신발 안창 제조방법 및 그 장치{Manufacturing method of insole for shoes and apparatus thereof}
본 발명은 신발 안창의 제조방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온으로 압출되는 안창시트와 직물지를 컨베이어 장치에 설치된 연속된 금형에 의해 압축 성형하고, 잔여의 안창시트와 직물지를 별도로 수거함으로써 신발 안창의 대량 생산은 물론이고, 잔여물의 분리 수거에 따른 재활용이 가능하도록 하여 재료의 낭비를 줄이고 환경오염을 방지할 수 있도록 된 신발 안창의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 신발 부품에 있어서 안창은 신발 착용시 사람의 발바닥과 직접 접촉되어 신발의 보행 안정성, 쿠션에 의한 충격 완화 등의 착용감을 좋게 하기 위한 필수 구성 요소이고, 안창의 품질 정도가 신발의 착용감을 결정하게 되므로 좋은 안창의 사용유무가 신발 전체의 품질을 결정한다고 할 수 있다. 일반적인 안창은 안창시트와 이 안창시트의 윗면에 부착되는 직물지로 구성되어 있으며, 그 통상적인 제작 과정은, 에티렌 초산비닐공중합체 폼(EVA Foam), 폴리에틸렌 폼(PE Foam), 라텍스 폼(Latex Foam)과 같은 안창소재의 발포 폼을 제조한 다음, 상기 안창소재의 발포 폼을 실제 안창의 두께와 동일하게 절단하여 얇은 시트 형태로 형성한 후, 실제 안창 크기의 규격대로 재단하여 안창시트를 형성하고, 상기 안창시트 상측 전면에 접착제를 도포한 다음, 30~50℃의 건조로에서 20~30분 동안 건조하여 접착제에 존재하는 수분을 제거한다. 이와 동시에 인체의 발바닥과 접촉감을 향상시키기 위해 부착되는 직물지 원단을 상기 안창시트와 동일한 크기로 재단한 직물지를 구비하여 접착제가 도포된 상기의 안창시트에 합포한 다음, 24시간 정도 숙성시킨 후, 130~150℃의 프레스로서 압축 성형하여 특정한 형상으로 성형하고, 불필요한 부분을 절단하여 제거함으로써 신발 안창의 제조를 완성하게 된다. 상기와 같은 과정을 통해 제조되는 신발 안창은 안창시트의 일측면에 직물지를 부착하기 위하여 접착제를 도포하게 되는데, 이러한 접착제 도포공정은 거의 수작업에 의존함으로써 많은 인력과 시간이 소요되고 이로 인한 원가 상승의 요인이 되어 왔다. 특히, 신발 안창과 직물지의 접착시에 사용되는 접착제는 일반적으로 네오프렌 용해 접착제, 용액중합 접착제, 위화중합 접착제가 주종을 이루고 있으며 이들은 많은 문제점을 안고 있다. 즉, 네오프렌 용해 접착제는 네오프랜(Neoprene), 에틸렌 비닐 아세테이트, 가교제, 촉진제, 충진제, 접착성 부여제를 포함하는 조성물로 이루어지고, 상기 용액중합 접착제의 경우에는 톨루엔, 메탄올, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타 아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아크릴산, 아크릴 아마이드를 포함하는 조성물로 이루어지며, 상기 유화중합 접착제의 경우에는 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타 아크릴레이트, 비닐 아세테이트, 아크릴산, 아크릴 아마이드, 암모니움 퍼설페이트, 유기용제, 첨가제, 물을 포함하는 조성물로 이루어진다. 