KR20240064958A - 친환경 슬리퍼 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 친환경 슬리퍼에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지재를 성형하여 만들어지는 슬리퍼로서, 특히 재생 폴리프로필렌을 활용하여 제조함으로써 재생비율도 높여 자원의 재활용도를 증대시킴은 물론 생분해성도 높이고 소각시 다이옥신을 비롯한 유해물질 배출이 없어 친환경성을 증대시키도록 개선된 친환경 슬리퍼에 관한 것이다.

Description

친환경 슬리퍼 및 그 제조방법{Eco-friendly slipper}

본 발명은 친환경 슬리퍼 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성수지재를 성형하여 만들어지는 슬리퍼로서, 특히 재생 폴리프로필렌을 활용하여 제조함으로써 재생비율도 높여 자원의 재활용도를 증대시킴은 물론 생분해성도 높이고 소각시 다이옥신을 비롯한 유해물질 배출이 없어 친환경성을 증대시키도록 개선된 친환경 슬리퍼 및 그 제조방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 슬리퍼는 매는 끈이나 여미는 수단없이 그대로 꿰어 신는 신발의 총칭이다. 대체적으로 슬리퍼는, 발등이 낮고, 가벼워 쉽게 신고 벗을 수 있는데서 유래한 명칭이다.

슬리퍼는 바닥에 닿는 아웃솔과 발등을 지지하는 뱀프를 포함할 수 있다. 아웃솔의 상면은 사용자의 발과 접촉하는 인솔역할을 할 수 있다.

아웃솔과 뱀프는 에지안감을 통해 봉제되어 결합될 수 있는데, 뱀프를 아웃솔에 겹친 상태에서, 파이핑과 함께 아웃솔의 가장자리를 따라 바느질하여 슬리퍼를 제조하게 된다.

다른 예로, 합성수지재 슬리퍼는 제조하고자 하는 슬리퍼의 형상에 따라 금형을 제조하고, 이 금형에 용융된 합성수지재(주로 PVC)를 주입함으로써 슬리퍼를 일체로 사출성형하는 방식으로 제조된다.

이때, 주로 사용되는 합성수지는 PVC(Polyvinyl chloride)이며, 이는 우수한 가공성과 열변형성, 신장율, 저렴한 가격 등의 장점 때문에 가장 보편적으로 사용되어 왔다.

하지만, PVC 수지의 경우 폐기나 소각시 다이옥신 등 환경 호르몬이 발생되며, 이러한 환경 호르몬은 인체에 축적시 암을 유발하는 등의 문제로 인해 최근에는 많은 규제가 따르고 있다.

국내 등록특허 제10-2391445호(2022.04.22.) 친환경 슬리퍼

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 합성수지재를 성형하여 만들어지는 슬리퍼로서, 특히 재생 폴리프로필렌을 활용하여 제조함으로써 재생비율도 높여 자원의 재활용도를 증대시킴은 물론 생분해성도 높이고 소각시 다이옥신을 비롯한 유해물질 배출이 없어 친환경성을 증대시키도록 개선된 친환경 슬리퍼 및 그 제조방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 합성수지재 조성물을 용융시킨 후 몰드에서 사출 성형되는 슬리퍼에 있어서; 상기 합성수지재 조성물은, 버진(Virgin) 폴리프로필렌수지와 재생 폴리프로필렌수지가 1:9의 중량비로 혼합된 혼합수지 65중량%와, 10㎛의 입도를 갖는 활석분말 2.5중량%와, 10㎛의 입도를 갖는 패각분말 2.5중량%와, 디베헤닐푸마레이트 2.0중량%와, PCL(Poly-CaproLactone) 14중량% 및 PBS(Poly-ButyleneSuccinate) 14중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 친환경 슬리퍼를 제공한다.

본 발명에 따르면, 합성수지재를 성형하여 만들어지는 슬리퍼로서, 특히 재생 폴리프로필렌을 활용하여 제조함으로써 재생비율도 높여 자원의 재활용도를 증대시킴은 물론 생분해성도 높이고 소각시 다이옥신을 비롯한 유해물질 배출이 없어 친환경성을 증대시키도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

본 발명에 따른 친환경 슬리퍼는 합성수지재 조성물, 이를 테면 재생 폴리프로필렌수지를 포함한 성형용 조성물을 용융시킨 후 몰드에서 사출 성형되는 방식으로 제조된다.

이를 위해, 본 발명은 용융시킬 합성수지재 조성물을 다음과 같이 조성한다.

