신발 제조방법

신발 제조방법{Method for manufacturing shoes}

본 발명은 신발 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 접착용 다기능 처리공정 및 처리제를 이용하는 새로운 방식을 적용함으로써 기존의 중창 처리공정을 간소화하면서도 안정된 접착력을 확보할 수 있도록 하고 제조공정을 단순화함은 물론 비용을 절감할 수 있도록 하며 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 신발 제조방법에 관한 것이다.

일반적인 신발의 중창(midsole)은 EVA(에틸렌비닐아세테이트) 마스터배치(master batch; 펠릿형 원료)를 주요 구성성분으로 하고, 고기능성의 특수한 신발 중창은 Tafmer(alpha-olefin copolymer), OBC(Olefin Block Copolymers) 등을 주요 구성성분으로 하는 원자재의 몰드(mold)를 이용한 발포 및 성형공정을 통하여 제조된다.

이와 같이, 현재 많이 적용되고 있는 신발용 중창 제조공정은 상기한 원자재에 대해 발포 및 성형공정을 통하여 제조하고 있으며, 몰드(mold)를 이용한 성형 이후 기계 세척을 실시하고 액상의 중창 처리제를 도포 및 UV 조사를 한 다음에 다른 재질들과 접착하여 신발을 완성하게 된다.

보다 상세하게 설명하면, 일반용 중창은 성형 이후에 세척과 건조 또는 재질 표면의 러핑(roughing) 처리를 실시하고, 액상의 중창 처리제를 도포 및 건조 이후에 UV 조사를 실시하는 공정을 거친다.

또한, 접착이 어려운 고기능성 중창에 대해서는 몰딩(molding) 성형 이후에 재질 표면의 러핑(roughing) 처리와 톨루엔 수작업 세척 및 건조를 실시하고, MEK(메틸에틸케톤) 등에 디핑(dipping) 처리 및 건조를 실시하며, 용제형 UV 처리제에 디핑(dipping) 및 건조 처리한 후에 UV 조사를 실시하고 다시 용제형 PU 처리제를 처리 및 건조 공정을 거친다.

이어, 이렇게 준비된 중창에 접착제를 도포 및 건조한 후 고무창과 갑피 및 각종 신발 부품들과 접착하여 신발을 제조한다.

즉, 상술한 바와 같이, 종래에는 성형공정을 통해 완성된 중창에 다른 재질들과의 안정된 접착력 확보를 위하여 추가적인 공정을 다수 실시하게 되는데, 일반용 중창의 경우에는 6단계 이상의 처리 공정이 필요하고, 고기능성 중창 재질에 대해서는 10단계 이상의 처리 공정이 필요한 실정에 있다.

