KR102678832B1 - Polyurethane foam composition comprising tpu powder and manufacturing method of polyurethane foam sheet for shoe upper leather used the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법에 관한 것으로, 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 폼 조성물에 대하여 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 함유함으로써 그로부터 형성된 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 경도를 일정 수준으로 상승시킴에 따라 기존의 디메틸포름아미드(DMF)를 사용하여 제조되는 PU 합성피혁과 동등 이상의 물성을 가지면서 재봉작업 시의 말단부 들림현상(edge lifting)을 개선할 수 있다. 또한, 상기 폴리우레탄 폼 시트는 몰드 성형시 성형성이 우수하고 성형시간을 절반 수준으로 단축시킴에 의해 에너지 비용을 절감하면서 생산성을 증대시킴은 물론 성형 후에 제품의 형태 안정성이 향상되며, 나아가 기존의 습식공정으로 제조되는 PU 합성피혁을 대체할 수 있는 물성을 확보함으로써 DMF 사용으로 인한 환경오염을 예방할 수 있다.The present invention relates to a polyurethane foam composition containing TPU powder and a method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same. An eco-friendly polyurethane (PU) foam composition made of water foam has an average particle size of 50 ~ By containing 300㎛ TPU (Thermoplastic polyurethane) powder, the hardness of the polyurethane foam sheet for shoe uppers formed from it is increased to a certain level, making it at least equivalent to PU synthetic leather manufactured using existing dimethylformamide (DMF). It has physical properties and can improve edge lifting during sewing work. In addition, the polyurethane foam sheet has excellent formability when molded and reduces the molding time by half, which not only reduces energy costs and increases productivity, but also improves the shape stability of the product after molding, and furthermore, reduces the molding time by half. By securing physical properties that can replace PU synthetic leather manufactured through a wet process, environmental pollution caused by the use of DMF can be prevented.

Description

TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법{POLYURETHANE FOAM COMPOSITION COMPRISING TPU POWDER AND MANUFACTURING METHOD OF POLYURETHANE FOAM SHEET FOR SHOE UPPER LEATHER USED THE SAME}A polyurethane foam composition containing TPU powder and a method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same

본 발명은 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 TPU 분말을 함유함에 따라 그로부터 형성된 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트에 적합한 경도와 물성을 확보함으로써 성형성과 성형 후의 형태 안정성이 양호하고, 재봉작업 시에 발생되는 말단부 들림현상(edge lifting)을 개선할 수 있으며, 또한 기존의 디메틸포름아미드(DMF)를 사용하여 제조되는 PU 합성피혁을 대체할 수 있는 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a polyurethane foam composition containing TPU powder and a method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same. More specifically, the present invention relates to an eco-friendly polyurethane foam composition made of water foam containing TPU powder. By securing hardness and physical properties suitable for the polyurethane foam sheet for shoe uppers formed from it, formability and shape stability after molding are good, edge lifting that occurs during sewing work can be improved, and the existing dimethyl foam sheet can be improved. It relates to a polyurethane foam composition containing TPU powder that can replace PU synthetic leather manufactured using formamide (DMF) and a method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same.

일반적으로, 구두, 운동화, 등산화 등 각종 신발은 신발의 외관을 형성하는 갑피(Upper leather), 지면과 접촉되는 밑창(Outsole), 밑창의 상측에 설치되는 중창(Midsole) 및 발바닥과 접촉되는 안창(Insole)으로 이루어진다.Generally, various types of shoes, such as shoes, sneakers, and hiking boots, have an upper leather that forms the exterior of the shoe, an outsole that is in contact with the ground, a midsole that is installed on the upper side of the sole, and an insole (that is in contact with the sole). Insole).

상기 갑피는 신발의 디자인을 표현하기 위해 여러 개의 원단을 이용하여 재봉(sewing)에 의해 갑피를 제조하는 방법과 재봉을 사용하지 않고 여러 개의 원단을 접착제 등으로 접착하는 무재봉(no-sewing) 방법이 있으며, 통상 2조각 이상의 원단을 재단하여 일체로 봉제하고 그 위에 신발의 외장을 치장하기 위하여 다양한 형태의 천연피혁이나 합성피혁 또는 합성수지 등의 시트를 형성하여 갑피를 구성하고 있으며, 최근 들어 물성이 우수한 다양한 종류의 합성피혁이 개발되고 있다.The upper is manufactured by sewing using multiple fabrics to express the design of the shoe, and a no-sewing method of attaching multiple fabrics with adhesive, etc. without using sewing. The upper is usually made by cutting two or more pieces of fabric and sewing them together, and then forming sheets of various types of natural leather, synthetic leather, or synthetic resin on top to decorate the exterior of the shoe. Recently, the physical properties have improved. Various types of excellent synthetic leather are being developed.

이러한 신발 갑피의 구성은 소량 다품종의 디자인으로 인한 공정상의 다양성과 정교함이 요구되기 때문에 장시간의 재봉작업이 요구되고 숙련된 봉제 작업자 및 기술이 요구될 뿐만 아니라 제품 고급화로 인한 품질 향상을 도모하는 기능을 갖게 된다.The composition of these shoe uppers requires diversity and sophistication in the process due to the small quantity and variety of designs, so not only does it require a long time of sewing work and skilled sewing workers and techniques, but it also has the function of improving quality through product advancement. have it

상기와 같은 신발 갑피용 합성피혁(synthetic leather)을 제조하는 대표적인 방법을 예로 들면, 복합섬유로 이루어진 부직포에 수용성 고분자를 처리하여 그 형태를 고정시킨 후 열과 압력으로 부직포를 압착시켜서 구조를 치밀하게 한 다음, 이를 디메틸포름아미드(Dimethylformamide, DMF)에 녹인 폴리우레탄(PU) 습식수지용액에 함침시켜 은면층(grain)을 형성시키고, 다시 물속에서 응고, 수세, 건조시킨 후 엠보싱하여 합성피혁을 제조하고 있으나, 이는 제조공정 중 휘발성 유기화합물(VOCs)인 디메틸포름아미드(DMF)이 유독물질로서 공기 중에 확산되거나 합성피혁 내에 잔류함으로 인해 대기 오염 및 인체 유해성 문제가 심각하게 대두되고 있는 실정이다.For example, a representative method of manufacturing synthetic leather for shoe uppers as described above is to treat a non-woven fabric made of composite fibers with a water-soluble polymer to fix its shape, and then compress the non-woven fabric with heat and pressure to form a dense structure. Next, it is impregnated with a polyurethane (PU) wet resin solution dissolved in dimethylformamide (DMF) to form a silver surface layer (grain), and then coagulated in water, washed, dried, and then embossed to produce synthetic leather. , During the manufacturing process, dimethylformamide (DMF), a volatile organic compound (VOC), diffuses into the air as a toxic substance or remains in synthetic leather, causing serious problems of air pollution and human toxicity.

일반적으로, 폴리우레탄 합성피혁의 제조공정은 부직포 제조 → 부직포 전처리 → PU 습식수지용액 함침 → 수세 → 건조 → 후가공 등의 순으로 이루어지는데, 그중에서 습식공정은 배합 및 조색, PU 습식수지용액 함침, DMF 추출, 수세, 건조공정으로 이루어지며, 이는 안료가 배합된 PU 습식수지용액을 원단에 도포한 후 수조에 침전시켜 삼투압 원리에 의해 DMF를 추출함으로써 미세다공성 피막을 형성한다. 그로 인해 제조되는 합성피혁은 통기성, 볼륨감, 촉감 등의 물성이 뛰어나며, 이후 건식공정과 엠보성형, 인쇄 등의 후가공을 거쳐 무늬와 색감이 더해진다.Generally, the manufacturing process of polyurethane synthetic leather is carried out in the following order: non-woven fabric manufacturing → non-woven fabric pretreatment → PU wet resin solution impregnation → washing → drying → post-processing. Among them, the wet process includes mixing and coloring, PU wet resin solution impregnation, It consists of DMF extraction, water washing, and drying processes. This involves applying a PU wet resin solution containing pigments to the fabric, depositing it in a water bath, and extracting DMF using the principle of osmotic pressure to form a microporous film. The resulting synthetic leather has excellent physical properties such as breathability, volume, and tactile feel, and patterns and colors are added through post-processing such as drying process, embossing, and printing.

