열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름
专利汇可以提供열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且본 발명은 용제형 우레탄 접착제를 제조할 때 사용되는 열가소성 폴리우레탄을 TPU 핫멜트 필름을 제조시에 적정 함량(바람직하게는, 5~80중량%)을 투입하여 티-다이(T-dies) 압출 가공법으로 TPU 핫멜트 필름을 제조함으로써 종래의 TPU 핫멜트 필름의 접착 한계(즉, 접착 가능한 피착제의 종류)를 넘어 다양한 종류의 피착제를 접착시킬 수 있을 뿐만 아니라 피착제의 종류 및 접착가공 공정에 따른 접착 편차가 발생하지 않고 접착 가능 범위를 넓혀 광범위하게 적용할 수 있도록 하는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 제시한다.，下面是열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름专利的具体信息内容。
열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 제조할 때 사용되는 열가소성 폴리우레탄과 용제형 우레탄 접착제를 제조할 때 사용되는 열가소성 폴리우레탄을 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름.
상기 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 제조할 때 사용되는 열가소성 폴리우레탄 20중량%~95중량%와;
상기 용제형 우레탄 접착제를 제조할 때 사용되는 열가소성 폴리우레탄 5중량%~80중량%를 혼합하여 사용하는 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름.
상기 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름은 티-다이 압출 공법으로 제조되는 것을 특징으로 하는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름.
열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름{THERMOPLASTIC POLYURETHANE HOT MELT FILM}
본 발명은 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핫멜트용 TPU와 접착제용 TPU를 적정 함량으로 혼합하여 제조함으로써 피착제의 종류 및 접착가공 공정에 따른 접착 편차가 발생하지 않고 접착 가능 범위를 넓혀 광범위하게 적용할 수 있는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름에 관한 것이다.
최근에는 여러 산업분야에서와 마찬가지로 신발산업 분야에서도 제조 비용 절감을 위한 많은 노력을 기울이고 있다. 그 일환으로서 신발 제조 공정 중에 많은 인력의 투입을 요하는 재봉공정을 줄이거나 없애기 위한 시도들이 있어 왔고, 일부는 실제로 적용되고 있다. 이와 같이 제조 비용의 상당부분을 차지하고 있는 재봉공정을 접착공정으로 대체하여 1인당 생산량을 증대시키고, 공정시간을 단축하여 비용을 절감하고자 하는 것이다.
또한 일반적인 접착공정은 액체 상태의 접착제를 피착제에 도포한 후, 건조를 통해 용제나 수분을 휘발시킨 상태에서 피착제를 서로 접합시키게 된다. 이는 재봉공정보다 공정시간과 작업 인원을 줄일 수 있는 장점이 있지만, 비용 절감을 위한 노력을 여기에서 그치지 않고 더 나아가 액상 접착제를 사용하는 대신에 필름 형태의 핫멜트를 사용하여 열 프레스로 접착공정을 마무리하는 새로운 개념의 생산 기술이 접목되기 시작하였다.
이러한 핫멜트 필름은 신발 산업용에 친환경적인 특징 및 사용 편의 등의 목적으로 사용되고 있는데, 그 중에서도 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름(이하 "TPU 핫멜트 필름"이라 함)이 주로 사용한다. 상기 TPU 핫멜트 필름의 경우 적용하고자 하는 공정 및 피착제의 종류에 맞추어 다양하게 개발되어 있으나 각각의 공정 조건 및 용도에 따라 서로 다른 핫멜트 필름을 적용해야 하는 불편함이 있으며, 또한 TPU 핫멜트 필름을 적용할 수 없는 분야에서는 어쩔 수 없이 친환경적인 특징을 무시하고 용제형 우레탄 접착제를 사용해야만 한다.
즉, 종래의 TPU 핫멜트 필름은 필름 압출 작업성이 양호하여 생산성이 좋고 용제를 사용하지 않아 친환경적인 장점은 있으나, 가공온도가 낮은 온도에서는 제품 설계 및 생산이 어렵고, 초기 접착력이 떨어져 공정별 피착제별 접착 편차가 심하여 각각의 용도에 맞는 제품 설계가 필요한 단점이 있다.
또한, 종래의 용제형 우레탄 접착제는 소량 생산이 가능하고 필름 가공시 얇은 두께 가공이 가능할 뿐만 아니라 초기 접착력이 좋은 장점이 있으나, 두꺼운 두께 가공이 어렵고 물성이 낮아 접착 후 접착강도가 낮을 뿐만 아니라 온도가 높은 후공정 통과시 재 박리 현상이 발생하고 특히 용제 사용으로 인해 환경오염을 유발시키는 단점이 있다.
