KR20110045162A

KR20110045162A - 신발용 에어백 스크랩을 재활용한 핫멜트 필름의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 핫멜트 필름

Info

Publication number: KR20110045162A
Application number: KR1020090101582A
Authority: KR
Inventors: 박희대
Original assignee: 박희대
Priority date: 2009-10-26
Filing date: 2009-10-26
Publication date: 2011-05-04
Also published as: BR112012009689A2; US20120208031A1; CN102574303A; KR101148640B1; WO2011052836A1

Abstract

본 발명은 신발 산업에서 충격 완화용 소재로 사용하고 있는 에어백의 제조시에 다량으로 발생하는 TPU 필름 스크랩을 수거하여 핫멜트 필름이 가지는 목표 물성값을 가지도록 다른 조성물들과 혼합 사용하여 핫멜트 필름으로 재가공하여 만들어내는 방법을 제시하고, 특히 공압출의 방법을 통해 다층 구조의 핫멜트 필름을 제조하는 방법을 구현하고자 한다.

에어백, TPU, 핫멜트, 재활용, 스크랩, 치밀도, 공압출

Description

신발용 에어백 스크랩을 재활용한 핫멜트 필름의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 핫멜트 필름{Hot-melt film and the manufacture method thereof}

본 발명은 신발용 에어백 스크랩을 재활용한 핫멜트 필름의 제조 방법 및 상기 방법으로 제조된 핫멜트 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 한번 사용 후 폐기되거나 또는 저급한 용도로 재활용되던 신발용 에어백 스크랩을 수거한 다음에 핫멜트 필름이 가지고 있는 목표 물성값을 구현할 수 있도록 상기 에어백 스크랩과 다른 조성물들을 혼합하고 이를 공압출 방법으로 단층 또는 다층으로 구성된 핫멜트 필름으로 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 핫멜트 필름에 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. 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.

신발을 제조할 때 재봉 공정을 없애고 무재봉(no sewing)으로 신발을 만들기 위해서는 접착제의 사용이 필수적인데 일반적인 액상의 접착제를 사용하는 것은 건조 공정을 거쳐야 하고 섬유 원단의 종류에 따라서는 적용이 불가한 경우가 많이 있다. 이로 인해 핫멜트 필름을 사용하여 원단과 기재 사이에 삽입한 후 열 압착하여 접착시키는 공정이 대안으로 사용되고 있다. 상기 핫멜트 필름으로는 열가소성 폴리우레탄과 열가소성 폴리에틸렌비닐아세테이트 수지를 필름으로 압출하여 많이 사용하고 있으며, 적용 용도에 따라서 구분하여 사용하고 있다.

이러한 핫멜트 필름은 단순하게는 표면 원단과 기재 원단의 사이에 들어가 단순히 접착시키는 역할을 하는 것으로 이 경우 핫멜트 필름은 단일층 구조의 필름이 사용된다. 최근에는 여기서 좀더 발전된 형태로 2층 구조의 필름을 사용하는 방 법이 개발되고 있으며, 그 일 예로 상층이 고물성의 열가소성 폴리우레탄 필름이고 하층이 폴리우레탄 핫멜트 필름의 구조를 가진 것이다. 이 경우 필름은 원단의 표면에 접착이 되어 외부로 드러나게 된다. 즉, 표면이 박막의 열가소성 폴리우레탄이고 섬유 원단이 아래에 위치하는 형태의 최종 형태가 된다. 이 기술이 실제 적용된 제품이 이미 시판되고 있으며, 계속해서 증가하고 있는 추세이다.

또한, 유사한 일 예로서, 폴리우레탄 핫멜트 필름의 표면에 폴리우레탄 코팅을 한 2층 구조의 필름도 사용이 증가하고 있으며, 이 제품의 장점은 표면 폴리우레탄 수지의 물성을 용이하게 조정할 수 있다는 것과 표면 폴리우레탄 수지의 색상을 다양하게 거의 무제한으로 할 수 있어 좀더 부가가치 있고 패션성이 강한 제품을 만들 수 있다는 것이다.