이로 인해, 종래 신발을 제조함에 있어서는 많은 공정 처리에 의해 제조시간이 많이 소요되고 제조비용을 절감하는데 어려움이 있었으며, 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 접착용 다기능 처리공정 및 처리제를 이용하는 새로운 방식을 적용함으로써 기존의 중창 처리공정을 간소화하면서도 안정된 접착력을 확보할 수 있도록 하고 제조공정의 단순화를 통해 비용을 절감할 수 있도록 하며 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 신발 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 세척공정을 생략하는 등 제조공정을 절감할 수 있도록 하며, 친환경적으로 공정을 수행하여 신발을 제조할 수 있도록 한 신발 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 신발 제조방법은, (A) 중창용 원자재를 구비하되, 일정량의 UV 에너지를 조사함으로써 접착에 친화적인 물성을 갖도록 다기능 처리하는 단계; (B) 상기 UV 에너지 조사에 의해 다기능 처리된 중창용 원자재를 몰딩 성형하여 일정 형태를 갖는 중창으로 성형하는 단계; (C) 상기 성형된 중창에 안정된 접착력을 부여함과 더불어 중창 재질에 대한 표면 개질 및 적합한 도포성을 확보하는데 사용하기 위한 접착용 다기능 처리제를 제조하는 단계; (D) 상기 몰딩 성형된 중창에 상기 접착용 다기능 처리제를 도포하는 단계; (E) 상기 접착용 다기능 처리제가 도포된 중창에 UV를 조사함으로써 경화 처리하는 단계; (F) 상기 (E)단계를 거친 중창에 신발의 고무창(outsole)과 갑피 및 신발 부품을 접착하여 신발을 완성하는 단계;를 포함하며, 상기 (C)단계에서는 메틸에틸케톤(MEK)에 인산(Phosphoric acid) 및 말릭산(DL-malic acid)을 혼합하되, 산(acid) 성분이 완전히 녹을 때까지 혼합한 후 에틸아세테이트(EA), 메틸사이클로헥산(MCH) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세트산(PGMEA)를 혼합 교반하여 혼합물을 제조하는 제1 과정; 상기 제1 과정의 혼합물에 염소화합중합체, 폴리비닐염화물을 각각 투입하여 혼합한 다음에 다시 2-히드록시에틸 메타크릴산(2-HEMA), 메타크릴산화합물, 부탄디올 디메타크릴산(BDDMA)를 각각 투입하여 혼합하는 제2 과정; 상기 제2 과정의 혼합물에 폴리우레탄을 투입하여 혼합한 후, 광개시제인 벤조페논(benzophenone) 및 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤을 각각 투입하고 혼합하는 제3 과정;을 통해 접착용 다기능 처리제를 제조하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 (C)단계에서는 에틸아세테이트(EA) 100중량부에 대해서 메틸에틸케톤(MEK) 30~40중량부, 메틸사이클로헥산(MCH) 30~40중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세트산(PGMEA) 5~10중량부, 인산 0.2~0.4중량부, 말릭산 0.2~0.4중량부, 염소화합중합체 0.4~0.5중량부, 폴리비닐염화물 0.4~0.5중량부, 2-히드록시에틸 메타크릴산(2-HEMA) 0.5~0.8중량부, 메타크릴산화합물 0.5~0.8중량부, 부탄디올 디메타크릴산(BDDMA) 0.8~1.0중량부, 폴리우레탄(PU) 2~3중량부, 벤조페논 0.05~0.10중량부, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 0.05~0.10중량부를 첨가하여 혼합하는 조성으로 접착용 다기능 처리제를 제조하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 (A)단계에서는 중창용 원자재에 2.0±0.2J/cm ² 의 UV 에너지를 조사하여 다기능 처리하며; 상기 (E)단계에서는 접착용 다기능 처리제가 도포된 중창에 1.5~2.0J/cm ² 의 UV 에너지를 조사하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 (F)단계에서는 고무창(outsole)에 2액형 고무처리제를 접착면에 도포한 후 열건조를 실시하고, 상기 고무처리제가 도포 및 건조된 고무창(outsole)에 다시 접착제를 도포한 후 55~65℃ 온도조건에서 2~3분간 건조 처리하며, 접착용 다기능 처리제가 도포된 중창(midsole)과 접착하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 (D)단계에서는 접착용 다기능 처리제를 중창에 도포한 후, 50±10℃의 온도 조건에서 2~4분간 건조 처리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 기존의 신발 제조방법과는 달리 세척 및 중창에 대한 추가처리제 공정의 생략이 가능하게 되고, 기존에 비해 공정을 절감하면서도 접착력은 향상시킬 수 있으며, 생산성을 향상시키는 유용한 효과를 달성할 수 있다.

본 발명은 접착용 다기능 처리공정 및 처리제를 이용하는 새로운 방식을 적용함으로써 기존의 중창 처리공정을 간소화하면서도 안정된 접착력을 확보할 수 있다.

본 발명은 공정의 절감에 따른 인원 및 제반 설비감소를 추진할 수 있고 비용 절감효과가 있을 뿐만 아니라 세척공정 등의 생략에 따라 친환경적으로 제조공정을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 신발 제조방법을 설명하기 위해 나타낸 개략적 공정도이다.

본 발명에 대해 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같으며, 이와 같은 상세한 설명을 통해서 본 발명의 목적과 구성 및 그에 따른 특징들을 보다 잘 이해할 수 있게 될 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 신발 제조방법은 도 1에 나타낸 바와 같이, 다기능 처리단계(S1)와 성형단계(S2), 접착용 다기능 처리제 제조단계(S3), 접착용 다기능 처리제 도포단계(S4), UV 조사단계(S5), 접착단계(S6)를 포함하는 구성으로 이루어진다.

상기 다기능 처리단계(S1)는 중창용 원자재를 몰딩 성형하기 이전에 실시하는 전처리 단계로서, 중창용 원자재에 에너지를 조사하여 다기능 처리하기 위한 단계이다.

이를 위해, 중창용 원자재를 2.0J/cm ² 이상의 에너지를 발산하는 장비를 통과시키며, 이러한 일정량의 에너지 조사를 통해 접착에 유용한 물성으로 변형시키는 등 다기능 처리할 수 있다.

이때, 중창용 원자재는 일반용 중창 원자재나 고기능성 중창 원자재라 할 수 있는데, 일반용 중창 원자재는 EVA(에틸렌비닐아세테이트) 마스터배치(master batch; 펠릿형 원료) 등을 예로 들 수 있고, 고기능성 중창 원자재는 Tafmer(alpha-olefin copolymer)나 OBC(Olefin Block Copolymers) 등을 예로 들 수 있으며, 이들에 한정됨 없이 다양한 재질이 사용될 수 있다 할 것이다.