즉, 본 발명에 따른 합성수지재 조성물은 버진(Virgin) 폴리프로필렌수지와 재생 폴리프로필렌수지가 1:9의 중량비로 혼합된 혼합수지 65중량%와, 10㎛의 입도를 갖는 활석분말 2.5중량%와, 10㎛의 입도를 갖는 패각분말 2.5중량%와, 디베헤닐푸마레이트 2.0중량%와, PCL(Poly-CaproLactone) 14중량% 및 PBS(Poly-ButyleneSuccinate) 14중량%로 구성된다.

이때, 혼합수지를 구성하는 버진 폴리프로필렌수지(순수 폴리프로필렌수지)와 재생 폴리프로필렌수지의 혼합비율은 재생가능한 재생효율의 최대치까지 한정하여 재생효율을 극대화시키기 위한 것이다.

그리고, 활석은 조성물의 분산성을 증대시켜 표면 불량을 감소시킴으로써 저온 작업성을 증대시키고, 성형자유도를 높이기 위해 첨가된다.

또한, 패각분말은 석화, 전복, 굴, 조개류 등의 패각을 300℃로 가열하여 항균처리한 후 10㎛ 크기로 분쇄한 것으로, VOC, 포름알데히드 및 톨루엔 등을 흡수, 흡착하는 능력이 있어 유기성 미세먼지를 저감하는 특성 및 내곰팡이 특성이 확인된 바 있다.

뿐만 아니라, 디베헤닐푸마레이트(Dibehenyl Fumarate)는 베헤닐알코올과 푸마릭애씨드의 디에스터로서 패각분말의 균일분산성을 증대시키면서 폴리프로필렌과의 교합성을 증대시키기 위해 첨가된다.

아울러, PCL(Poly-CaproLactone)은 매우 뛰어난 생분해 특성을 갖는다. 또한 PBS(Poly-ButyleneSuccinate)도 생분해 특성이 우수한다. 다만, PCL이 융점이 낮아 용도 제한이 큰 단점을 PBS가 블렌딩됨으로써 115℃에서도 충분히 견딜 수 있고 가공성과 성형성을 모두 향상시킬 수 있어 양자를 1:1의 중량비로 섞어 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상술한 조성물을 이용하여 다음과 같은 방법으로 슬리퍼를 제조할 수 있다.

예컨대, 본 발명에 따른 슬리퍼 제조방법은 먼저, 슬리퍼 제조용 합성수지재 조성물을 배합하여 만드는 제1단계가 수행되며, 이때 조성물 및 그 비율은 앞서 설명한 바와 같다.

이어, 상기 슬리퍼 제조용 합성수지재 조성물을 130-150℃로 유지되는 밴버리 믹서에서 용융시키는 제2단계가 수행된다.

이때, 밴버리 믹서를 사용하는 이유는 재생 합성수지의 혼련성을 단시간내에 좋게 하기 위한 것으로, 완전 밀봉조건에서 재생 합성수지를 특정 압력으로 제어하여 분산안정성과 고도의 혼련성을 유도하여 높은 생산성을 만들어 내기 때문이다.

이것은 밴버리 믹서를 구성하고 있는 나선형 각도 및 래핑 길이를 갖는 블레이드 로터를 갖추고 있어 가능하다.

특히, 상기 밴버리 믹서를 가동할 때 상기 슬리퍼 제조용 합성수지재 조성물 100중량부 대비, 캐슈핵유를 15중량부 더 첨가하여 가동하게 되면 성형될 슬리퍼의 내구성과 피착성을 더욱 증대시킬 수 있는데, 이는 캐슈핵유가 캐슈열매의 껍질 추출액으로서 카르돌과 아나카르도산을 다량 함유하고 있기 때문이다.

뿐만 아니라, 타닌도 15중량부 더 첨가될 수 있는데, 이것은 캐슈핵유에 함유된 카르돌과 아나카르도르산과 만나 산소가 개재되면 단량체끼리 결합하여 이량체를 만들고 또다시 인접한 단량체와 결합하는 과정을 반복함으로써 균열 억제 능력도 확보할 수 있기 때문이다.

이후, 용융물을 몰드에 사출하여 슬리퍼 형상으로 성형하는 제3단계가 수행된다.

그리고, 상기 제3단계 후 슬리퍼 표면에 디자인을 현출하도록 성형된 슬리퍼를 패터닝된 엠보스롤에 20-30m/min의 속도로 투입하여 표면가공하는 제4단계가 더 수행될 수 있다.