상기의 예들에서 알 수 있는 바와 같이, 핫멜트 필름의 적용은 점점 늘어나고 있는 추세이며, 이러한 기술과 소재들의 개발이 매우 중요한 반면 환경적인 부분에 대한 고려도 그 요구가 점점 강조되고 있다.

한편, 본 발명자는 이와 같은 환경적인 문제를 해결하기 위하여, 구체적으로는 환경오염을 줄이고 자원 낭비를 미연에 방지하기 위하여 신발 제조 공정 중에서 고주파 융착 작업시에 발생하는 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩을 폐기 처분하지 않고 재사용하여 고주파 융착용 열가소성 폴리우레탄 필름으로 재생산함으로써 폐기물 발생량을 줄이고 자원 소비를 절감하고자 하는 연구를 진행하였다.

그 결과 본 발명자는 2008. 11. 14.자로 특허출원번호 제2008-113102호(발명의 명칭: 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩을 재활용한 고주파 융착용 열가소성 폴 리우레탄 필름의 제조방법 및 상기 방법으로 제조된 열가소성 폴리우레탄 필름)로 대한민국 특허청에 출원하였고, 또한 2008. 11. 25.자로 국제출원번호 제PCT/KR2008/006948호(발명의 명칭:THERMOPLASTIC POLYURETHANE FILM)로 PCT 출원하였다.

이와 같이, 본 발명자는 신발 산업에서 충격 완화용 소재로 사용하고 있는 에어백의 제조시에 다량으로 발생하는 스크랩을 폐기 처분하지 않고 이를 재활용하여 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름으로 재생산할 수 있는 방법을 연구하였고, 그 결과물이 본 발명자가 출원하고자 하는 기술적 사상이다.

부가적으로, 현재까지는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름에 대한 이러한 연구들이, 바람직하게는 에어백 스크랩을 재활용하여 핫멜트 필름을 제조하는 연구들이 진행된 바가 없고, 특히 3층 구조의 핫멜트 필름 역시 제조된 바 없다 할 것이다.

본 발명은 핫멜트 필름을 제조함에 있어서, 폐기 처분되거나 저급한 용도로 재활용되던 에어백 스크랩을 재사용하여 핫멜트 필름을 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조된 핫멜트 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 신발용 에어백 스크랩을 재활용하여 단일층 구조의 재생 핫멜트 필름과 2층 및 3층 등의 다층 구조로 이루어진 재생 핫멜트 필름을 제조할 수 있는 방법 및 상기 방법으로 제조된 핫멜트 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다층 구조의 재생 핫멜트 필름을 제조할 때, 종래의 합포 방법을 이용하지 않고 공압출 방법을 사용하여 한번에 압출하여 다층 핫멜트 필름을 제조할 수 있는 방법 및 상기 방법으로 제조된 핫멜트 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 한번 사용된 후 폐기되거나 혹은 저급한 용도로 재활용되던 에어백 TPU 필름 스크랩을 수거하여 핫멜트 필름이 가지는 목표 물성값을 구현할 수 있도록 다른 조성물들과 혼합 사용하여 핫멜트 필름으로 재가공하여 제조하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 단층 구조의 핫멜트 필름 또는 목적에 따라 공압출의 방법을 통해 다층 구조의 핫멜트 필름을 제조하는 방법을 특징으로 한다.

본 발명은 신발 산업에서 충격 완화용 소재로 사용하고 있는 에어백을 제조할 때 다량으로 발생하는 에어백 스크랩을 재가공하여 핫멜트 필름으로 제조함으로써 폐기물 발생량을 현저히 줄일 수 있고, 이로 인해 환경오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 폐기 처분되거나 저급한 용도로 재활용되던 에어백 스크랩을 핫멜트 필름을 제조할 때 사용하기 때문에 경제적인 효과 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 본 발명의 방법으로 제조된 핫멜트 필름은 통상적인 핫멜트 필름과 동일한 물리적 특성을 구현할 수 있으며, 이로 인해 적은 비용으로 고부가 가치를 창출할 수 있는 이점이 있다.