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 통상적인 TPU 핫멜트 필름으로 접착이 불가능한 피착제를 접착시킬 수 있는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 TPU 핫멜트 필름으로 피착제를 접착시킬 때 접착 편차가 발생하지 않고 다양한 접착 공정을 수행할 수 있는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 제조할 때 사용되는 열가소성 폴리우레탄 20중량%~95중량%와 상기 용제형 우레탄 접착제를 제조할 때 사용되는 열가소성 폴리우레탄 5중량%~80중량%를 혼합하여 티-다이 압출공법으로 제조하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 TPU 핫멜트 필름을 제조할 때 용제형 우레탄 접착제용 TPU를 적정 함량 배합하여 제조함으로써 통상적인 TPU 핫멜트 필름으로는 접착이 불가능하였던 피착제(예를 들어, 에폭시 피착제와 스웨이드 원단의 접착, 폴리카보네이트 피착제와 건식 PU 원단의 접착, 폴리카보네이트 피착제와 스웨이드 원단의 접착, 아크릴 피착제와 건식 PU 원단의 접착, 아크릴 피착제와 스웨이드 원단의 접착)를 접착시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 통상적인 TPU 핫멜트 필름의 한계를 넘어 다양한 접착 공정을 수행할 수 있을 뿐만 아니라 접착 공정에 따른 접착 편차가 발생하지 않고 접착 가능 범위를 넓혀 광범위하게 적용할 수 있는 이점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 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 들은 본 발명의 구성에서 설명으로 대체한다.
본 발명에서는 용제형 우레탄 접착제를 제조할 때 사용되는 열가소성 폴리우레탄을 TPU 핫멜트 필름을 제조시에 적정 함량(바람직하게는, 5~80중량%)을 투입하여 티-다이(T-dies) 압출 가공법으로 TPU 핫멜트 필름을 제조함으로써 종래의 TPU 핫멜트 필름의 접착 한계(즉, 접착 가능한 피착제의 종류)를 넘어 다양한 종류의 피착제를 접착시킬 수 있을 뿐만 아니라 피착제의 종류 및 접착가공 공정에 따른 접착 편차가 발생하지 않고 접착 가능 범위를 넓혀 광범위하게 적용할 수 있도록 하는 열가소성 폴리우레탄 핫멜트 필름을 구현하고자 한다.
위와 같이 본 발명의 TPU 핫멜트 필름을 제조할 때 사용되는 TPU는, 1) 통상적인 TPU 핫멜트 필름을 제조할 때 사용되는 TPU를 사용하며, 구체적으로는 티-다이 압출 및 Inflation 가공하여 시트 또는 필름 용도로 개발되어진 TPU(이하 "핫멜트용 TPU"라 함)를 사용하며, 2) 용제형 우레탄 접착제를 제조할 때 사용되는 TPU를 사용하는데, 구체적으로는 MEK, DMF 등 용제에 녹일 수 있도록 가공되어진 펠렛 또는 플레이크 상의 TPU(이하 "접착제용 TPU"라 함)를 각각 사용한다.
이와 같은 조성물로 이루어진 본 발명의 TPU 핫멜트 필름은 용제를 사용하지 않기 때문에 친환경적인 것은 물론 초기 접착 및 접착 후 접착강도가 우수할 뿐만 아니라 티-다이 압출 가공법으로 제조할 수 있기 때문에 생산성이 양호한 특징이 있다.
한편, 아래의 표 1에서는 본 발명에 따른 TPU 핫멜트 필름과, 바람직하게는 핫멜트용 TPU와 접착제용 TPU를 혼합하여 제조된 TPU 핫멜트 필름과 종래기술에 따른 TPU 핫멜트 필름의 각 배합비에 따른 물성 및 열적 특성을 구체적으로 제시하고 있다.
| 측정 방법 | 종래의 TPU 핫멜트 필름 | 본 발명의 TPU 핫멜트 필름1 | 본 발명의 TPU 핫멜트 필름2 | 본 발명의 TPU 핫멜트 필름3 | 비고 | ||
| 규격 | 단위 | ||||||
| HT-85A | 핫멜트용 TPU | 100중량% | 95중량% | 50중량% | 20중량% | ||
| HT-65A | 접착제용 TPU | 5중량% | 50중량% | 80중량% | |||
| 두께 | mm | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | ||
| 경도 | ASTM D 2240 | Shore A | 78±2 | 78±2 | 80±2 | 82±2 | |
| 인장강도 | ASTM D 412 | Kg/㎠ | Min 300 | Min 300 | Min 200 | Min 100 | |
| 신율 | ASTM D 412 | % | Min 500 | Min 500 | Min 600 | Min 700 | |
| MI(177℃, 2.16kgf) | ASTM D 1238 | g/10min | 10 ~ 20 | 10 ~ 20 | 15 ~ 25 | 20 ~ 30 | |
| Tg(유리전이온도) | ASTM D 3418 | ℃ | -15 ~ -25 | -20 ~ -30 | -30 ~ -40 | -35 ~ -45 | DSC 측정 |
| Tm(녹는점) | ASTM D 3418 | ℃ | 114 ~ 122 | 110 ~ 118 | 측정안됨 | 측정안됨 | DSC 측정 |
| Tfb(유동점) | ASTM D 3835 | ℃ | 110 ~ 115 | 107 ~ 112 | 95 ~102 | 70 ~ 80 | 레오메타 측정 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 본 발명의 TPU 핫멜트 필름을 제조할 때 접착제용 TPU의 투입 함량은 최소 5중량%에서 최대 80중량%까지 투입 가능한 것으로 확인되었다.