여기에서, 상기 에너지는 2.0±0.2J/cm ² 로 부여함이 바람직하다 할 수 있는 것으로서 UV 조사를 수행하며, 때로는 레이저나 초음파 또는 적외선 등의 에너지를 활용할 수도 있다 할 것이다.

여기에서, 상기 중창용 원자재는 상술한 바와 같이 올레핀계 폴리머를 주로 사용하는데, 올레핀계 폴리머는 구조적으로 강한 경성의 조직을 갖는 폴리머로서, 상기와 같이 UV 등 일정량의 에너지를 조사함에 따라 구조적으로 강한 경성의 물성을 깨뜨리는 작용을 하고 이를 통해 연화된 조직으로 처리할 수 있어 안정된 접착성을 갖게 유도할 수 있으며, 특히 접착제와 친화적인 구조를 갖도록 조직을 변형시킬 수 있는 장점을 제공할 수 있다.

여기에서, 에너지 조사량이 너무 낮으면 중창용 원자재에 대해 접착제와 친화적인 구조로 조직을 변형하는데 어려움이 있고, 에너지 조사량이 과다하면 중창용 원자재가 타거나 수축 변형이 발생된다.

상기 성형단계(S2)는 에너지 조사에 의해 다기능 처리된 중창용 원자재를 몰드를 이용하여 몰딩 성형함으로써 일정 형태를 갖는 중창으로 성형하기 위한 단계이다.

상기 접착용 다기능 처리제 제조단계(S3)는 성형된 중창에 안정된 접착력을 부여함과 더불어 중창 재질에 대한 표면 개질 및 적합한 도포성을 확보하기 위하여 접착용 다기능 처리제를 제조하기 위한 단계이다.

이때, 상기 접착용 다기능 처리제는 메틸에틸케톤(MEK; Methyl Ethyl Ketone), 에틸아세테이트(EA; Ethyl Acetate), 메틸사이클로헥산(MCH; Methyl Cyclo Hexane), 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세트산(PGMEA; Propylene Glycol Mnomethyl Ether Acetate)이 혼합된다.

이에, 인산(phosphoric acid) 및 말릭산(DL-malic acid)이 각각 동일하게 첨가되며, 염소화합중합체, 폴리비닐염화물이 각각 동일하게 첨가된다.

여기에서, 상기 염소화합중합체는 시중에 유통되는 바이엘 머티리엘사이언스사 제품인 pergut S 20을 사용할 수 있다.

이에, 2-히드록시에틸 메타크릴산(2-HEMA; 2-Hydroxyethyl Methacrylate), 메타크릴산화합물, 부탄디올 디메타크릴산(BDDMA; Butanediol Dimethacrylate)이 각각 첨가된다.

여기에서, 상기 메타크릴산화합물은 n-라우릴 메타크릴산(n-lauryl methacrylate)과 트리데실 메타크릴산이 혼합된 화합물을 사용함이 바람직하며, 시중에 유통되는 KYOEISHA CHEMICAL사 제품인 Light Ester L-7를 사용할 수 있다.

또한, 폴리우레탄(PU; Poly Urethane), 광개시제인 벤조페논(benzophenone) 및 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤(1-Hydroxycyclohexyl Phenyl Ketone)이 각각 첨가된다.

여기에서, 상기 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤은 시중에 유통되는 시바사 제품인 Igacure 184D를 사용할 수 있다.

보다 상세하게, 상기 접착용 다기능 처리제는 에틸아세테이트(EA) 100중량부에 대해서 메틸에틸케톤(MEK) 30~40중량부, 메틸사이클로헥산(MCH) 30~40중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세트산(PGMEA) 5~10중량부, 인산 0.2~0.4중량부, 말릭산 0.2~0.4중량부, 염소화합중합체 0.4~0.5중량부, 폴리비닐염화물 0.4~0.5중량부, 2-히드록시에틸 메타크릴산(2-HEMA) 0.5~0.8중량부, 메타크릴산화합물 0.5~0.8중량부, 부탄디올 디메타크릴산(BDDMA) 0.8~1.0중량부, 폴리우레탄(PU) 2~3중량부, 벤조페논 0.05~0.10중량부, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤 0.05~0.10중량부를 혼합한 조성으로 구성함이 바람직하다.

더불어, 상기 접착용 다기능 처리제의 혼합 제법을 설명하면 다음과 같다.

메틸에틸케톤(MEK)에 인산(Phosphoric acid) 및 말릭산(DL-malic acid)을 혼합하되, 산(acid) 성분이 완전히 녹을 때까지 혼합한 후 에틸아세테이트(EA), 메틸사이클로헥산(MCH) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세트산(PGMEA)를 혼합 교반하여 혼합물을 제조한다.