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

본 발명에서 사용되고 있는 '에어백 스크랩'이라는 용어는 신발 산업에서 충격 완화용 소재로 사용하고 있는 에어백을 제조할 때 다량으로 발생하여 폐기 처분되는 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩을 의미하며, 상기 에어백 스크랩은 열가소성 폴리우레탄 필름 사이에 여러 겹의 폴리에틸렌비닐알콜(polyEVHO)이 적층된 다 층 구조의 필름을 포함한다는 것을 미리 밝혀두는 바이다.

부가적으로, 에어백 제조용 필름은 TPU 필름의 중간에 폴리에틸렌비닐알코올이 라미네이팅 되어 있어서 에어백 제조시 사용된 질소 충진 가스가 빠져나가지 못하도록 한 것으로서, 본 발명에서는 이러한 특징을 가지는 에어백 스크랩을 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서는 신발 산업에서 충격 완화용 소재로 사용하고 있는 에어백의 제조시에 다량으로 발생하는 필름 스크랩을 수거하여 핫멜트 필름이 가지고 있는 목표 물성값을 구현할 수 있도록 상기 에어백 스크랩과 다른 조성물들을 혼합하여 핫멜트 필름으로 재가공하여 만들어내는 방법을 제시하며, 특히 공압출의 방법을 통해 다층 구조의 핫멜트 필름을 제조하는 방법을 구현하고자 한다.

한편, 본 발명에서는 위와 같이 폐기 처분되는 에어백 스크랩으로 핫멜트 필름을 제조할 때, 단층구조의 핫멜트 필름과 다층구조의 핫멜트 필름으로 각각 제조할 수 있다. 상기 단층구조의 핫멜트 필름은 에어백 스크랩과 함께 열가소성 폴리우레탄 핫멜트, 열가소성 폴리에스테르 핫멜트 등을 혼합 사용하여 재생산된 핫멜트 필름으로써, 이 제품은 열가소성이고 열 프레스의 방법으로 섬유 원단에 융착시키는 용도로 사용하고 또한 신발의 사이즈와 생산지 등을 표시하는 라벨 태그의 용도로 사용한다.

또한, 상기 다층구조의 핫멜트 필름은 다양한 응용이 가능하여 최상층을 에어백 스크랩으로 단독 사용하거나 혹은 물성을 상승시키기 위하여 정품의 열가소성 폴리우레탄 수지를 혼합 사용하여 구성하고, 중층을 열가소성 폴리우레탄이나 열가 소성 폴리에스테르 등의 핫멜트 수지로 구성하여 서로 기능이 다른 2층 구조의 필름으로 제조 가능하다. 그리고 상층을 핫멜트로 하고, 중층을 에어백 스크랩 단독 혹은 물성을 상승시키기 위하여 정품의 열가소성 폴리우레탄 수지를 혼합 사용하고, 하층을 핫멜트로 구성한 3층 구조의 핫멜트 필름으로 제조할 수 있다.

특히, 상기한 바와 같은 본 발명의 다층 핫멜트 필름은 라미네이션 방법이 아닌 공압출 방법을 통해 한번에 압출하여 성형되어진다. 즉, 다층 구조의 핫멜트 필름은 공압출을 통한 1회의 압출로 제조되는 것이 바람직하지만, 그 이외에도 2개층은 공압출로 제조하고 이를 합포 방식으로 3층 구조로 형성하는 등의 방법으로 제조할 수 있다.

한편, 위에서 언급한 에어백 스크랩은 그 형태가 직경 1cm 전후의 불규칙한 판상 형태로서, 이들은 다량 사용하여 압출할 경우 압출기 내에서 수지 압력의 변화가 발생할 가능성이 있고 또한 원료 투입구에서 원활한 투입이 되지 않을 수도 있다. 따라서 본 발명에서는 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 에어백 스크랩을 1차 압출하여 둥근 형태의 펠렛으로 가공하는 단계를 거친 마스터 배치(M/B) 형태의 수지로 사용한다. 이와 같이 에어백 스크랩을 마스터 배치의 형태로 사용하게 되면 보다 안정적인 원료의 투입을 기대할 수 있으며, 이러한 마스터 배치 형태로 가공을 하지 않고 스크랩 원래 형태 그대로 사용해도 핫멜트 필름 자체의 성질에는 큰 영향은 없다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다.