상기 건식공정은 배합 및 조색, R/P(Release Paper) 준비, PU수지 코팅, 원단 접합, 가열건조공정으로 이루어지며, PU수지를 무늬가 그려진 R/P에 먼저 도포하고 이를 원단과 접합한 후 챔버를 통과하면서 건조시킨 다음, 숙성 후 R/P를 제거하고 엠보 성형 및 인쇄 등의 후가공을 거쳐 폴리우레탄 합성피혁을 완성한다.The dry process consists of mixing and coloring, R/P (Release Paper) preparation, PU resin coating, fabric bonding, and heat drying process. PU resin is first applied to the patterned R/P and bonded to the fabric. It is dried while passing through the chamber, then after aging, the R/P is removed and post-processing such as embossing and printing is performed to complete polyurethane synthetic leather.

상기와 같이, PU수지가 디메틸포름아미드(DMF)에 용융된 용액을 원단에 코팅한 후 물에 함침시켜서 DMF가 물에 용해되어 삼투압으로 빠져나감에 의해 PU수지가 고형화되면서 미세한 기공을 형성한 원단이 PU 습식원단이고, 여기에 PU스킨을 바인더로 접합시켜 표면을 형성시킨 것이 PU 합성피혁인데, 상기 PU 합성피혁에는 잔류하고 있는 DMF의 유독성이 큰 문제가 되고 있으나, 현재까지 물 또는 대부분의 유기용매와 혼화성이 매우 좋은 DMF를 배제한 채 PU 합성피혁을 제조하기 어려운 상태에 있다.As described above, a solution in which PU resin is melted in dimethylformamide (DMF) is coated on the fabric and then impregnated with water. As the DMF dissolves in water and escapes through osmotic pressure, the PU resin solidifies and forms fine pores. This PU wet fabric, and the surface formed by bonding PU skin with a binder, is PU synthetic leather. The toxicity of DMF remaining in the PU synthetic leather is a major problem, but to date, water or most organic substances It is difficult to manufacture PU synthetic leather without DMF, which has very good miscibility with solvents.

이에 따라 최근에는 신발의 갑피로 사용되는 인조 합성피혁의 VOCs 방출을 줄이기 위해 무용제 또는 수성 타입의 합성피혁을 시도하고 있지만, 아직까지 만족할 만한 물성을 확보하지 못하는 등 많은 문제점을 갖고 있다.Accordingly, in recent years, attempts have been made to use solvent-free or water-based synthetic leather to reduce VOCs emissions from artificial synthetic leather used as the upper of shoes, but there are many problems such as the inability to secure satisfactory physical properties yet.

상기와 같은 신발 갑피(Shoe-Upper)용으로 개발된 폴리우레탄계 합성피혁에 관한 종래기술로서, 대한민국 특허공고 제10-1990-0008704호에서는 복합섬유로 이루어진 부직포에 수용성 고분자를 처리시켜서 그 형태를 고정시킨 후 복합섬유의 해성분을 제거하여 섬유를 극세화시키고, 열과 압력으로 부직포를 압착시켜서 원래 두께보다 20∼50% 두께를 감소시켜 구조를 치밀하게 한 다음, 이를 폴리우레탄 탄성체의 디메틸포름아미드 용액에 함침시키고, 연속적으로 폴리우레탄의 디메틸포름아미드 용액으로 코팅하여 은면층을 형성시킨 다음, 물속에서 응고, 수세, 건조시킨 후 엠보싱하여 은면층을 열고정시키는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법을 개시하고 있다.As a prior art regarding polyurethane-based synthetic leather developed for shoe uppers as described above, Korean Patent Publication No. 10-1990-0008704 fixes the shape by treating a non-woven fabric made of composite fibers with a water-soluble polymer. After this, the sea components of the composite fiber are removed to make the fiber ultrafine, and the nonwoven fabric is compressed with heat and pressure to reduce the thickness by 20 to 50% from the original thickness to make the structure dense, and then placed in a dimethylformamide solution of polyurethane elastomer. A method for producing artificial leather is disclosed, which includes forming a silver layer by impregnating it with a dimethylformamide solution of polyurethane, coagulating it in water, washing it, drying it, and then embossing it to heat-set the silver layer. there is.

또한, 대한민국 특허 제10-2131567호는 이형지의 표면에 폴리우레탄 수지를 도포하고 숙성하여 코팅층을 형성하는 단계; 상기 코팅층의 표면에 상기 이형지보다 크기가 작은 이미지를 반복 배열한 패턴 이미지를 인쇄하여 인쇄층을 형성하는 단계; 상기 인쇄층을 포함하는 상기 코팅층의 표면에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계; 일면에 핫멜트 접착제로 이루어진 핫멜트 접착층과 상기 핫멜트 접착층을 보호하기 위한 보호층이 형성된 원단의 타면에 상기 접착층을 부착하는 단계; 상기 이형지를 분리하여 상기 원단의 일면에 상기 접착층과 상기 인쇄층과 상기 코팅층이 차례대로 적층된 반제품을 얻는 단계; 및 상기 반제품을 절단하여 신발 갑피부재를 완성하는 단계;를 포함하는 무늬가 형성된 신발 갑피부재의 제조방법에 관한 것이다.In addition, Republic of Korea Patent No. 10-2131567 includes the steps of applying polyurethane resin to the surface of release paper and aging it to form a coating layer; forming a print layer by printing a pattern image in which images smaller than the release paper are repeatedly arranged on the surface of the coating layer; forming an adhesive layer by applying an adhesive to the surface of the coating layer including the printing layer; Attaching the adhesive layer to the other side of a fabric having a hot melt adhesive layer made of a hot melt adhesive on one side and a protective layer to protect the hot melt adhesive layer; Separating the release paper to obtain a semi-finished product in which the adhesive layer, the printing layer, and the coating layer are sequentially laminated on one side of the fabric; and cutting the semi-finished product to complete the shoe upper member.

대한민국 특허공보 공고번호 제10-1990-0008704호(공고일자 1990년11월27일)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1990-0008704 (announcement date: November 27, 1990) 대한민국 등록특허공보 제10-2131567호(공고일자 2020년07월07일Republic of Korea Patent Publication No. 10-2131567 (announcement date: July 7, 2020)

본 발명의 목적은 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 폼 조성물에 대하여 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 함유함으로써 그로부터 형성된 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 경도를 일정 수준으로 상승시킴에 따라 기존의 디메틸포름아미드(DMF)를 사용하여 제조되는 PU 합성피혁과 동등 이상의 물성을 가지면서 재봉작업 시의 말단부 들림현상(edge lifting)을 개선할 수 있는 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법을 제공한다.The purpose of the present invention is to improve the hardness of a polyurethane foam sheet for shoe uppers formed by containing TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 ~ 300㎛ in an eco-friendly polyurethane (PU) foam composition made of water foam. When raised to a certain level, it has physical properties equivalent to or higher than those of PU synthetic leather manufactured using existing dimethylformamide (DMF), and contains TPU powder that can improve edge lifting during sewing work. Provided is a polyurethane foam composition and a method for manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같이 제조되는 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트는 몰드 성형시 성형성이 우수하고 성형시간을 절반 수준으로 단축시킴에 의해 에너지 비용을 절감하면서 생산성을 증대시킴은 물론 성형 후에 제품의 형태 안정성이 향상되며, 나아가 기존의 PU 합성피혁을 대체하여 DMF로 인한 환경오염을 예방할 수 있는 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is that the polyurethane foam sheet for shoe uppers manufactured as described above has excellent formability during mold molding and reduces the molding time by half, thereby reducing energy costs and increasing productivity, as well as increasing productivity after molding. Provides a polyurethane foam composition containing TPU powder that improves the shape stability of the product and can prevent environmental pollution caused by DMF by replacing existing PU synthetic leather, and a method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same. It is done.

본 발명에 따른 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물은, 원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 35 ~ 65중량% 비율로 함유하는 것을 특징으로 한다.The polyurethane foam composition containing TPU powder according to the present invention contains polyol, isocyanate, and chain extender as raw materials, and water as a foaming agent at a ratio of 0.1 to 2% by weight. In the polyurethane foam composition, it is characterized in that it contains 35 to 65% by weight of TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300 ㎛ based on the total weight of the polyurethane foam composition.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말은 최대 입자크기가 1000㎛ 이하로서, 버진(virgin) TPU 및 재생(recycled) TPU 중에서 선택되는 어느 1종을 단독으로 사용하거나 이들을 혼합하여 사용하며, 상기 폴리우레탄 폼 조성물은 경도(ASKER C-Type) 30 ~ 60, 비중 0.1 ~ 0.4 이내의 범위를 갖는 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 것을 특징으로 하고 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the TPU (Thermoplastic polyurethane) powder has a maximum particle size of 1000㎛ or less, and any one selected from virgin TPU and recycled TPU can be used alone or mixed. The polyurethane foam composition is characterized in that it forms a polyurethane foam sheet having a hardness (ASKER C-Type) of 30 to 60 and a specific gravity of 0.1 to 0.4.