이러한 상기 혼합물에 염소화합중합체, 폴리비닐염화물을 각각 투입하여 혼합한 다음에 다시 2-히드록시에틸 메타크릴산(2-HEMA), 메타크릴산화합물, 부탄디올 디메타크릴산(BDDMA)를 각각 투입하여 혼합한다.

그리고, 폴리우레탄을 투입하여 혼합한 후, 마지막으로 광개시제인 벤조페논(benzophenone) 및 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤을 각각 투입하고 완전히 용해될 때까지 혼합하여 완성한다.

상기 접착용 다기능 처리제 도포단계(S4)는 성형된 중창에 상술한 조성으로 제조된 다기능 처리제를 도포하는 단계이다.

이때, 접착용 다기능 처리제를 중창에 도포한 후에는 50±10℃의 온도 조건에서 2~4분간 건조 처리함이 바람직하다.

상기 UV 조사단계(S5)는 접착용 다기능 처리제가 도포된 중창에 UV를 조사함으로써 경화시키는 단계이다.

이때, UV는 1.5~2.0J/cm ² 의 에너지로 조사함이 바람직하다.

상기 접착단계(S6)는 UV 조사까지 완료한 중창에 신발의 고무창(outsole)과 갑피 및 신발 부품을 접착하여 신발을 완성하는 단계이다.

이때, 고무창(outsole)에는 2액형 고무처리제(예: AQUACE PR-505, Henkel사)를 접착면에 도포한다.

여기에서, 상기 2액형 고무처리제는 용매에 파우더상의 용질을 혼합한 것을 사용하며, 용질이 완전 용해된 후 사용함이 바람직하며, 고무처리제를 도포한 후에는 열건조를 실시함이 바람직하다.

또한, 고무처리제가 도포 및 건조된 고무창(outsole)에는 다시 접착제(예: AQUQCE W-01, Henkel사)를 도포하고, 55~65℃ 온도조건에서 2~3분간 건조 처리하며, 이를 다기능 처리제가 도포된 중창(midsole)과 가접착(Attaching)한 후 압착기를 이용하여 접착함으로써 신발을 제조한다.

여기에서, 상술한 제조공정 중 상기 다기능 처리단계(S1)와 성형단계(S2) 및 접착용 다기능 처리제 제조단계(S3)는 그 처리 순서를 바꾸는 등 치환하여 실시할 수도 있다 할 것이다.

한편, 본 발명에 따른 접착용 다기능 처리공정 및 처리제를 사용하는 제조방법과 비교하기 위하여 기존의 신발 제조방법으로 아래와 같은 비교 예를 실시하였다.

(비교 예)

중창용 원자재를 몰드(mold) 내부에 적정한 양을 채운 다음에 발포 및 성형공정을 통하여 중창(midsole)을 완성하였고, 성형된 중창(midsole)에 대해 3가지의 각기 다른 세척용제가 준비된 세척기를 통과시켜 세척공정을 수행한 후 열건조를 수행하였다.

이어, 열건조를 통해 완전히 건조된 중창(midsole)의 접착면에 UV처리제(예: AQUACE PR-607, Henkel사)를 도포한 후 UV를 조사하여 열건조를 수행하였다.

또한, 중창(midsole)에는 접착제(예: AQUQCE W-01, Henkel사)를 도포하고, 45~55℃의 온도조건에서 5분간 건조 처리한 상태에 고무창(outsole)과 가접착한 후 압착기를 이용하여 접착함으로써 신발을 제조하였다.

이어서, 아래와 같은 실험 예를 실시하였다.

(실험 예)

본 발명에 따른 제조방법에 의해 얻어진 시편이 갖는 중창(midsole)과 고무창(outsole)간의 접착력을 테스트하였으며, 비교 예에서 얻어진 시편이 갖는 중창과 고무창간의 접착력을 테스트하였다.

이때, 본 발명과 비교 예는 중창과 고무창을 접착한 후 24시간 경과한 다음에, 인장기(INSTRON 4443)를 이용한 박리(Peeling TEST)를 실시하여 접착성을 측정하였고, 총 2회에 걸친 테스트를 실시하였으며, 그에 따른 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

여기에서, 상기 표 1을 통해 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 접착용 다기능 처리공정 및 처리제로 접착한 시편이 기존의 제조방식을 갖는 시편(비교 예)보다 우수한 접착력을 나타내고 있다.

이상에서와 같이, 본 발명에 대해 구체적인 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 특별히 한정되지 않는다 할 것이며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형 및 수정 또는 치환될 수 있음은 자명하다 할 것이다.

S1: 다기능 처리단계
S2: 성형단계
S3: 접착용 다기능 처리제 제조단계
S4: 접착용 다기능 처리제 도포단계
S5: UV 조사단계
S6: 접착단계