{실시예 1}

실시 예 1에서는 단층 구조의 핫멜트 필름을 제조하는 방법을 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하며, 상기의 핫멜트 필름은 신발에 부착되는 라벨 태그용으로 사용된다.

일반적으로 운동화에는 신발의 사이즈, 제조국 등 몇 가지 정보를 표시하는 라벨이 신발의 내측에 부착되어 있다. 이 라벨을 사이즈 라벨이라 부르고 이러한 용도의 필름을 라벨 태그용 필름이라 부른다. 상기 필름은 표면에 정보를 프린트로 인쇄한 후 신발 내부의 원단 표면에 열융착시켜 부착한다. 종래에는 상기 필름에 재생 TPU를 적용한 사례는 없으며, 본 발명에서는 이 용도에 맞도록 에어백 스크랩의 물성을 조정하여 적용하였다.

하기의 표 1과 표 2에서는 상기의 용도(즉, 라벨 태그용 용도)에 맞도록 물성을 조정하기 위하여 에어백 스크랩과 다른 조성물들의 배합비를 구체적으로 제시하였다.

조성물	배합비(중량%)
에어백 스크랩 마스터배치	30
경도 95A의 정품 TPU	50
백색안료 마스터 배치	17
황변방지 마스터 배치	3

조성물	배합비
에어백 스크랩 마스터 배치	65
경도 95A의 정품 TPU	15
백색안료 마스터 배치	17
황변방비 마스터 배치	3

상기의 표 1과 표 2에서 제시하고 있는 배합비로 핫멜트 필름을 각각 압출한 다음, 표면에 정보(예를 들면, 신발 사이즈, 제조국 등)를 프린트하고, 도 1과 같이 원단에 열융착시켜 시험을 하였다. 그 결과 종래의 정품 TPU로 제조된 핫멜트 필름과 비교시 차이점이 없었으며, 대체 사용이 가능하였다.

{실시예 2}

실시 예 2에서는 도 2와 같이 에어백 스크랩층과 핫멜트층으로 구성된 2층 구조의 재생 핫멜트 필름에 대해서 구체적으로 설명한다.

2층 구조의 핫멜트 필름은 고물성의 TPU 필름을 상층에 압출하고, 하층에 열융착성을 부여하기 위해 핫멜트를 공압출 방법으로 동시에 압출하는 방법을 사용하였다. 특히, 상기 핫멜트 필름의 상층은 에어백 스크랩을 다량으로 사용하였으며, 이 또한 현재까지 시도된 바가 없는 것으로 핫멜트 필름 제품의 친환경성을 높일 수 있는 유용한 발명이다. 표 3에서는 2층 구조의 핫멜트 필름을 제조할 때 각 조성물들의 배합비를 상세하게 제시한다.

상층(에어백 스크랩층) 조성물	배합비 (중량%)	하층(핫멜트층) 조성물	배합비 (중량%)
에어백 스크랩 마스터 배치	70	경도 85A의 정품 TPU 핫멜트	70
경도 85A의 정품 TPU	20	경도 80A의 정품 TPU 핫멜트	30
경도 95A의 정품 TPU	10

하층(핫멜트층)의 핫멜트 배합은 전체 배합 수지의 점도가 매우 중요하다. 가장 일반적으로 사용하는 점도 측정 방법인 melt flow index(MI)를 사용하여 상대적인 점도를 얻을 수 있으며, 신발용의 경우는 열 프레스 조건에 따라 달라질 수는 있으나 190도, 2.16kg 하중에서 10g 이상의 MI에서 원활한 작업을 할 수 있었다. 또한 가장 적합하게는 20g 이상의 MI에서 우수한 접착결과를 보였다. 20g 이상의 MI에서는 열에 의해 핫멜트가 녹은 후 압력에 의해 섬유원단 속으로 쉽게 침투가 일어나 우수한 접착력을 발현하였다. 원단의 종류에 따라서 핫멜트의 종류도 다소 달라져야 하지만 적절한 MI는 이들 핫멜트 필름이 가져야 하는 가장 기본적인 조건이라 할 수 있다.