본 발명에 따른 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법은, 원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 포함하여 이루어지는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트를 제조함에 있어서, 상기 폴리올(Polyol)에 대하여 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 15 ~ 25중량% 비율로 혼합한 1차 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계(S100); 상기 1차 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU 분말을 20 ~ 40중량% 비율로 혼합한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하는 단계(S200); 상기 폴리우레탄 블록 폼을 원하는 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300); 상기 원하는 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트의 상면에는 PU스킨을 합포하고, 하면에는 원단을 합포하는 단계(S400);를 차례로 포함하여 성형되는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers according to the present invention is a ratio of polyol, isocyanate, chain extender, and water as a foaming agent of 0.1 to 2% by weight as raw materials. In manufacturing a polyurethane foam sheet for a shoe upper using a polyurethane foam composition containing ) Preparing a primary polyurethane foam composition by mixing powder at a ratio of 15 to 25% by weight (S100); With respect to the primary polyurethane foam composition, TPU powder with an average particle size of 50 to 300㎛ is mixed at a ratio of 20 to 40% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition through a side-feeder and then reacted. Manufacturing polyurethane block foam (S200); Cutting the polyurethane block foam to a desired thickness to form a polyurethane foam sheet (S300); The polyurethane foam sheet cut to the desired thickness is characterized in that it is molded by sequentially including a step (S400) of laminated PU skin on the upper surface and laminated fabric on the lower surface.

또한, 상기 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300)를 거쳐 형성되는 폴리우레탄 폼 시트는 경도(ASKER C-Type) 30 ~ 60, 비중 0.1 ~ 0.4 이내의 범위를 가지며, 상기 폴리우레탄 폼 시트를 PU스킨 및 원단과 합포하는 단계(S400)에서 사용되는 접착제는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 어느 1종의 수지조성물로 이루어지는 액상 접착제 또는 핫멜트 필름인 것을 특징으로 하고 있다.In addition, the polyurethane foam sheet formed through the step of forming the polyurethane foam sheet (S300) has a hardness (ASKER C-Type) of 30 to 60 and a specific gravity of 0.1 to 0.4, and the polyurethane foam sheet is The adhesive used in the step of combining PU skin and fabric (S400) is characterized as being a liquid adhesive or hot melt film made of a resin composition selected from thermoplastic polyurethane (TPU) or ethylene vinyl acetate (EVA). .

본 발명의 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법은 수발포로 이루어지는 친환경 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 폼 조성물에 대하여 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 함유함으로써 그로부터 형성된 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 경도를 일정 수준으로 상승시킴에 따라 기존의 디메틸포름아미드(DMF)를 사용하여 제조되는 PU 합성피혁과 동등 이상의 물성을 가지면서 재봉작업 시의 말단부 들림현상(edge lifting)을 개선할 수 있는 효과가 있다.The polyurethane foam composition containing TPU powder of the present invention and the method for manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same are for an eco-friendly polyurethane (PU) foam composition made of water foam with an average particle size of 50 to 300 ㎛. By containing TPU (Thermoplastic polyurethane) powder, the hardness of the polyurethane foam sheet for shoe uppers formed from it is increased to a certain level, so it has physical properties equivalent to or better than PU synthetic leather manufactured using existing dimethylformamide (DMF). It has the effect of improving edge lifting during sewing work.

본 발명의 제조방법으로 성형되는 폴리우레탄 폼 시트는 몰드 성형시 성형성이 우수하고 성형시간을 절반 수준으로 단축시킴에 의해 에너지 비용을 절감하면서 생산성을 증대시킴은 물론 성형 후에 제품의 형태 안정성이 향상되며, 또한 기존의 습식공정으로 제조되는 PU 합성피혁을 대체할 수 있는 물성을 확보함으로써 DMF 사용으로 인한 환경오염을 예방할 수 있는 장점이 있다.The polyurethane foam sheet molded by the manufacturing method of the present invention has excellent formability during mold molding and reduces the molding time by half, thereby reducing energy costs and increasing productivity as well as improving the shape stability of the product after molding. In addition, it has the advantage of preventing environmental pollution caused by the use of DMF by securing physical properties that can replace PU synthetic leather manufactured through the existing wet process.

도 1은 본 발명에 따른 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법을 나타내는 공정순서도이다.1 is a process flow chart showing a method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법에 대하여 설명하기로 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.Hereinafter, the polyurethane foam composition containing the TPU powder of the present invention and the manufacturing method of the polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same will be described, which is an invention by a person skilled in the art to which the present invention pertains. It is intended to illustrate to the extent that it can be easily implemented, but this does not mean that the technical idea and scope of the present invention is limited.

일반적으로, 폴리우레탄(PU) 수지는 중합체 중에 이소시아네이트기(-NCO)와 수산기(-OH)의 반응에 의해서 생성된 우레탄결합을 기본으로 하여 생성된 수지로서 그 원료는 폴리올(Polyol), 이소시아네이트(Isocyanate), 사슬연장제(Chain extender) 등을 포함하며, 폴리우레탄을 구성하는 소프트 세그먼트(soft segment)와 하드 세그먼트(hard segment)의 비율을 조절하면 고무와 같은 탄성이 있는 제품부터 플라스틱과 같은 경질의 제품까지 다양한 분자 설계가 가능하다.In general, polyurethane (PU) resin is a resin produced based on a urethane bond created by the reaction of an isocyanate group (-NCO) and a hydroxyl group (-OH) in a polymer, and its raw materials are polyol and isocyanate ( Isocyanate, chain extender, etc., and by adjusting the ratio of the soft segment and hard segment that makes up polyurethane, the product ranges from elastic like rubber to hard like plastic. A variety of molecular designs are possible, including products.

이러한 폴리우레탄 수지의 특징은 피막강도, 접착강도가 우수하기 때문에 얇은 코팅막의 제조가 가능하고 코팅피막의 탄력성이 풍부하여 촉감이 부드러운 다공질막 필름(film)이나 시트(sheet)로 제조할 수 있어 투습성, 통기성을 부여할 수 있을 뿐만 아니라 내한성이 우수하며, 가소제를 사용하지 않고 가공하기 때문에 가소제로 인하여 발생되는 작업성 문제가 적다.The characteristics of this polyurethane resin are that it has excellent film strength and adhesive strength, so it is possible to manufacture a thin coating film, and the coating film has high elasticity, so it can be manufactured into a porous film or sheet that is soft to the touch, making it moisture permeable. , it not only provides breathability but also has excellent cold resistance, and because it is processed without using plasticizers, there are fewer workability problems caused by plasticizers.

또한, 상기 폴리올은 이소시아네이트와 함께 반응하여 폴리우레탄을 제조하는데 사용되는 활성수소화합물로서, 분자 중에 하이드록실기, 카르복실기, 아민기 등의 활성수소기를 2개 이상 가진 것을 말하며, 분자구조, 분자량, 작용기(functionality) 그리고 OH-value에 따라 다양한 종류를 사용함에 의해 폴리우레탄의 물성에 직접적인 영향을 미치게 된다.In addition, the polyol is an active hydrogen compound used to produce polyurethane by reacting with isocyanate, and refers to a compound having two or more active hydrogen groups such as hydroxyl group, carboxyl group, and amine group in the molecule, and has molecular structure, molecular weight, and functional group. (functionality) and the use of various types depending on the OH-value directly affects the physical properties of polyurethane.

참고로, 폴리에스테르 폴리올을 사용한 폴리우레탄은 폴리에테르 폴리올을 사용한 폴리우레탄에 비하여 인장강도, 경도와 신율이 높고 난연성이 우수할 뿐만 아니라 내화학성, 내약품 특성이 우수하여 산화에 강하고 폴리에스테르나 나일론 등으로 제직된 각종 원단과의 접착력이 우수한 반면에, 폴리에테르 폴리올과는 달리 가수분해하는 성질이 있어 내수성이 약하다는 것이 단점이다. 그러나 폴리에테르 폴리올을 사용한 폴리우레탄은 탄성이 우수하고 고온 다습한 환경 하에서도 사용이 가능하고 산과 알칼리에 대한 우수한 내구성을 보여주기 때문에 이들을 용도에 따라 단독 또는 조합하여 사용하는 것이 바람직하다.For reference, polyurethane using polyester polyol has higher tensile strength, hardness, and elongation than polyurethane using polyether polyol, and has excellent flame retardancy as well as excellent chemical resistance and chemical resistance properties, making it resistant to oxidation and being superior to polyester or nylon. While it has excellent adhesion to various woven fabrics, its disadvantage is that, unlike polyether polyol, it has the property of being hydrolyzed and has poor water resistance. However, polyurethane using polyether polyol has excellent elasticity, can be used even in high temperature and high humidity environments, and shows excellent durability against acids and alkalis, so it is preferable to use them alone or in combination depending on the application.