상기 네오프렌 용해 접착제와 용액중합 접착제는 증발성과 휘발성이 강한 유독성의 유화제(유기용제)인 톨루엔과 메탄올 또는 초산에틸 등이 상당 비중을 차지하게 되어 중합 반응시에 과열로 인한 폭발 위험성을 내재하고 있으며, 함유되어 있는 유화제의 독성으로 인해서 환경 오염의 유발은 물론 작업자의 인체에 유해한 작용을 일으킬 수 있는 문제점이 있는 것이다. 상기 유화중합 접착제는 용매로서 물을 사용하고 유화제와 단당체 그리고 촉매를 반응시키는 수계 접착제이며, 이러한 수계 접착제는 다량의 수분이 포함되어 있는 관계로 접착 후, 수분을 건조시키는 별도의 기계설비가 있어야 할 뿐만 아니라, 접착물의 종류에 따라 현저한 접착력 차이가 발생되어 수성만을 사용하는데 한계점이 있으며, 이 역시 인체에 해로운 유화제, 소포제 등을 소량 포함하고 있는 문제점이 있다. 상기 용액중합 접착제의 경우 유성의 유기용매(유화제)의 증발에 따라 균일한 용액에서 연속한 피막이 형성되는 반면에, 유화중합 접착제는 수성용매(물)의 건조에 의해서 피막이 형성되는 현상이 발생되고, 이러한 현상은 피막의 형성방법과 형성과정에 의해 다소 차이가 나지만 용액중합과 비교할 경우 내습, 내수성이 떨어진다는 것이 유화중합의 큰 단점으로 지적되고 있으며, 이러한 피막 형성을 제거하기 위해 제조시에 계면활성제나 소포제, 점도 조성제라고 하는 접착 성능에 도움이 되지 않는 저분자량 성분을 첨가시키게 된다. 따라서 신발 제품을 제조하는 생산 공장에서는 신발 갑피의 원단 종류에 따라 접착력이 현저하게 차이가 발생됨으로써 유화중합으로 제조된 수성 접착제를 사용하는데 한계가 있어 용액중화 및 유화중합 접착제를 동시에 사용하고 있다. 이럴 경우 용액중합 및 유화중합 접착제를 동시에 사용할 수 있는 기계 설비를 구비하여야 하므로 본래의 환경문제 개선의 목적을 이루지 못하고 있는 실정이며, 특히 유화중합시 반응 후 숙성과 포장단계를 거치면서 다음 반응의 준비 단계를 만들기 위해서는 반응조의 내벽에 붙어 있는 반응물을 세척해야 하고, 이 과정에서 다량의 폐수가 발생함으로써 환경을 오염시키는 결과를 초래할 뿐만 아니라, 유화제와 첨가제의 영향으로 인해 접착력의 저하를 초래하여 원하는 물성을 얻을 수 없는 문제점이 있는 것이다. 이러한 접착제의 사용은 접착제의 도포공정과 건조공정 및 압축 성형공정에서 접착제를 구성하는 휘발성의 조성물이 증발되며, 이 과정에서 용재와 유화제 및 첨가제 등의 독성으로 인해서 작업 환경을 오염시킴은 물론, 작업자에게 치명적인 피해를 끼칠 수 있는 문제점이 있는 것이다. 이와 같은 접착제의 사용과 같은 문제점과 더불어, 상기한 종래 제조방법에 따르면, 안창시트의 제조와 절단, 직물지의 준비과정 및 안창시트와 직물지의 접착과 숙성 및 압착 성형 등의 공정은 매우 복잡하고 많은 시간을 요구하고 있어서 전체적으로 원가를 상승시키는 요인이 되어 왔다. 이러한 제반 문제점에 더하여, 종래의 신발 안창 제조방법에 있어서는 재료의 낭비가 매우 심하여 이로 인한 비용의 상승과 폐기물의 처리로 인한 환경 오염의 문제까지 있었던 것이다. 즉, 안창시트와 직물지는 적당한 크기로 재단되어 정확한 안창의 성형에 의해 안창이 제조되면, 안창의 주변을 형성하던 잔여물이 남게 된다. 이 잔여물은 위에서 언급한 안창시트의 열가소성 수지와 직물지 원단의 강력한 접착으로 인하여 분리수거가 이루어지지 못하여 재 활용되지 못하고 전량 폐기하고 있는 실정이며, 그 규모가 매우 많아서 상당한 재료의 손실이 따르는 문제가 있었다. 결국, 이러한 재료의 손실은 경제적인 손실로 이어지고 이러한 폐기물의 처리로 인한 환경 피해의 문제까지 지적되고 있는 실정이다.