본 발명에서의 열 프레스 조건은 130℃의 온도, 60kg/㎠의 압력을 사용하고 있으며, 원단의 종류에 따라 약간의 변동이 있다.

상기 표 3의 배합비로 다층 공압출기를 통해 도 2과 같이 핫멜트 필름을 압출하였고, 상층의 두께는 50~200㎛, 하층은 100~200㎛의 범위에서 압출을 하였으나 각각의 두께는 1mm 정도까지 문제없이 압출할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 상기 표 3의 배합비로 압출한 핫멜트 필름을 도 2와 같이 열 프레스 작업으로 원단에 부착한 후 물성을 검사하였으며, 상기 시험결과를 표 4에서 구체적으로 제시하였다.

	기준 물성	시험 결과
마모(Stoll abrasion)	80회	90회
접착력(Adhesion)	2.5kgf/cm	3.0kgf/cm
굴곡(Bally FLEX)	7만회	7만회 양호

특히, 굴곡 시험 결과는 매우 양호한 것으로 종래의 다층 필름 제조 방식인 합포 방식에 의해 제조된 필름의 경우 1만회를 넘기기 어려운 것이 일반적이었다. 반복되는 굴곡에 의해 상층의 TPU층과 하층의 핫멜트층이 쉽게 분리되기 때문이다. 하지만, 본 발명에서 사용한 공압출 방식으로 제조된 2층 핫멜트 필름은 반복되는 굴곡에 의해 에어백 스크랩층과 핫멜트층이 분리되는 현상은 결코 나타나지 않아서 제조 공정의 우수성을 입증할 수 있었다.

한편, 하기의 표 5에서는 에어백 스크랩 마스터 배치의 양을 줄이고 정품 TPU의 양을 증가시켰으며, 구체적인 배합비는 표 5와 같다.

상층(에어백 스크랩층) 조성물	배합비 (중량%)	하층(핫멜트층) 조성물	배합비 (중량%)
에어백 스크랩 마스터 배치	20	경도 85A의 정품 TPU 핫멜트	55
경도 85A의 정품 TPU	70	경도 80A의 정품 TPU 핫멜트	25
경도 95A의 정품 TPU	10	폴리에스테르 핫멜트	20

정품 TPU의 양이 증가할수록 핫멜트 필름의 색상이 좀더 투명해지는 장점이 있었고, 또한 하층(핫멜트층)에서는 폴리에스테르계 핫멜트를 혼용하여 섬유 원단에 대한 접착력을 향상시켰다. 상기 폴리에스테르계 핫멜트는 섬유 원단에 대한 부착력이 매우 우수하나 결정성이 강해 핫멜트 필름의 투명성을 떨어뜨리고 핫멜트 필름을 다소 단단하게 만드는 경향이 있어 사용량에 제한이 따른다.

따라서, 본 발명은 시험에 의하여 전체 배합비에서 10~30중량%가 가장 적절하였다는 것을 알았고, 이보다 낮으면 접착력의 개선 효과가 낮고 높을 경우 핫멜트 필름을 단단하게 하거나 불투명하게 한다. 상기 시험결과는 표 6에 나타내었다.

	기준 물성	시험 결과
마모(Stoll abrasion)	80회	100회
접착력(Adhesion)	2.5kgf/cm	4.0kgf/cm
굴곡(Bally FLEX)	7만회	7만회 양호

하기의 표 7에서는 상기 표 3과 표 4에서 제시하고 있는 본 발명의 핫멜트 필름의 시험결과, 바람직하게는 에어백 스크랩을 이용하여 핫멜트 필름을 제조했을 때의 물리적 특성과 비교하여 위하여 에어백 스크랩을 사용하지 않은 배합으로 핫멜트 필름을 압출하였다.