상기 폴리우레탄(Polyurethane, PU) 수지의 제조는 프로필렌옥사이드의 중합으로 만들어진 폴리에테르가 디이소시아네이트와 혼합되면 폴리우레탄이 생성되며, 우레탄은 알코올기가 이소시아네이트와 반응할 때 생기는 혼합 아미드-에스테르로서, 디올 대신에 트리올을 사용하면 교차결합이 일어나서 열경화성 폴리우레탄이 생성된다.In the production of the polyurethane (PU) resin, polyurethane is produced when polyether made by polymerization of propylene oxide is mixed with diisocyanate, and urethane is a mixed amide-ester produced when an alcohol group reacts with isocyanate, and is used instead of diol. When triol is used, cross-linking occurs and thermosetting polyurethane is produced.

이에 따라 본 발명에 의한 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물은 원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물에 있어서, 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 35 ~ 65중량% 비율로 함유하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the polyurethane foam composition containing TPU powder according to the present invention contains polyol, isocyanate, and chain extender as raw materials, and water as a foaming agent at a ratio of 0.1 to 2% by weight. In the polyurethane foam composition comprising, TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300 ㎛ based on the total weight of the polyurethane foam composition is characterized in that it contains 35 to 65% by weight.

본 발명에서는 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 발포제로서 물(water)을 0.1 ~ 2중량% 범위로 포함함에 의해 비중 0.1 ~ 0.4g/cc 이내의 범위를 갖는 폴리우레탄 폼 시트를 제조할 수 있는데, 발포제인 물(water)은 폴리올 성분과 미리 혼합하거나 추후 이소시아네이트 성분과 혼합함과 동시에 폴리올 성분과 혼합할 수도 있다.In the present invention, a polyurethane foam sheet having a specific gravity within the range of 0.1 to 0.4 g/cc can be manufactured by including water as a blowing agent in the range of 0.1 to 2% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition. , water, which is a foaming agent, may be mixed in advance with the polyol component or later mixed with the isocyanate component and simultaneously mixed with the polyol component.

상기 발포제는 작업성 및 친환경성을 고려하여 저탄소원인 물(water)을 일정량 포함함으로써 탄소 배출을 최소로 저감시키면서 원하는 밀도의 폴리우레탄 폼 성형체를 제조할 수 있으며(물은 이소시아네이트 화합물과 반응하여 이산화탄소 가스를 발생함), 본 발명은 기존에 많이 사용되는 발포제로서 이산화탄소, 클로로플루오로카본 등의 플루오르화카본류, 펜탄 및 시클로펜탄 등의 탄화수소류, 플루오르화 탄화수소류, 또는 에어로딩장치를 이용하여 공기나 질소 가스를 폴리올 성분에 미리 분산해 놓는 방식은 작업성이 불량할 뿐만 아니라 탄소 배출 등의 환경적 유해성 및 고가의 에너지 비용 등을 고려하여 바람직하지 않는 것으로 연구되었다.The foaming agent can manufacture a polyurethane foam molded body of desired density while minimizing carbon emissions by containing a certain amount of water, a low-carbon source, in consideration of workability and eco-friendliness (water reacts with the isocyanate compound to produce carbon dioxide gas) ), the present invention is a widely used foaming agent that uses fluorinated carbons such as carbon dioxide and chlorofluorocarbons, hydrocarbons such as pentane and cyclopentane, fluorinated hydrocarbons, or air using an air loading device. Research has shown that the method of pre-dispersing nitrogen gas into the polyol component is not desirable considering not only poor workability but also environmental hazards such as carbon emissions and high energy costs.

본 발명에서는 수많은 시행착오를 거친 결과, 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 35 ~ 65중량% 비율로 함유함으로써 경도(ASKER C-Type) 30 ~ 60, 비중 0.1 ~ 0.4 이내의 범위를 갖는 폴리우레탄 폼 시트를 제조할 수 있다는 사실을 발견하였으며, 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 분말은 동종의 고분자수지인 폴리우레탄(PU) 폼 조성물과의 물리적, 화학적 혼화성이 매우 우수하다는 사실을 기반으로 가장 적합한 혼련성을 갖는 입자크기로 분산시킴에 따라 히트 프레스(heat press)에 의한 성형성은 물론 제품의 품질(균질성, 탄성도, 내구성)이 매우 양호하게 된다.In the present invention, as a result of numerous trials and errors, hardness (ASKER C-Type) was achieved by containing 35 to 65% by weight of TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300㎛ based on the total weight of the polyurethane foam composition. It was discovered that polyurethane foam sheets with a range of 30 to 60 and a specific gravity of 0.1 to 0.4 could be manufactured, and the thermoplastic polyurethane (TPU) powder was used to produce polyurethane (PU) foam compositions of the same polymer resin. Based on the fact that physical and chemical miscibility is very excellent, the moldability by heat press as well as the quality of the product (homogeneity, elasticity, durability) are greatly improved by dispersing into particle sizes with the most appropriate mixing properties. It becomes good.

그와 같은 이유로, 상기 TPU 분말은 원하는 폼 시트의 경도와 밀도에 따라 특정된 범위 내에서 입자크기 또는 그 함량을 조절할 수 있는데, 평균 입자크기가 50㎛에 미달될 경우 폴리우레탄 폼 조성물과의 혼련성이 나빠지고, 300㎛를 초과할 경우 분산성이 불량해지기 때문에 성형 후 제조되는 제품의 불량률이 증대될 우려가 있다.For that reason, the particle size or content of the TPU powder can be adjusted within a specified range depending on the hardness and density of the desired foam sheet. If the average particle size is less than 50㎛, it must be kneaded with a polyurethane foam composition. The dispersibility deteriorates and if it exceeds 300㎛, the dispersibility becomes poor, so there is a risk that the defect rate of products manufactured after molding will increase.

그리고 TPU 분말의 함량이 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 35중량%에 미달될 경우 원하는 경도의 폼 시트를 얻을 수 없고, 그로부터 제조되는 폴리우레탄 폼 시트는 재봉작업 시의 말단부 들림현상(edge lifting)이 발생되어 신발 갑피용으로 사용하기 위한 제품의 품질을 보장할 수 없으며, 반면에 TPU 분말의 함량이 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 65중량%를 초과하면 폴리우레탄 폼 시트의 경도 상승에 따른 재봉공정상의 작업조건에 상당한 제약이 따르고, 기존의 합성피혁보다 지나치게 뻣뻣함(stiffness)으로 인하여 신발 갑피용에 적용하기 위한 탄성(쿠션성)을 갖는 폼 시트(foam sheet)를 제조하기 어렵게 된다.In addition, if the content of TPU powder is less than 35% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition, a foam sheet with the desired hardness cannot be obtained, and the polyurethane foam sheet manufactured therefrom suffers from edge lifting during sewing work. As this occurs, the quality of the product for use as a shoe upper cannot be guaranteed. On the other hand, if the content of TPU powder exceeds 65% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition, sewing may be required due to an increase in hardness of the polyurethane foam sheet. There are significant restrictions on the operating conditions during the process, and it is difficult to manufacture foam sheets with elasticity (cushioning properties) for application to shoe uppers due to excessive stiffness compared to existing synthetic leather.

이러한 신발 갑피용 폼 시트는 여러 개의 원단을 이용하여 재봉(sewing)에 의해 특정 형상의 갑피를 제조하는 방법 또는 재봉을 사용하지 않고 여러 개의 원단을 접착제 등으로 접착하는 무재봉(no-sewing) 방법에 의하든 간에 적합한 경도를 가져야 하는데, 상기 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 시트로 인하여 재봉작업 시의 말단부 들림현상(edge lifting)을 방지하여 불량률을 줄이고 제품의 품질을 양호하게 유지함은 물론 자신의 발(foot) 모양에 맞추어 천연피혁과 유사한 유연함과 신축성을 갖게 되는 것이다.These foam sheets for shoe uppers are made using a method of manufacturing uppers of a specific shape by sewing using multiple fabrics, or a no-sewing method of attaching multiple fabrics with adhesive, etc. without using sewing. It must have an appropriate hardness, but the polyurethane foam sheet containing the TPU powder prevents edge lifting during sewing work, reduces the defect rate and maintains good product quality, as well as maintaining the quality of the product. It has flexibility and elasticity similar to natural leather according to the shape of the foot.

