을 특징으로 하는 신발창용 무용매 접착시트를 이용한 신발의 제조방법.