본 발명은 압출성형기에 의해 압출되는 고온의 안창시트를 그대로 금형으로 공급하면서 동시에 직물지 원단을 안창시트와 함께 합지되도록 공급하면서 금형에 의해 압착 성형이 이루어지도록 함으로써 별도의 접착제를 사용하지 않고도 안창시트와 직물지 원단의 접착이 이루어지도록 하여 접착제의 사용으로 인한 인체의 해로움을 해소하고 원가를 절감할 수 있도록 된 신발 안창의 제조방법 및 장치의 제공을 기술적 과제로 한다. 본 발명은 컨베이어 장치를 이용하여 공급되는 안창시트와 직물지를 연속 반복적으로 압착 성형함으로써 연속적인 성형 작업이 이루어질 수 있어서 각 공정의 연속성이 가능하게 되어 대량 생산에 의한 비용의 절감을 이룰 수 있도록 된 신발 안창의 제조방법 및 장치의 제공을 또 다른 기술적 과제로 한다. 본 발명은 안창의 성형이 완료된 후 잔여물의 안창시트와 직물지 원단을 각각 분리된 상태로 회수할 수 있도록 함으로써 각 재료의 재 활용이 가능하도록 하여 그에 따른 비용의 절감과 환경 오염을 방지할 수 있도록 된 신발 안창의 제조방법 및 장치의 제공을 또 다른 기술적 과제로 한다.
본 발명은 상기의 과제를 해결하기 위하여, 안창시트와 직물지를 결합하여 압착 절단하여 제조되는 신발 안창의 제조방법에 있어서, 상기 안창시트는 압출성형기에 의해 고온의 압출 상태로 공급하는 단계와; 상기 안창시트의 일면으로 상기 직물지를 롤 공급하여 안창시트와 직물지가 밀착된 상태로 이송 공급시키는 단계와; 마주하는 한 벌의 금형에 의해 상기 안창시트와 직물지를 신발 안창의 형상으로 압착 절단하여 성형하는 단계와; 성형된 신발 안창과 신발 안창이 분리된 잔여의 안창시트 및 직물지를 각각 수거하는 단계;로 이루어지는 방법상의 특징이 있다. 또한 본 발명은 장치로서, 상측 컨베이어와 하측 컨베이어가 상·하 마주하여 밀착 연동되는 컨베이어 장치와; 상기 컨베이어 장치의 상·하 컨베이어에서 상·하 한 벌의 금형이 서로 마주 대응되도록 설치되어 있는 성형수단; 상기 컨베이어 장치의 입구 측에서 안창시트를 압출 공급하는 압출성형기; 상기 컨베이어 장치의 입구 측에서 안창시트의 상측으로 직물지를 공급하는 직물지 공급롤러; 상기 컨베이어 장치의 출구 측에 설치되어 상기 금형으로부터 인출되는 신발 안창을 수거하는 수거함; 상기 컨베이어 장치의 출구 측에 설치되어 인출되는 잔여의 안창시트를 회수하는 안창시트 회수롤러; 상기 컨베이어 장치의 출구 측에 설치되어 인출되는 잔여의 직물지를 회수하는 직물지 회수롤러; 및 상기 컨베이어 장치를 구동시키는 구동모터;를 포함하여 이루어지는 특징이 있다. 따라서, 고열로 압출되는 안창시트에 직물지를 합지하여 그대로 이송시키면서 컨베이어상에서 금형에 의해 압착 성형이 이루어지도록 하고, 안창시트와 직물지를 롤러에 의해 분리된 상태로 회수하도록 함으로써 연속적인 신발 안창의 제조가 가능하면서 별도의 접착제를 사용하지 않고, 안창시트와 직물지를 분리하여 수거토록 함으로써 재활용이 가능토록 할 수 있는 것이다. 상기 컨베이어 장치는 체인이나 무한궤도를 적용할 수 있으며, 컨베이어에 설치되는 성형수단에는 냉각수를 공급하는 공급라인이 설치될 수 있고, 컨베이어 장치의 출구 측에는 성형된 안창을 분리시키기 위한 펀치가 더 설치될 수 있다.