상기 TPU 분말은 폴리우레탄(PU) 폼 조성물과의 혼련성과 분산성 등을 감안하여 최대 입자크기가 1000㎛ 이하의 것을 사용하는 것이 바람직하며(입자크기 1000㎛ 초과하는 TPU 분말은 포함하지 않음), 이 TPU 분말은 버진(virgin) TPU 및 재생(recycled) TPU, 예를 들면 폐섬유 스크랩(scrap) 또는 폐기되는 신발용 에어백(air-bag) 등을 회수하여 분쇄시킨 재생 TPU 중에서 선택되는 어느 1종을 단독으로 사용하거나 이들을 일정 비율로 혼합하여 사용할 수도 있다.The TPU powder is preferably used with a maximum particle size of 1000㎛ or less in consideration of kneading and dispersibility with the polyurethane (PU) foam composition (TPU powder with a particle size exceeding 1000㎛ is not included), This TPU powder is any one selected from virgin TPU and recycled TPU, for example, recycled TPU obtained by recovering and pulverizing waste fiber scraps or discarded shoe airbags. Can be used alone or mixed in a certain ratio.

상기 TPU(열가소성 폴리우레탄) 수지는 전형적인 (AB)n 형태의 공중합체로서, 하드 세그먼트(hard segment)와 소프트 세그먼트(soft segment)가 반복되는 구조로 구성됨으로 인하여 열적 거동 및 표면 특성이 특이한 기계적, 물리적 성질을 가짐에 따라 강인성이 높고 내마모성, 유연성 및 가공성이 우수하여 표면 피복제나 인조 피혁용 등의 재료로서 많이 이용되고 있으며, 이는 별도의 가소제를 첨가하지 않더라도 열에 의해 소성가공이 가능한 탄성체라는 사실에 주안점을 두고 있다.The TPU (thermoplastic polyurethane) resin is a typical (AB)n type copolymer and has unique thermal behavior and surface properties due to its structure of repeated hard and soft segments. Due to its physical properties, it has high toughness and excellent wear resistance, flexibility, and processability, so it is widely used as a material for surface coatings and artificial leather. This is due to the fact that it is an elastomer that can be plasticized by heat even without adding a separate plasticizer. The main focus is on

이하에서는 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using a polyurethane foam composition containing TPU powder will be described in detail.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법은, 원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 포함하여 이루어지는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트를 제조함에 있어서, 상기 폴리올(Polyol)에 대하여 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 15 ~ 25중량% 비율로 혼합한 1차 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계(S100); 상기 1차 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU 분말을 20 ~ 40중량% 비율로 혼합한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하는 단계(S200); 상기 폴리우레탄 블록 폼을 원하는 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300); 및 상기 원하는 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트의 상면에는 PU스킨을 합포하고, 하면에는 원단을 합포하는 단계(S400);를 차례로 포함하여 성형되는 것을 기술적 요지로 한다.As shown in Figure 1, the method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers according to the present invention uses polyol, isocyanate, chain extender as raw materials, and water as a foaming agent. ) In manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using a polyurethane foam composition comprising 0.1 to 2% by weight, the average particle size of the polyol is 50 based on the total weight of the polyurethane foam composition. Preparing a primary polyurethane foam composition by mixing ~ 300㎛ thermoplastic polyurethane (TPU) powder at a ratio of 15 to 25% by weight (S100); With respect to the primary polyurethane foam composition, TPU powder with an average particle size of 50 to 300㎛ is mixed at a ratio of 20 to 40% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition through a side-feeder and then reacted. Manufacturing polyurethane block foam (S200); Cutting the polyurethane block foam to a desired thickness to form a polyurethane foam sheet (S300); And the step of combining PU skin on the upper surface of the polyurethane foam sheet cut to the desired thickness and combining fabric on the lower surface (S400). The technical gist is that the molding is sequentially included.

본 발명은 원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 포함하여 이루어지는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용함으로써 비중 0.1 ~ 0.4g/cc 이내의 범위를 갖는 폴리우레탄 폼 시트를 제조할 수 있는데, 발포제인 물(water)은 폴리올 성분과 미리 혼합하거나 추후 이소시아네이트 성분과 혼합함과 동시에 폴리올 성분과 혼합될 수도 있다.The present invention uses a polyurethane foam composition containing polyol, isocyanate, chain extender as raw materials, and water as a foaming agent in a ratio of 0.1 to 2% by weight, so that the specific gravity is 0.1. Polyurethane foam sheets having a range within ~ 0.4g/cc can be manufactured, and water, which is a foaming agent, may be mixed in advance with the polyol component or later mixed with the isocyanate component and simultaneously mixed with the polyol component.

먼저, 1차 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계(S100)는 상기 폴리올(Polyol)에 대하여 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 15 ~ 25중량% 비율로 혼합하는데, 이때 상기 TPU 분말의 함량이 25중량%를 초과할 경우 원재료의 점도가 상승하여 추후 폴리우레탄 폼 반응을 위한 혼련이 어렵기 때문에 반응성이 불량하게 된다.First, in the step (S100) of manufacturing the primary polyurethane foam composition, 15 to 25 weight of TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300 ㎛ is added to the polyol based on the total weight of the polyurethane foam composition. It is mixed in a % ratio. At this time, if the content of the TPU powder exceeds 25% by weight, the viscosity of the raw material increases, making mixing for future polyurethane foam reaction difficult, resulting in poor reactivity.

상기와 같은 이유로, 종래에는 폴리우레탄 폼 조성물에 혼합되는 TPU 분말의 함량을 25중량% 이내로 제한하는 것이 기술적 한계치로 인식되었으나, 본 발명에서는 상기 TPU 분말을 2차로 투입할 수 있는 별도의 사이드 피드(side-feeder)를 구비하여 원료의 배합에 따른 반응속도를 용이하게 조절함으로써 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 TPU 분말의 함량을 최대 65중량%까지 포함할 수 있는 공정상의 기술을 확보하게 된 것이다.For the above reasons, it was previously recognized as a technical limitation to limit the content of TPU powder mixed in the polyurethane foam composition to within 25% by weight, but in the present invention, a separate side feed ( By providing a side-feeder to easily control the reaction rate according to the mixing of raw materials, a process technology that can contain up to 65% by weight of TPU powder based on the total weight of the polyurethane foam composition has been secured.

이에 따라 폴리우레탄 블록 폼을 제조하는 단계(S200)는 상기 1차 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU 분말을 20 ~ 40중량% 비율로 혼합한 후 반응시킴으로써 원재료의 점도 상승을 방지하여 다량의 TPU 분말 소재를 사용함에도 불구하고 제품의 품질이 기존과 동등한 수준의 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트를 형성할 수 있게 된다는 사실을 확인하였다.Accordingly, the step of manufacturing polyurethane block foam (S200) is to produce TPU with an average particle size of 50 to 300 ㎛ based on the total weight of the polyurethane foam composition through a side-feeder with respect to the primary polyurethane foam composition. By mixing the powder at a ratio of 20 to 40% by weight and reacting to prevent an increase in the viscosity of the raw material, it is possible to form a polyurethane foam sheet for shoe uppers of the same quality as the existing product despite using a large amount of TPU powder material. It was confirmed that it was possible.

상기와 같이 형성되는 폴리우레탄 블록 폼을 원하는 두께(약 0.7 ~ 10㎜ 이내)로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300); 및 상기 원하는 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트의 상면에는 PU스킨을 합포하고, 하면에는 원단을 합포하는 단계(S400);를 차례로 포함하여 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트가 성형된다.Cutting the polyurethane block foam formed as above to a desired thickness (within about 0.7 to 10 mm) to form a polyurethane foam sheet (S300); and a step (S400) of combining PU skin on the upper surface of the polyurethane foam sheet cut to the desired thickness and fabric on the lower surface (S400), thereby forming a polyurethane foam sheet for a shoe upper.