상층(에어백 스크랩층) 조성물	배합비 (중량%)	하층(핫멜트층) 조성물	배합비 (중량%)
경도 85A의 정품 TPU	90	경도 85A의 정품 TPU 핫멜트	70
경도 95A의 정품 TPU	10	경도 80A의 정품 TPU 핫멜트	30

상기 표 7의 배합비에 따라 제조된 핫멜트 필름의 물리적 특성(시험 결과)은 표 8과 같다.

	기준 물성	시험 결과
마모(Stoll abrasion)	80회	110회
접착력(Adhesion)	2.5kgf/cm	3.5kgf/cm
굴곡(Bally FLEX)	7만회	7만회 양호

상기 표 8과 같이 시험 결과는 마모 물성의 경우 약간 향상된 결과를 보이기는 하나 표 3의 실시 예에서도 충분한 물성을 보이고 있으며, 나머지 접착력과 굴곡 물성도 에어백 스크랩 마스터 배치를 사용한 경우와 그렇지 않은 경우 극명한 차이는 나지 않고 양호하였다.

{실시예 3}

실시 예 3에서는 도 3a 내지 도 3c와 같이 상층과 하층에는 핫멜트층이 형성되고 중간층에는 에어백 스크랩층 또는 TPU층이 형성된 3층 구조의 재생 핫멜트 필름에 대해서 구체적으로 설명한다.

단층 구조의 일반적인 핫멜트 필름은 조직 구조가 극히 다른 두 종류의 원단을 접착시킬 때 문제가 되는 경우가 있다. 예를 들면, 조직이 매우 느슨한, 구체적으로는 섬유의 치밀도가 낮은 원단과 반면 치밀도가 높은 원단을 핫멜트 필름으로 열융착의 방법으로 접착 시에는 열에 의해 용융된 핫멜트가 치밀도 낮은 원단 쪽으로 더 쉽게 흡수되는 경향이 있다. 이로 인해서 한쪽의 원단으로 핫멜트가 많이 편중되어 접착력이 낮게 나오는 결과를 보이게 된다.

따라서, 본 발명에서는 이러한 문제점에 대한 방안으로 어느 쪽으로도 핫멜트가 지나치게 편중되는 것을 막기 위하여 도 3a 및 도 3b와 같이 핫멜트층과 핫멜트층 사이에 에어백 스크랩층 또는 TPU층을 형성하는 2중 구조의 핫멜트 필름을 제조하였다. 상기 핫멜트 필름의 중간층을 에어백 스크랩층 또는 TPU층으로 형성하게 되면 의도하지 않은 핫멜트의 편중 현상을 막아주는 벽(barrier)과 같은 역할을 하게 된다. 구체적인 배합비는 표 9와 표 12에 제시하였다.

상층 (핫멜트층)	배합비 (중량%)	중층 (TPU층)	배합비 (중량%)	하층 (핫멜트층)	배합비 (중량%)
경도 85A의 TPU 핫멜트	70	경도 85A의 정품 TPU	100	경도 85A의 TPU 핫멜트	70
경도 80A의 TPU 핫멜트	30			경도 80A의 TPU 핫멜트	30

3층 구조로 된 핫멜트 필름에 있어서, 상층과 하층의 두께는 각각 접착하는 원단의 종류에 따라서 상당히 달라질 수 있으며, 바람직하게는 30~300㎛의 범위에서 다양하게 변경 가능하다. 위에서 언급한 바와 같이 원단의 치밀도가 낮은 쪽은 수지의 흡수가 많으므로 핫멜트층의 두께를 두껍게 형성하고 치밀도가 높은 쪽은 상대적으로 두께를 얇게 압출한다. 이때 중간층의 TPU층(에어백 스크랩층)은 30~200㎛ 범위가 적절하며, 이보다 두꺼울 경우 원단에 접착한 후 전체 두께가 두꺼워져 제품성을 떨어뜨리게 된다. 상기 표 9의 배합비로 제조된 핫멜트 필름의 물리적 특성(시험 결과)은 표 10과 같다.