이때, 상기 접착제용 TPU의 함량이 5중량% 미만일 때는 접착제용 TPU의 함량이 너무 적어 압출 가공성은 양호하나 종래의 TPU 핫멜트 필름과 피착제별 접착 강도를 비교시 접착 강도에 있어 차이가 거의 없는 것으로 확인되었고, 상기 접착제용 TPU의 함량이 80중량% 이상일 때는 접착제용 TPU의 함량이 너무 많아 압출 가공시 투입 및 필름 제조 작업 조건이 불안정하여 정상적으로 압출 생산을 진행할 수 없었다.
또한, 상기 접착제용 TPU의 투입량이 증가함에 따라 TPU 핫멜트 필름의 경도가 높아지고 물성이 떨어지며, Tg(유리전이온도)가 낮아져 내한성이 높아지거나 유동점이 낮아져 가공온도가 낮아지는 현상을 확인할 수 있었다. 한편 DSC 상에 Tm은 접착제용 TPU의 함량이 높아질수록 측정이 어려웠다.
하기의 표 2에서는 종래기술과 본 발명에 따른 TPU 핫멜트 필름의 피착제별 공정별 접착 테스트 결과를 구체적으로 제시하고 있다.
| 피착제 (Plate) | 원단 종류 | 접착 Test 조건 | 종래의 TPU 핫멜트 필름 | 본 발명의 TPU 핫멜트 필름1 | 본 발명의 TPU 핫멜트 필름2 | 본 발명의 TPU 핫멜트 필름2 | |
| 온도 | 압력 | ||||||
에폭시 | 건식PU | 110℃ | 30kgf | 11.5 | 11.8 | 13.8 | 13.2 |
| 스웨이드 | 90℃ | 30kgf | 10.5 | 12.3 | 14.9 | 13.3 | |
| 건식PU | 130℃ | 30kgf | 13.3 | 14.5 | 15.6 | 10.8 | |
| 스웨이드 | 110℃ | 30kgf | 14.3 | 14.9 | 15.8 | 9.8 | |
PC | 건식PU | 110℃ | 30kgf | 7.6 | 10.6 | 13.9 | 12.9 |
| 스웨이드 | 90℃ | 30kgf | 10.6 | 12.5 | 14.8 | 12.4 | |
| 건식PU | 130℃ | 30kgf | 6.5 | 13.7 | 15.7 | 8.9 | |
| 스웨이드 | 110℃ | 30kgf | 11.5 | 13.6 | 14.6 | 8.4 | |
아크릴 | 건식PU | 110℃ | 30kgf | 3.8 | 10.9 | 13.8 | 12.5 |
| 스웨이드 | 90℃ | 30kgf | 8.7 | 11.8 | 14.2 | 12.9 | |
| 건식PU | 130℃ | 30kgf | 4.4 | 11.3 | 13.5 | 9.6 | |
| 스웨이드 | 110℃ | 30kgf | 9.2 | 11.9 | 13.9 | 9.4 | |
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 종래의 TPU 핫멜트 필름의 경우 피착제가 에폭시 판에서는 원단종류에 관계없이 접착이 양호하나 피착제가 폴리카보네이트(PC) 판이나 아크릴 판의 경우 접착력이 현저하게 떨어지는 것을 알 수 있다. 하지만, 본 발명과 같이 접착제용 TPU의 투입량에 따라 피착제의 종류에 상관없이 접착력이 양호하였고, 상기 접착제용 TPU를 50중량% 사용한 본 발명의 TPU 핫멜트 필름2의 경우에 가장 양호함을 알 수 있다. 한편 본 발명의 TPU 핫멜트 필름의 경우와 같이 접착제용 TPU의 함량이 너무 많을 경우에는 온도에 따른 접착 편차가 크게 발생하는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 상기와 같은 피착제별 접착 테스트 결과를 볼 때 접착제용 TPU를 핫멜트용 TPU에 적절히 혼합(바람직하게는, 5중량%~80중량%)함으로써 피착제별, 공정별 접착력을 증가시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
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