이때, 상기 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300)를 거쳐 형성되는 폴리우레탄 폼 시트는 경도(ASKER C-Type) 30 ~ 60, 비중 0.1 ~ 0.4 이내의 범위를 가지게 되며, 상기 폴리우레탄 폼 시트를 PU스킨 및 원단과 합포하는 단계(S400)에서 사용되는 접착제는 상기 폴리우레탄 폼 시트(PU foam sheet)와의 상용성이 우수한 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 어느 1종의 수지조성물로 이루어지는 액상 접착제 또는 핫멜트 필름을 사용하는 것이 가장 바람직하다.At this time, the polyurethane foam sheet formed through the step of forming the polyurethane foam sheet (S300) has a hardness (ASKER C-Type) of 30 to 60 and a specific gravity of 0.1 to 0.4. The adhesive used in the step of combining with the PU skin and fabric (S400) is any one selected from thermoplastic polyurethane (TPU) or ethylene vinyl acetate (EVA), which has excellent compatibility with the polyurethane foam sheet. It is most preferable to use a liquid adhesive or hot melt film made of a resin composition.

상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA)로 이루어지는 접착제는 용제를 사용하지 않아 친환경적일 뿐만 아니라 작업성과 생산성이 양호하고 유연한 재질상의 특성으로 인하여 다양한 원단과의 접착력을 확보하기에 유리하며, 특히 상기 폴리우레탄 폼 시트와의 강한 접착력을 장기간 유지하여 우수한 내구성을 확보할 수 있다.The adhesive made of thermoplastic polyurethane (TPU) or ethylene vinyl acetate (EVA) is not only environmentally friendly because it does not use solvents, but also has good workability and productivity and is advantageous for securing adhesion to various fabrics due to its flexible material characteristics. , In particular, excellent durability can be secured by maintaining strong adhesion with the polyurethane foam sheet for a long period of time.

한편, PU스킨(PU skin)은 그 하부 폴리우레탄 폼 시트와의 접합성과 방수성, 투습성 등과 같은 기능을 고려하여 다양한 종류의 폴리우레탄 재질로 된 스킨층을 형성하는 것이 바람직하며, 그리고 원단(fabric)은 그 상부 폴리우레탄 폼 시트와의 접합성과 인장강도 등의 물성이 우수한 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 합성섬유 또는 필요에 따라 천연섬유로 직조된 다양한 섬유 원단을 사용할 수 있지만, 상기 PU스킨(상층) 및 원단(하층)은 폴리우레탄 폼 시트(중간층)와의 접합성과 내구성에 문제가 없다면 그 구체적인 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니다.Meanwhile, it is desirable to form a skin layer made of various types of polyurethane materials in consideration of functions such as adhesion to the lower polyurethane foam sheet, waterproofness, and moisture permeability of the PU skin, and fabric. Synthetic fibers such as polyester and polyurethane, which have excellent physical properties such as adhesion to the upper polyurethane foam sheet and tensile strength, or various fiber fabrics woven with natural fibers as needed, can be used, but the PU skin (upper layer) There is no particular limitation on the specific type of the fabric (lower layer) as long as there are no problems with adhesion and durability with the polyurethane foam sheet (middle layer).

따라서 상기 제조방법으로 제조되는 폴리우레탄 폼 시트는 기존의 습식공정으로 제조되는 PU 합성피혁을 대체할 수 있는 물성을 확보함으로써 DMF 사용으로 인한 환경오염을 방지하고 제품 생산성을 향상시킴과 동시에, 폴리우레탄 폼 시트 자체의 재질을 모두 단일 성분(1-component)의 우레탄 계열로 적용하기 때문에 재활용이 편리하다.Therefore, the polyurethane foam sheet manufactured by the above manufacturing method secures physical properties that can replace PU synthetic leather manufactured by the existing wet process, thereby preventing environmental pollution due to the use of DMF and improving product productivity. At the same time, polyurethane It is convenient to recycle because the material of the foam sheet itself is all 1-component urethane series.

상기와 같은 4단계(S100 ~ S400) 공정 중의 가장 핵심적인 특징은 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU 분말을 폴리올(Polyol)과 1차로 혼합한 후 사이드 피드(side-feeder)를 통해 공정상의 처리속도를 조절하여 TPU 분말을 2차로 혼합하면서 반응시킴으로써 원재료의 점도 상승을 방지하여 종래보다 다량의 TPU 분말을 사용함에도 불구하고 성형성이 저하되지 않고, 제품의 품질이 기존 PU 합성피혁과 동등 수준 이상의 폴리우레탄 폼 시트를 형성할 수 있으므로 환경에 친화적이고 원가 절감을 실현할 수 있다.The most essential feature of the above four-step (S100 ~ S400) process is that TPU powder with an average particle size of 50 ~ 300㎛ based on the total weight of the polyurethane foam composition is first mixed with polyol and then side fed ( By adjusting the processing speed through a side-feeder and reacting the TPU powder with secondary mixing, an increase in the viscosity of the raw material is prevented, so that moldability does not deteriorate despite using a larger amount of TPU powder than before, and the quality of the product is improved. Since it can form a polyurethane foam sheet that is equivalent to or higher than existing PU synthetic leather, it is environmentally friendly and costs can be reduced.

상기 TPU 분말은 동종의 고분자수지인 폴리우레탄 폼 조성물과의 화학적인 혼화성이 매우 우수함은 물론 가장 적합한 혼련성을 갖는 입자크기로 분산됨에 따라 히트 프레스(heat press)에 의한 성형성이 매우 양호하며, 평균 입자크기가 50㎛에 미달될 경우 폴리우레탄 폼 조성물과의 혼련성이 나빠지고, 300㎛를 초과할 경우 분산성이 불량해지기 때문에 성형 후 제조되는 제품의 품질(성형성, 탄성)이 저하될 우려가 있다. 또한, 제품의 균일한 품질을 보장하기 위해서는 상기 TPU 분말에 포함되는 입자 중의 최대 입자크기는 1000㎛를 초과하지 않는 것이 바람직하다.The TPU powder has excellent chemical miscibility with the polyurethane foam composition, which is a polymer resin of the same type, and has very good moldability by heat press as it is dispersed into a particle size with the most appropriate kneading properties. , if the average particle size is less than 50㎛, the kneading property with the polyurethane foam composition deteriorates, and if it exceeds 300㎛, the dispersibility becomes poor, so the quality (moldability, elasticity) of the product manufactured after molding decreases. There is a risk of deterioration. Additionally, in order to ensure uniform quality of the product, it is preferable that the maximum particle size among the particles contained in the TPU powder does not exceed 1000㎛.

아래에서는 본 발명에 의한 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법을 구체적으로 살펴보기로 하되, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.Below, we will look at the manufacturing method of a polyurethane foam sheet for shoe uppers using a polyurethane foam composition containing TPU powder according to the present invention in detail, but it can be easily performed by a person skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention will be described through preferred embodiments that can be implemented.

[실시예] [Example]

본 발명에 따른 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트는 원재료로서 폴리올과 이소시아네이트와 사슬연장제, 및 발포제로서 물(water) 등을 혼합하고 이를 중합시켜 제조하는 방법으로, 아래와 같은 4단계로 이루어진다.The polyurethane foam sheet for shoe uppers according to the present invention is manufactured by mixing polyol, isocyanate, a chain extender, and water as a foaming agent and polymerizing them, and consists of the following four steps.

▶ 제1단계: 원재료로서 폴리올과 이소시아네이트 및 발포제로서 물(water)을 0.1 ~ 2중량% 범위로 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 상기 폴리올(Polyol)에 대하여 평균 입자크기 150㎛인 TPU 분말 15 ~ 25중량%의 비율로 혼합한 1차 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하였다.▶ Step 1: TPU powder with an average particle size of 150㎛ based on the total weight of the polyurethane foam composition containing polyol and isocyanate as raw materials and water as a blowing agent in the range of 0.1 to 2% by weight. A primary polyurethane foam composition mixed at a ratio of 15 to 25% by weight was prepared.

▶ 제2단계: 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 150㎛인 TPU 분말 20 ~ 40중량%의 비율로 혼합한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하였다.▶ Step 2: Mix TPU powder with an average particle size of 150㎛ at a ratio of 20 to 40% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition through a side-feeder and then react to produce polyurethane block foam. did.

▶ 제3단계: 상기 폴리우레탄 블록 폼을 1.0㎜ 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하였다.▶ Third step: The polyurethane block foam was cut to a thickness of 1.0 mm to form a polyurethane foam sheet.

▶ 제4단계: 상기 1.0㎜ 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트를 TPU 핫멜트 필름을 이용하여, 상기 폴리우레탄 폼 시트 상면의 PU스킨 및 하면의 폴리에스테르섬유 원단과 합포하였다.▶ Step 4: The polyurethane foam sheet cut to a thickness of 1.0 mm was combined with the PU skin on the upper surface of the polyurethane foam sheet and the polyester fiber fabric on the lower surface using a TPU hot melt film.