	기준 물성	시험 결과
접착력(Adhesion)	2.5kgf/cm	3.0~3.5kgf/cm

상기 표 10과 같이 접착력 시험 결과 3.0~3.5kgf/cm로 양호한 접착력을 보였다. 일반적으로 단층 핫멜트 필름의 경우 2kgf/cm 이하의 낮은 접착력을 보이지만, 본 발명의 3층 구조의 핫멜트 필름은 이러한 문제점을 완전히 해결할 수 있었다.

또한, 열 프레스만으로는 충분한 접착력을 보이지 못하는 경우들이 있었는데, 이는 원단의 두께로 인하여 프레스의 열이 핫멜트 필름으로 충분히 전달되지 못하여 핫멜트가 녹지 않아 침투력이 부족하여 발생한 현상이었다. 하지만, 본 발명과 같이 열 프레스와 고주파 가열을 병행할 경우 핫멜트가 보다 더 잘 녹는 상태가 되어 침투력이 충분히 발현되었다. 이는 열 프레스의 경우 열전도에 의해 핫멜트 필름에 열이 전달되는데 원단이 두꺼울 경우 의도하지 않은 단열 효과가 발생하여 충분한 열전달이 이루어지지 않는 반면 고주파 가열은 전자기장에 의해 분자들에 순간적으로 에너지가 전달되므로 핫멜트 필름이 쉽게 가열되고 용융되어 원활한 침투가 가능하기 때문이다.

한편, 본 발명에서의 고주파 작업 조건은 0.5~1.5A, 가열 시간은 5~15초, 냉각 시간은 5~15초가 적절하였고, 온도는 상온에서 100℃ 범위에서 접착력에 추가적인 영향 없이 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

하기의 표 11에서는 고주파 프레스를 적용했을 때, 핫멜트 필름의 물리적 특성(시험 결과)을 제시하였다.

	기준 물성	시험 결과
접착력(Adhesion)	2.5kgf/cm	5kgf/cm 이상

상기 표 11과 같이 열 프레스 작업과 고주파 프레스 작업을 병용한 경우와 열 프레스 작업만으로 접착시킨 경우, 접착력에 상당한 차이가 있음을 알 수 있었다.

한편, 표 12에서는 핫멜트 필름의 중간층에 TPU층을 형성하지 않고 도 3a와 같이 에어백 스크랩층을 형성할 때의 배합비와 조성물을 구체적으로 제시하였다.

상층 (핫멜트층)	배합비 (중량%)	중층 (TPU층)	배합비 (중량%)	하층 (핫멜트층)	배합비 (중량%)
경도 85A의 TPU 핫멜트	55	에어백 스크랩 마스터 배치	100	경도 85A의 TPU 핫멜트	55
경도 80A의 TPU 핫멜트	25			경도 80A의 TPU 핫멜트	25
폴리에스테르 핫멜트	20			폴리에스테르 핫멜트	20

상기 표 12에서는 핫멜트 필름의 중간층을 에어백 스크랩을 사용하여 친환경성을 부여하였고, 상층과 하층의 핫멜트는 폴리에스테르계 핫멜트를 병용하여 접착력을 개선하고자 하였다. 상기 표 12의 배합비로 제조된 핫멜트 필름의 물리적 특성(시험 결과)은 표 13과 같다.

	기준 물성	시험 결과
접착력(Adhesion)	2.5kgf/cm	4.0kgf/cm 이상

상기 표 13에서 보는 바와 같이 핫멜트 필름의 중간층에 정품의 TPU를 사용하는 대신에 에어백 스크랩 마스터 배치를 사용한 경우도 동일하게 우수한 시험 결과를 나타내었다. 또한 폴리에스테르계 핫멜트의 배합으로 인해 접착력도 상당 부분 개선할 수 있었다.

한편, 상기 표 13에서는 핫멜트 필름을 도 3c와 같이 원단에 접착시킬 때 열 프레스 작업만으로 부착했을 때의 시험 결과를 나타낸 것이고, 하기의 표 14에서는 열 프레스 작업과 고주파 작업을 병행했을 때의 시험 결과를 나타내고 있다.

