Earticle

초록

영어

As the interest in the sustainability grows, fashion industries are increasingly required to improve material-use efficiency and recycle by-products generated during production. Natural leather is widely used in footwear, bags, and apparel products. However, split leather generated during the splitting process for thickness control is often treated as waste due to its low durability. This study aimed to reinforce split leather for reuse as footwear upper material by applying TPU welding using an accessible low-cost FFF (fused filament fabrication) 3D printer and to evaluate its manufacturability and usability. Six experimental samples were fabricated by depositing TPU layers from 1.0 to 2.0 mm at 0.2 mm intervals on split leather, followed by tensile testing against untreated split leather and natural leather. The results showed that the 3D welding samples with a 1.8 mm TPU layer achieved a mean tensile strength of 1259.63 N, exceeding that of natural leather. Based on this outcome, 1.8 mm was selected as the standard welding thickness, and two footwear designs (low-cut and boot types) were developed. The manufacturing process involved last-based upper pattern development, pattern digitization, 3D modeling of the welding layer and patterns, upper printing, stitching, lasting, bonding, and outsole assembly. Although an adhesion promoter was also required to improve TPU-to-TPU bonding, the welded split leather was compatible with conventional footwear production. Wearability and mobility evaluations conducted with 15 adults yielded overall mean scores of 3.81 (low-cut) and 3.96 (boots), indicating a modest level of positive usability. This study demonstrates the potential of converting split leather by-products into functional footwear upper materials via 3D printing-based TPU welding and provides foundational data for sustainable material development and digitally enabled footwear manufacturing.

한국어

지속 가능성에 관한 관심이 증가함에 따라 패션 산업에서도 생산 과정에서 발생하는 부산물의 재활용과 소재 활용 효율을 높이기 위한 시도가 요구되고 있다. 특히 천연가죽은 신발, 가방, 보호 기능성 패션 제품 등에 널리 활용되는 소재이나, 두께 조절을 위한 피할 가공 과정에서 발생하는 스플릿 레더는 소재의 취약성으로 인해 부산물로 처리되는 경우가 일반적이다. 이에 본 연구는 스플릿 레더의 강성을 보완하여 신발 갑피 소재로 재활용하기 위해 보급형 FFF 방식 3D 프린터를 활용한 TPU 웰딩 가공을 적용한 소재 재활용 방안과, 해당 재활용 소재의 일반적 신발 제작 공정으로의 적용 가능성, 제작된 재활용 소재가 활용된 신발의 실제 사용성을 파악하는 데 목적을 두었다. 이를 위해 스플릿 레더 표면에 TPU를 1.0mm부터 2.0mm까지 0.2mm 간격으로 적층한 6종의 3D 프린팅 웰딩 실험물을 제작하고, 비가공 스플릿 레더 및 천연가죽과의 인장강도 비교 실험을 수행하였다. 실험 결과, 1.8mm 두께의 TPU 웰딩 실험물부터 1259.63N의 강도 평균을 보여 천연가죽보다 높은 인장강도를 나타냈다. 이에 따라 1.8mm를 기준 웰딩층 두께로 설정하고, 단화형과 장화형의 신발 2종을 제작하였다. 신발 제작은 라스트를 활용한 갑피 패턴 도출, 패턴 디지털화, 3D 프린팅 웰딩층 및 웰딩 패턴 모델링, 갑피 출력, 봉제, 라스팅, 본딩, 밑창 결합의 과정으로 수행되었다. 제작 결과, TPU 소재 간 접착을 위한 접착 촉진제 도포 과정이 추가적으로 요구되었으나, 3D 프린팅 웰딩이 적용된 스플릿 레더재활용 소재는 일반적인 신발 제작 공정에 적용 가능함을 확인하였다. 또한 성인 15인을 대상으로 착용성 및 활동성 평가를 수행한 결과, 단화형은 전체 평균 3.81점, 장화형은 전체 평균 3.96점으로 평가되어 전반적으로 실제 착용 및 활동이 가능한 수준의 사용성을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 가죽 가공 부산물인 스플릿 레더가 3D 프린팅 기반 TPU 웰딩 가공을 통해 신발 갑피 소재로 활용될 수 있는 가능성을 제시함으로써, 지속가능한 패션 소재 개발과 디지털 제작 기술을 활용한 신발 제작 연구를 위한 기초 자료 제시에 의의를 둔다.

목차

요약
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 이론적 고찰
1. 패션에서 지속 가능한 소재의 재활용
2. 천연가죽 가공 및 재활용 양상
3. 신발 제조를 위한 웰딩 가공
Ⅲ. 스플릿 레더 재활용 소재를 활용한 신발 제작
1. 스플릿 레더 재활용을 위한 3D 프린팅웰딩 조건 탐색
2. 3D 프린팅 웰딩 가공 재활용 소재를 활용한 신발 제작
3. 3D 프린팅 웰딩 적용 재활용 스플릿 레더소재 활용 신발 사용성 평가
Ⅳ. 결론
References
Abstract

키워드

저자

• 김영환 [ Younghwan Kim | 세명대학교 패션디자인학과 조교수 ]
• 이현승 [ Hyunseung Lee | 인천대학교 패션산업학과 조교수 ] 교신저자

참고문헌

발행기관

간행물

표지보기 관심저널 등록

• 간행물명

  한국패션디자인학회지 [Korean Society of Fashion Design]

• 간기

  계간

• pISSN

  1598-3749

• 수록기간

  2001~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 592 DDC 687