[실험예 1][Experimental Example 1]

상기 실시예와 같이 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트를 제작할 시, 폴리우레탄 폼 조성물에 포함되는 TPU 분말의 비율에 따라 형성된 폴리우레탄 폼 시트를 PU스킨/원단과 합포된 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트로 가공하는 과정에서의 성형성 및 외관상태를 수회 평가한 결과를 아래 [표 1]에 나타내었다.When manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers as in the above example, the polyurethane foam sheet formed according to the ratio of TPU powder contained in the polyurethane foam composition is combined with PU skin/fabric to form a polyurethane foam sheet for shoe uppers. The results of several evaluations of formability and appearance during processing are shown in [Table 1] below.

구분division 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 비교예1Comparative Example 1 비교예2Comparative example 2 제1단계-TPU 분말(w%)Step 1 - TPU powder (w%) 1515 2020 2525 1010 3030 제2단계-TPU 분말(w%)Step 2 - TPU powder (w%) 2020 3030 4040 1010 4040 총 TPU 분말(w%)Total TPU powder (w%) 3535 5050 6565 2020 7070 성형성 및 외관상태Formability and appearance condition 양호Good 양호Good 양호Good 보통commonly 불량error

상기 [표 1]에서와 같이, 실시예 1 내지 3에 의해 제조된 폴리우레탄 폼 시트는 PU스킨/섬유원단과의 접착성과 성형성 및 외관상태 등의 품질이 모두 우수한 것으로 판명되었으나, 비교예 1은 폴리우레탄 폼 시트의 신축성이 지나치게 높은 현상이 관찰되었으며, 비교예 2와 같이 TPU 분말의 총함량이 70w%일 경우에는 점도 상승 및 히트 프레스(heat press)에 의한 성형 시 폴리우레탄 폼 시트 내에 존재하는 TPU 분말의 일부가 용융되는 현상으로 인하여 성형성이 좋지 않고 외관상태도 다소 불량한 것으로 판명되었다.As shown in [Table 1], the polyurethane foam sheets manufactured in Examples 1 to 3 were found to be excellent in terms of adhesion to PU skin/fiber fabric, moldability, and appearance, but Comparative Example 1 It was observed that the elasticity of the polyurethane foam sheet was excessively high, and when the total content of TPU powder was 70w% as in Comparative Example 2, the viscosity increased and it was present in the polyurethane foam sheet when molded by heat press. Due to the melting of part of the TPU powder, it was found that the moldability was poor and the appearance was somewhat poor.

또한, 비교예 2는 폴리우레탄 폼 시트의 경도가 너무 높아 촉감이 나쁘고 기존의 천연피혁이나 PU 합성피혁보다 지나치게 뻣뻣한 특성(stiffness)으로 인하여 재봉공정이 불가능하기 때문에 신발 갑피용에 적합한 탄성(쿠션성)을 갖는 폼 시트(foam sheet)로 적용되기 어렵다는 사실을 확인하였다.In addition, in Comparative Example 2, the hardness of the polyurethane foam sheet was too high, resulting in poor tactile feel, and the sewing process was impossible due to its excessive stiffness compared to existing natural leather or PU synthetic leather, so it had elasticity (cushioning properties) suitable for shoe uppers. It was confirmed that it is difficult to apply as a foam sheet with .

[실험예 2][Experimental Example 2]

본 발명에 의한 폴리우레탄 폼 조성물로부터 제조된 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 특성을 확인하기 위해 평균 입자크기가 약 150㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 시트를 기존의 히트 프레스와 동일한 조건으로 제조하였으며, 이에 대한 물성을 수회 테스트한 결과의 평균치를 아래 [표 2]에 나타내었다.In order to confirm the characteristics of the polyurethane foam sheet for shoe uppers manufactured from the polyurethane foam composition according to the present invention, a polyurethane foam sheet containing TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of about 150㎛ was subjected to a conventional heat press. It was manufactured under the same conditions as, and the average values of the results of several tests for its physical properties are shown in [Table 2] below.

물성Properties 단위unit 시험결과Test result 35w%
(실시예1)
35w%
(Example 1)
50w%
(실시예2)
50w%
(Example 2)
65w%
(실시예3)
65w%
(Example 3)
20w%
(비교예1)
20w%
(Comparative Example 1)
70w%
(비교예2)
70w%
(Comparative Example 2)
영구압축률permanent compression rate %% 6.26.2 6.26.2 6.36.3 5.65.6 6.46.4 경도(ASKER C)Hardness (ASKER C) -- 30.130.1 45.345.3 59.859.8 22.022.0 64.564.5 비중importance g/ccg/cc 0.2040.204 0.2120.212 0.2340.234 0.1980.198 0.2650.265 신율elongation %% 133133 128128 120120 143143 107107 수축률shrinkage rate %% 0.550.55 0.60.6 0.650.65 0.50.5 0.750.75 인열강도Tear strength ㎏f/㎝kgf/cm 4.34.3 4.24.2 3.63.6 3.33.3 2.82.8 인장강도tensile strength ㎏f/㎠㎏f/㎠ 10.510.5 11.911.9 10.910.9 10.110.1 8.68.6 찢김강도tearing strength ㎏f/㎝kgf/cm 0.470.47 0.520.52 0.460.46 0.350.35 0.310.31

- 영구압축률(COMPRESSION SET) : ASTM D395 방법으로 측정- COMPRESSION SET: Measured using ASTM D395 method

- 경도(hardness) : JIS K 7312에 근거한 ASKER C형 Durometer- Hardness: ASKER C Type Durometer based on JIS K 7312

- 비중(SPECIFIC GRAVITY) : ASTM D1895 방법으로 측정- SPECIFIC GRAVITY: Measured using ASTM D1895 method

- 신율(ELONGATION LENGTH) : ASTM D412 방법으로 측정- Elongation (ELONGATION LENGTH): Measured using ASTM D412 method

- 수축률(SHRINKAGE) : AATCC(American Association of Textile Chemists and Colorists) 135 방법으로 측정- SHRINKAGE: Measured using AATCC (American Association of Textile Chemists and Colorists) 135 method.

- 인열강도(TEAR STRENGTH) : ASTM D624 방법으로 측정- TEAR STRENGTH: Measured using ASTM D624 method

- 인장강도(TENSILE STRENGTH) : ASTM D412 방법으로 측정- Tensile strength (TENSILE STRENGTH): Measured using ASTM D412 method

- 찢김강도(SPLIT TEAR) : ASTM D3574 방법으로 측정- SPLIT TEAR: Measured using ASTM D3574 method

상기 [표 2]에 나타낸 바와 같이, 상기 실시예 1 내지 실시예 3에서 제조된 폴리우레탄 폼 시트는 우수한 기능에 의해 기존의 습식공정으로 제조되는 PU 합성피혁을 대체할 수 있는 우수한 물성을 확보함으로써 DMF 사용으로 인한 환경오염을 예방하고 제품 생산성을 향상시킴과 동시에, 폴리우레탄 폼 시트 자체의 재질이 모두 우레탄 계열(1-component)이기 때문에 재활용이 용이하다.As shown in [Table 2], the polyurethane foam sheets manufactured in Examples 1 to 3 have excellent properties that can replace PU synthetic leather manufactured by the existing wet process by securing excellent properties. In addition to preventing environmental pollution caused by the use of DMF and improving product productivity, the polyurethane foam sheet itself is easy to recycle because all materials are urethane-based (1-component).

[실험예 3] [Experimental Example 3]

기존의 PU 합성피혁과 비교하여 TPU 분말을 각각 50중량%(실시예2), 20중량%(비교예1) 함유한 PU 폼 시트를 사용하여 제조한 운동화의 실물에 대한 말단부 재봉상태를 평가한 결과를 아래 [표 3]에 나타내었다.Compared to existing PU synthetic leather, the sewing condition of the end portion of the actual sneakers manufactured using PU foam sheets containing 50% by weight (Example 2) and 20% by weight (Comparative Example 1) of TPU powder, respectively, was evaluated. The results are shown in [Table 3] below.