본 발명은 압출성형기에 의해 압출되는 고온의 안창시트를 그대로 금형으로 공급하면서 동시에 직물지 원단을 안창시트와 함께 합지되도록 공급하면서 금형에 의해 압착 성형이 이루어지도록 함으로써 별도의 접착제를 사용하지 않고도 안창시트와 직물지 원단의 접착이 이루어지도록 하여 접착제의 사용으로 인한 인체의 해로움을 해소하고 원가를 절감할 수 있는 효과를 제공한다. 본 발명은 컨베이어 장치를 이용하여 공급되는 안창시트와 직물지를 연속 반복적으로 압착 성형함으로써 연속적인 성형 작업이 이루어질 수 있어서 각 공정의 연속성이 가능하게 되어 대량 생산에 의한 비용의 절감을 이룰 수 있는 효과를 제공한다. 본 발명은 안창의 성형이 완료된 후 잔여물의 안창시트와 직물지 원단을 각각 분리된 상태로 회수할 수 있도록 함으로써 각 재료의 재 활용이 가능하도록 하여 그에 따른 비용의 절감과 환경 오염을 방지할 수 있는 효과를 아울러 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 제조장치를 개략적으로 나타낸 공정도.
도 2는 본 발명에 따른 컨베이어 장치의 입구측 일부를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 컨베이어 장치의 출구측 일부를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 컨베이어 장치의 출구측 일부를 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 컨베이어 장치의 일실시예를 나타낸 부분 사시도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 공정도.
도 7은 상기 도 6에서 적용되는 이형지의 일례를 나타낸 사시도.
본 발명의 구체적인 내용을 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 제조방법은, 안창시트와 직물지를 결합하여 압착 절단하여 제조되는 신발 안창의 제조방법에 있어서, 상기 안창시트는 압출성형기에 의해 고온의 압출 상태로 공급하는 단계와; 상기 안창시트의 일면으로 상기 직물지를 롤 공급하여 안창시트와 직물지가 밀착된 상태로 이송 공급시키는 단계와; 마주하는 한 벌의 금형에 의해 상기 안창시트와 직물지를 신발 안창의 형상으로 압착 절단하여 성형하는 단계와; 성형된 신발 안창과 신발 안창이 분리된 잔여의 안창시트 및 직물지를 각각 수거하는 단계; 로 이루어져 있다. 이에 따라, 압출되는 안창시트의 열기에 의해 별도의 접착제 없이도 직물지와의 압착이 이루어질 수 있으며, 상·하 결합되는 금형에 의해 신발 안창이 압축 성형되며, 신발 안창을 형성하는 부분만이 압축 성형되므로 그 외의 잔여분을 형성하는 안창시트와 직물지는 다시 분리된 상태로 수거하도록 된 것이다. 상기 금형은 마주하는 컨베이어 장치에 다수 개가 설치되어 이 컨베이어 장치에 의해 연속 반복적으로 맞물리면서 상기 안창시트와 직물지를 압착 성형되도록 할 수 있다. 이와 같이 연속 반복적인 금형의 맞물림에 의해 안창이 성형되도록 하게 되면, 금형이 함께 이송되면서 연속적인 압착 성형이 이루어지게 되므로 보다 효과적인 대량생산이 가능하게 된다. 그리고, 고온으로 압출되는 안창시트를 압축 성형함과 동시에 냉각시켜주기 위하여, 상기 금형에는 수냉호스가 연결되어 지속적으로 수냉각이 이루어지도록 되어 있다. 