	기준 물성	시험 결과
접착력(Adhesion)	2.5kgf/cm	6.0kgf/cm 이상

상기 표 14에서 보는 바와 같이 고주파 프레스 작업을 병용했을 때 접착력이 매우 향상되었음을 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 에어백 스크랩으로 제조된 단층 구조의 핫멜트 필름을 원단에 접착시킨 상태를 보여주고 있는 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시 예에 따른 에어백 스크랩으로 제조된 2층 구조의 핫멜트 필름을 원단에 접착시킨 상태를 보여주고 있는 도면.

도 3a는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 중간층이 에어백 스크랩으로 제조된 3층 구조의 핫멜트 필름을 보여주고 있는 도면.

도 3b는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예에 따른 중간층이 TPU로 제조된 3층 구조의 핫멜트 필름을 보여주고 있는 도면.

도 3c는 도 3a와 도 3b에서 도시하고 있는 핫멜트 필름을 원단에 접착시킨 상태를 보여주고 있는 도면.

Claims

핫멜트 필름의 제조방법에 있어서,

신발용 에어백 제조시에 사용된 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩을 재사용하여 핫멜트 필름을 제조하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 핫멜트 필름은 단층 구조 또는 다층 구조로 제조되는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 핫멜트 필름의 상층은 상기 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩으로 제조되며, 하층은 열가소성 폴리우레탄 핫멜트로 제조되는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제3항에 있어서,

상기 핫멜트 필름의 하층에는 상기 열가소성 폴리우레탄 핫멜트와 폴리에스 테르 핫멜트가 배합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제2항에 있어서,

상기 핫멜트 필름의 상층과 하층은 열가소성 폴리우레탄 핫멜트로 제조되며, 중간층은 열가소성 폴리우레탄 또는 상기 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩으로 제조하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제5항에 있어서,

상기 핫멜트 필름의 상층 또는 하층에는 상기 열가소성 폴리우레탄 핫멜트와 폴리에스테르 핫멜트가 배합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 열가소성 폴리우레탄 핫멜트로 상층과 하층을 제조할 때, 치밀도가 낮은 원단에 접착되는 상기 열가소성 폴리우레탄 핫멜트는 두께를 두껍게 형성하고, 치밀도가 높은 원단에 접착되는 상기 열가소성 폴리우레탄 핫멜트는 상대적으로 두께를 얇게 형성하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제7항에 있어서,

상기 핫멜트 필름의 상층과 하층의 두께는 30~300㎛이며, 중간층의 두께는 30~200㎛임을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,

상기 핫멜트 필름을 원단에 접착시킬 때, 열 프레스 작업과 고주파 작업으로 접착시키는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제9항에 있어서,

상기 고주파 작업 조건은 0.5~1.5A, 가열 시간은 5~15초, 냉각 시간은 5~15초임을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제3항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 핫멜트 필름은 공압출 방법에 의해 동시에 압출 성형되는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩은 열가소성 폴리우레탄 필름 사이에 여러 겹의 폴리에틸렌비닐알코올이 적층된 다층 구조임을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서,

상기 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩을 압출하여 펠렛으로 가공하여 마스터 배치 형태의 수지로 제조하는 것을 특징으로 하는 핫멜트 필름의 제조방법
제1항 내지 제13항 중 어느 하나의 항의 방법으로 제조된 핫멜트 필름.
핫멜트 필름에 있어서,

상기 핫멜트 필름의 상층과 하층은 열가소성 폴리우레탄 핫멜트로 형성되고, 중간층은 열가소성 폴리우레탄으로 형성됨을 특징으로 하는 핫멜트 필름.
핫멜트 필름에 있어서,

상기 핫멜트 필름의 상층과 하층은 열가소성 폴리우레탄 핫멜트로 형성되고, 중간층은 신발용 에어백 제조시 발생하는 열가소성 폴리우레탄 필름 스크랩으로 형성됨을 특징으로 하는 핫멜트 필름.