구분division PU 합성피혁PU synthetic leather TPU 분말 50w%(실시예2)TPU powder 50w% (Example 2) TPU 분말 20w%(비교예1)TPU powder 20w% (Comparative Example 1)

실물사진
(전면부)


Real picture
(front part)

실물사진
(측면부)

Real picture
(side part)
재봉상태Sewing status 양호Good 양호Good 불량-말단부 들림현상Defect - Lifting of the distal end

상기 [표 3]과 같이, 폴리우레탄 폼 시트에 TPU 분말을 20중량% 함유하는 비교예 1은 폴리우레탄 폼 시트 자체의 과도한 유연성(flexibility)과 낮은 비중으로 인해 재봉작업 시 말단부 들림현상(edge lifting)이 빈번하게 발생되는 반면, TPU 분말을 50중량% 함유하는 실시예 2는 기존의 PU 합성피혁과 마찬가지로 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트에 적합한 경도(hardness)를 유지함으로써 재봉공정상의 불량률을 줄이고 성형 후에 제품의 형태 안정성 등의 품질이 향상될 뿐만 아니라 신발 착용 시 자신의 발(foot) 모양에 맞추어 천연피혁과 유사한 유연함과 신축성을 갖게 된다.As shown in [Table 3], Comparative Example 1, which contains 20% by weight of TPU powder in a polyurethane foam sheet, suffers from edge lifting during sewing due to excessive flexibility and low specific gravity of the polyurethane foam sheet itself. ) occurs frequently, while Example 2, which contains 50% by weight of TPU powder, maintains hardness suitable for polyurethane foam sheets for shoe uppers, like existing PU synthetic leather, thereby reducing the defect rate in the sewing process and reducing molding. Not only will the quality of the product, such as its shape stability, improve, but it will also have flexibility and elasticity similar to natural leather to match the shape of your feet when you wear shoes.

이상과 같이, 본 발명은 친환경 폴리우레탄(PU) 폼 조성물에 일정한 입자크기의 열가소성 폴리우레탄(TPU) 분말을 적정 비율(35 ~ 65중량%)로 함유함으로써 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트에 적합한 경도(hardness)를 유지할 수 있으며, 아울러 PU스킨 및 원단과 합포된 폴리우레탄 폼 시트를 히트 프레스(heat press)에 의해 신발 갑피용으로 성형 가공하는 시간을 절반 수준으로 줄임에 따라 제품 생산성을 대폭 증진시킴과 동시에 고가의 에너지 비용을 절감할 수도 있다.As described above, the present invention contains thermoplastic polyurethane (TPU) powder of a certain particle size in an eco-friendly polyurethane (PU) foam composition at an appropriate ratio (35 to 65% by weight) to provide hardness suitable for polyurethane foam sheets for shoe uppers. In addition, the time required to mold polyurethane foam sheets combined with PU skin and fabric for shoe uppers by heat pressing is reduced by half, thereby significantly improving product productivity. At the same time, expensive energy costs can be reduced.

따라서 본 발명에 의한 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물 및 이를 이용한 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 형태로 치환, 변형 및 변경이 가능한 것으로, 특히 환경에 친화적이면서 생산성을 높이고 제조비용은 줄일 수 있는 장점이 있어 균일한 성형성과 내구성이 요구되는 신발 갑피용 소재는 물론 각종 신발 장식용 폼 패키지, 천연 또는 합성피혁과 합성수지 등으로 제조되는 의류, 가방, 스포츠용품이나 생활용품, 산업용품 등의 친환경 소재로서 다양한 용도에 적용될 수 있다.Therefore, the polyurethane foam composition containing TPU powder according to the present invention and the method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers using the same can be substituted, modified, and changed into various forms without departing from the technical spirit of the present invention. In particular, it is environmentally friendly and has the advantage of increasing productivity and reducing manufacturing costs, making it a material for shoe uppers that requires uniform formability and durability, as well as foam packages for various shoe decorations, and clothing made of natural or synthetic leather and synthetic resin. , it can be applied to a variety of purposes as an eco-friendly material such as bags, sports goods, household goods, and industrial goods.

Claims (7)

원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 포함하는 폴리우레탄 폼 조성물에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 35 ~ 65중량% 비율로 함유하되, 상기 TPU 분말의 최대 입자크기가 1000㎛ 이하이며,
상기 폴리우레탄 폼 조성물은 경도(ASKER C-Type) 30 ~ 60, 비중 0.1 ~ 0.4 이내의 범위를 갖는 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 것을 특징으로 하는 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물.
In the polyurethane foam composition containing polyol, isocyanate, and chain extender as raw materials, and water as a foaming agent in a ratio of 0.1 to 2% by weight,
Based on the total weight of the polyurethane foam composition, it contains 35 to 65% by weight of TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300 ㎛, and the maximum particle size of the TPU powder is 1000 ㎛ or less,
A polyurethane foam composition containing TPU powder, characterized in that the polyurethane foam composition forms a polyurethane foam sheet having a hardness (ASKER C-Type) of 30 to 60 and a specific gravity of 0.1 to 0.4.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말은 버진(virgin) TPU 및 재생(recycled) TPU 중에서 선택되는 어느 1종을 단독으로 사용하거나 이들을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 TPU 분말을 함유하는 폴리우레탄 폼 조성물.
According to paragraph 1,
A polyurethane foam composition containing TPU powder, characterized in that the TPU (Thermoplastic polyurethane) powder is used alone or in a mixture selected from virgin TPU and recycled TPU.
원재료로서 폴리올(Polyol)과 이소시아네이트(Isocyanate)와 사슬연장제(Chain extender), 및 발포제로서 물(water) 0.1 ~ 2중량%의 비율로 포함하여 이루어지는 폴리우레탄 폼 조성물을 이용하여 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트를 제조함에 있어서,
상기 폴리올(Polyol)에 대하여 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU(Thermoplastic polyurethane) 분말을 15 ~ 25중량% 비율로 혼합한 1차 폴리우레탄 폼 조성물을 제조하는 단계(S100);
상기 1차 폴리우레탄 폼 조성물에 대하여 사이드 피드(side-feeder)를 통해 상기 폴리우레탄 폼 조성물 총중량을 기준으로 평균 입자크기 50 ~ 300㎛인 TPU 분말을 20 ~ 40중량% 비율로 혼합한 후 반응시켜 폴리우레탄 블록 폼을 제조하는 단계(S200);
상기 폴리우레탄 블록 폼을 원하는 두께로 절단하여 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300);
상기 원하는 두께로 절단된 폴리우레탄 폼 시트의 상면에는 PU스킨을 합포하고, 하면에는 원단을 합포하는 단계(S400);
를 차례로 포함하여 성형되는 것을 특징으로 하는 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법.
Polyurethane for shoe uppers is made using a polyurethane foam composition containing polyol, isocyanate, chain extender as raw materials, and water as a foaming agent in a ratio of 0.1 to 2% by weight. In manufacturing foam sheets,
Preparing a primary polyurethane foam composition by mixing TPU (Thermoplastic polyurethane) powder with an average particle size of 50 to 300 ㎛ at a ratio of 15 to 25% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition with respect to the polyol ( S100);
With respect to the primary polyurethane foam composition, TPU powder with an average particle size of 50 to 300㎛ is mixed at a ratio of 20 to 40% by weight based on the total weight of the polyurethane foam composition through a side-feeder and then reacted. Manufacturing polyurethane block foam (S200);
Cutting the polyurethane block foam to a desired thickness to form a polyurethane foam sheet (S300);
Laying PU skin on the upper surface of the polyurethane foam sheet cut to the desired thickness and combining fabric on the lower surface (S400);
A method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers, characterized in that the polyurethane foam sheet for shoe uppers is molded sequentially.
제4항에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼 시트를 형성하는 단계(S300)를 거쳐 형성되는 폴리우레탄 폼 시트는 경도(ASKER C-Type) 30 ~ 60, 비중 0.1 ~ 0.4 이내의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법.
According to clause 4,
The polyurethane foam sheet formed through the step of forming the polyurethane foam sheet (S300) is a polyurethane for shoe uppers, characterized in that it has a hardness (ASKER C-Type) of 30 to 60 and a specific gravity of 0.1 to 0.4. Method of manufacturing foam sheets.
제4항에 있어서,
상기 폴리우레탄 폼 시트를 PU스킨 및 원단과 합포하는 단계(S400)에서 사용되는 접착제는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 또는 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 중에서 선택된 어느 1종의 수지조성물로 이루어지는 액상 접착제 또는 핫멜트 필름인 것을 특징으로 하는 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트의 제조방법.
According to clause 4,
The adhesive used in the step of combining the polyurethane foam sheet with PU skin and fabric (S400) is a liquid adhesive or hot melt film made of a resin composition selected from thermoplastic polyurethane (TPU) or ethylene vinyl acetate (EVA). A method of manufacturing a polyurethane foam sheet for shoe uppers, characterized in that.
제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 의한 제조방법으로 성형되는 것을 특징으로 하는 신발 갑피용 폴리우레탄 폼 시트.A polyurethane foam sheet for shoe uppers, characterized in that it is molded by the manufacturing method according to any one of claims 4 to 6.
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