이와 같은 본 발명의 장치를 첨부된 일실시예로서의 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 제조장치를 개략적으로 나타낸 공정도이고, 도 2는 본 발명에 따른 컨베이어 장치의 입구측 일부를 나타낸 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 컨베이어 장치의 출구측 일부를 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 컨베이어 장치의 출구측 일부를 나타낸 사시도이다. 상기 도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 장치는 기본적으로 구동모터(2)에 의해 구동되는 컨베이어 장치(1)를 포함하고 있으며, 이 컨베이어 장치(1)에 안창의 성형수단(3)으로서의 금형(4)이 장착되어 있다. 컨베이어 장치(1)는 상·하 마주 접하는 한 쌍의 컨베이어(1a,1b)로 이루어져 있으며, 도면에서와 같이 체인 구동방식으로 이루어져 있고, 이 상·하 컨베이어(1a,1b)에 연속적으로 금형(4)이 장착되어 있다. 금형(4)은 상·하 마주 대응되는 상측 금형(4a)과 하측 금형(4b)의 조합으로 이루어지는 한 벌의 금형으로 구성되어 있으며, 상측 금형(4a)은 상측 컨베이어(1a)에 장착되고, 하측 금형(4b)은 하측 컨베이어(1b)에 설치되어 컨베이어의 이송에 따라 상측 금형(4a)과 하측 금형(4b)이 서로 마주 결합되면서 함께 이송되도록 되어 있다. 이러한 컨베이어 장치(1)는 체인으로 이루어져서 구동모터(2)에 의해 순환 이송되도록 되어 있는데, 체인 대신 도 5에서와 같은 무한궤도 형식의 컨베이어로 이루어질 수도 있다. 즉, 바퀴(21)에 의해 이동되는 궤도(22)상에 금형(4)을 장착하여 구성함으로써 체인 방식과 같은 작용을 할 수 있는 것이다. 상기 상·하측 금형(4a,4b)에는 냉각을 위한 수냉호스(7)가 각각 연결되어 있어서 고열로 공급되는 안창시트의 성형과 동시에 냉각이 이루어지도록 되어 있다. 컨베이어 장치(1)의 입구 측에는 안창시트(11)와 직물지(12)를 공급하도록 되어 있는데, 이를 위해 안창시트(11)를 공급하기 위한 압출성형기(13)와 직물지 공급롤러(14)가 설치되어 있다. 안창시트(11)는 그 재료를 용융의 고온 상태에서 압출에 의해 안창시트(11)를 형성하게 되며, 이를 위해 압출성형기(13)가 사용되고, 이러한 압출성형기(13)가 컨베이어 장치(1)의 입구 측에 설치되어 압출성형기(13)로부터 압출되는 안창시트(11)가 직접 컨베이어 장치(1)로 인입되도록 되어 있다. 상기 직물지 공급롤러(14)는 압출성형기(13)와 컨베이어 장치(1)의 사이에 설치되어 직물지(12)를 압출 공급되는 안창시트(11)의 윗면으로 겹쳐지도록 공급하게 된다. 컨베이어 장치(1)의 출구 측에는 성형된 신발 안창(I)을 안창시트(11)로부터 용이하게 분리시킬 수 있도록 펀치(15)가 설치되어 있으며, 하측 일단에는 낙하하는 신발 안창(I)을 수거하는 수거함(16)이 설치되어 있고, 그 외측으로는 안창시트(11)와 직물지(12)의 잔여분을 분리하여 회수하는 안창시트 회수롤러(17)와 직물지 회수롤러(18)가 각각 설치되어 있다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 장치의 작용을 이하에서 설명하기로 한다. 컨베이어 장치(1)의 입구 측에는 고온으로 압출되는 안창시트(11)가 공급되고, 안창시트(11)의 윗면으로는 직물지(12)가 겹쳐지도록 함께 공급된다. 직물지(12)를 포함하는 안창시트(11)는 컨베이어 장치(1) 내에서 상·하 마주하는 한 벌의 금형(4)에 의해서 압착 성형되는데, 이 때의 성형은 안창시트(11)의 자체 열기에 의해 이루어지며 이로써 안창시트(11)와 직물지(12)가 신발 안창(I)의 형상대로 접착 성형되면서 절단까지 이루어진다. 