이 경우, 상기 제4단계를 수행할 때 엠보스롤은 40-50℃로 예열된 상태를 유지해야 한다.

이에 더하여, 본 발명에서는 신발, 특히 슬리퍼라는 특성상 내구성은 물론 내오염성을 증대시키기 위해 상기 합성수지재 조성물를 조성할 때, 합성수지재 조성물 100중량부를 기준으로 실리콘 알콕사이드 혼합물 15중량부, 1,2-헥산다이올 10중량부, 알킬렌옥사이드 5중량부, 규불화마그네슘 2.5중량부 더 첨가될 수 있다.

이때, 실리콘 알콕사이드 혼합물은 물과 TMOS(Tetramethylorthosilicate)를 4:1의 중량비로 혼합한 혼합액 100㎖에 티타늄부톡사이드 20g과 질산 2g을 넣고 교반하여 만들어진 것으로, 폴리프로필렌수지 성형품의 표면접촉각을 현저히 증대시켜 이물질이 부착되었을 때 부착능력을 없애려는 방향으로 작용하여 이물질이 스스로 떨어져 나가게 만드는 셀프-크리닝 특성을 강화시켜 준다.

그리고, 1,2-헥산다이올은 알콜기를 갖는 유기화합물로서 소수성과 친수성을 모두 가지고 있어 계면에서 활성 가능하기 때문에 성형시 슬리퍼의 유동성을 높이고 슬럼프 로스를 줄여 준다.

또한, 알킬렌옥사이드는 끈적임을 현격히 줄여 사용상 편리성을 높이고; 규불화마그네슘은 수화온도를 저감시키고 균열을 억제하며 항균성을 강화시키고 수밀성을 향상시켜 균열을 억제하고 갈라짐을 방지하여 내구성을 향상시킨다.

본 발명에 따라 성형된 슬리퍼 샘플에 대해 ASTM D256에 따른 내충격특성을 확인하였으며, 그 결과 규정을 초과하는 우수한 특성을 나타내었다.

또한, 슬리퍼 샘플을 염수에 2일간 침지시킨 후 -15℃까지 냉각했다가 해동한 후 35℃까지 가열하기를 10회 반복하는 형태로 가혹조건에 노출하였을 때 표면 크랙여부와 변색, 수축변형 여부를 확인하였다.

확인 결과, 모두 아무런 변화가 없었고, 크랙, 갈라짐, 층분리, 변색이 발생하지 않았다. 이에 따라, 내구성이 있는 것으로 확인되었다.

또한, 생분해성이 있는지 확인하기 위해 ISO 14855-1을 사용하여 90일 동안 테스트한 결과 미생물에 의한 생분해성이 있는 것으로 확인되었다.

Claims (3)

1. 합성수지재 조성물을 용융시킨 후 몰드에서 사출 성형되는 슬리퍼에 있어서;
   상기 합성수지재 조성물은,
   버진(Virgin) 폴리프로필렌수지와 재생 폴리프로필렌수지가 1:9의 중량비로 혼합된 혼합수지 65중량%와,
   10㎛의 입도를 갖는 활석분말 2.5중량%와,
   10㎛의 입도를 갖는 패각분말 2.5중량%와,
   디베헤닐푸마레이트 2.0중량%와,
   PCL(Poly-CaproLactone) 14중량% 및 PBS(Poly-ButyleneSuccinate) 14중량%로 조성된 것을 특징으로 하는 친환경 슬리퍼.
2. 제1항에 따른 슬리퍼 제조용 합성수지재 조성물을 배합하여 만드는 제1단계;
   상기 제1단계에서 만들어진 슬리퍼 제조용 합성수지재 조성물을 130-150℃로 유지되는 밴버리 믹서에서 용융시키는 제2단계;
   상기 제2단계 후 용융물을 몰드에 사출하여 슬리퍼 형상으로 성형하는 제3단계;
   상기 제3단계 후 슬리퍼 표면에 디자인을 현출하도록 성형된 슬리퍼를 패터닝된 엠보스롤에 20-30m/min의 속도로 투입하여 표면가공하는 제4단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 친환경 슬리퍼 제조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 제2단계에서, 상기 밴버리 믹서를 가동할 때 상기 슬리퍼 제조용 합성수지재 조성물 100중량부 대비, 캐슈핵유 15중량부, 타닌 15중량부를 더 첨가하여 가동하는 것을 특징으로 하는 친환경 슬리퍼 제조방법.