컨베이어 장치(1)에는 다수의 금형들이 연속적으로 설치되어 있어서 컨베이어의 이송과 함께 연속적인 신발 안창의 성형이 이루어지게 되고, 컨베이어 장치(1)의 출구 측에서는 상측 금형(4a)과 하측 금형(4b)이 서로 분리되어 다시 순환하는 작용을 반복하게 된다. 상측 금형(4a)과 하측 금형(4b)이 분리됨과 동시에 성형된 신발 안창(I)이 낙하되어 수거함(16)으로 수거되며, 안창시트로부터 분리되지 못한 신발 안창(I)은 펀치(15)에 의해 안창시트로부터 분리되어 수거된다. 신발 안창(I)이 분리된 잔여의 안창시트(11)와 직물지(12)는 다시 분리되어 안창시트 회수롤러(17) 및 직물지 회수롤러(18)에 의해 각각 롤 형태로 수거된다. 이에 따라, 신발 안창이 성형 제조됨에 있어서 별도의 접착제가 사용되지 않고도 안창 시트와 직물지의 압착 성형이 이루어질 수 있고, 성형 후 잔여의 안창시트와 직물지는 분리된 상태로 회수되어 재 활용이 이루어지게 된다. 한편, 도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 도 6은 그 공정도이고, 도 7은 이 실시예에서 적용되는 이형지의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 6의 실시예를 참조하면, 압출 성형기(13)로부터 고열로 압출 공급되는 안창시트(11)와 상기 안창시트(11)의 상측으로 공급되는 직물지(12)의 사이에 이형지 공급롤러(31)가 더 설치되어 안창시트(11)와 직물지(12) 사이에 이형지(32)를 공급토록 되어 있다. 이형지(32)에는 신발 안창과 같은 모양의 구멍(33)이 형성되어 있는데, 이 구멍(33)은 안창시트(11)와 직물지(12)의 결합된 상태에서 금형에 의해 성형 절단되는 안창 부분과 일치되도록 되어 있다. 따라서 금형에 의해 안창이 압착 성형이 이루어질 때, 그 성형은 상기 이형지(32)의 구멍(33) 내에서 이루어지도록 되는 것이며, 이렇게 금형에 의해 압착 성형시에 이 압착력에 의해 안창시트(11)와 직물지(12)의 성형 주변부분이 압착되는 것을 상기 이형지(32)가 방지토록 할 수 있게 된다. 컨베이어 장치(1)의 출구 측에서는 안창시트(11)와 직물지(12)의 잔여분이 회수되도록 되어 있는 바, 상기 이형지(32)의 회수를 위한 이형지 회수롤러(34)도 더 설치되어 있다. 이에 따라, 안창시트(11)와 직물지(12)는 보다 안정적으로 분리 회수될 수 있게 되는 것이다. 이상에서 설명하고 도시한 바와 같은 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 취지는 아니며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 필요에 따라 다양한 형태로 변경 실시될 수 있을 것이다. 예를 들면, 컨베이어 장치를 형성하는 기계 요소와 이 컨베이어 장치에 장착되는 금형은 제조하고자 하는 신발 안창의 형태에 맞추어 적절한 변경이 이루어질 수 있을 것이고, 본 발명의 공정 상에서 필요에 의한 추가적인 장치가 있을 수 있을 것이다.
1 : 컨베이어 장치 2 : 구동모터
3 : 성형수단 4 : 금형
4a : 상측 금형 4b : 하측 금형
11 : 안창시트 12 : 직물지
13 : 압출성형기 14 : 직물지 공급롤러
15 : 펀치 16 : 수거함
17 : 안창시트 회수롤러 18 : 직물지 회수롤러 |
