KR0183182B1 - 농축형 의류용 유연제조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아래의 일반식에 보이는 4급 암모늄 양이온 계면활성제 중 2종 이상의 유연성분을 함유하고, 단일장쇄의 4급 암모늄염과 유기다가산을 필수적으로 함유하는 농축형 의류용 유연제로서 각종 섬유에 대하여 우수한 유연성, 대전방지성과 흡수성을 부여하는 것이 가능하며, 분산용해성이 특히 우수한 농축형 섬유유연제조성물이다.

또한 시간이 지나도 조성물의 점도의 증가가 거의 없으며, pH 안정성이 양호하고, 특히 분산 용해성이 우수하게 유지되는 농축형의 의류용 섬유유연제조성물 및 제조방법에 대한 것이다.

고농축으로 수송경비, 포장경비 및 저장공간의 축소가 가능하며, 또한 특수한 분산제를 사용하여 보통의 교반 조건을 가지는 믹서로서 제조가 가능하여 강력한 교반성능을 가지는 믹서가 필요하지 않아 설비 측면에서도 상당한 비용절감을 할수 있는 에너지 절양형의 농축형 액체 의류용 유연제조성물이다.

Description

농축형 의류용 유연제조성물

본 발명은 의류용 유연제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 검유에 대하여 우수한 유연성 및 흡수성을 갖게하며, 특히 분산용해성이 우수하고 시간이 경과하더라도 조성물의 점도가 거의 증가하지 않으며, pH 안정성이 양호한 농축형 의류용 유연제조성물에 관한 것이다.

의류는 착용과 세탁을 반복하는 동안 섬유처리제가 떨어져 나가기도 하며, 섬유자체의 열화에 의한 경화로 보풀등이 생기거나 꺼칠꺼칠하고 빳빳한 느낌을 주게된다. 따라서, 최근 많은 가정에서 섬유에 유연성을 주는 섬유유연제가 많이 사용되고 있다. 섬유유연제의 기능은 피부에 의류등이 접촉될 경우 부드럽고 유연하며, 푹신한 질감 또는 감촉(즉, 부드러움)을 느끼게하는 것이다.

현재 가정용 섬유유연제로서 시판되고 있는 것은 거의 대부분이 계면활성제 1분자중에 1~2개의 긴 알킬사슬을 갖는 양이온계면활성제, 디(경화우지알킬)디메틸 암모늄을 주성분으로 하는 것으로, 이들 4급 암모늄염을 주성분으로 하는 유연제는 물에 용해하기 어려우며, 보통 3~6 중량%의 물분산액 또는 현탁액의 형태로 제조되고 있다. 이들 4급 암모늄염은 각종 섬유에 대하여 소량으로 양호한 유연효과를 부여할 수 있다.

유연효과는 섬유표면에 흡착된 기제분자중의 친유성 부위에 의한 윤활효과에 의해서 섬유표면의 마찰계수가 저하됨으로써 발현되는 것이기 때문에, 우수한 유연효과를 얻기 위해서는 친유적인 성질이 불가피한 것으로 생각된다. 그러나 이 친유성은 처리한 의류를 방수화하여, 흡수성을 저하시키는 결점이 있고, 특히 유연기제의 농도가 높은 경우에는 현저하게 흡수성이 저하되며, 또한 농축화에 어려운 점이 있었다.

이러한 관점에서, 흡수성을 향상시킬 수 있는 유연기제의 검토가 필요하게 되었다.

한편, 유연제를 사용하는 대상의류가 증가함에 따라, 유연제에 대한 유통비용 및 포장비용의 절감, 가정 및 판매점등에서의 저장공간의 축소 등을 고려하게 되었고, 이에 따라 고농도의 물 분산액인 농축형 의류용 섬유유연제의 필요성이 강하게 대두되었다.

알킬기가 불포화기를 갖는 디올레일디메틸 4급 암모늄염은 흡수성이 우수한 유연기제의 하나로 알려져 있으나 흡수성의 향상과 농축화에는 한계가 있었다.

이것에 대해, 일본 특개평 제2-112481호에는 유연성을 손상시키지 않고 흡수성을 증가시키기 위하여, 디올레일 4급암모늄염에 실리콘을 병용하여 미세한 분산상태로 함으로써, 충분한 유연성을 가지며, 흡수성도 상당히 향상시킬 수 있다고 기재되어 있다.

그러나, 유연기제의 농도가 6중량% 이상이 되면, 상기 디올레일 디메틸 4급 암모늄염의 분산액은 그 점도가 현저히 증가하기 때문에, 그 취급 및 사용상의 문제를 발생시키고 제품력을 상실시키게 된다.

종래, 이러한 고농도의 유연제를 제조하기 위해서는,

(1) 수용성 양이온활성제를 첨가하는 방법,

(2) 고급알콜 및 알킬페놀의 에틸렌옥사이드를 첨가하는 방법,

(3) 요소, 에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜을 첨가하는 방법 및

(4) 수용성 무기전해질을 첨가하는 방법 등이 알려져 있다.

그러나, (1)~(3)의 경우에는 농축 정도가 충분하지 않고, 시간이 지남에 따라 점도가 증가하여 충분한 효과를 얻을 수 없다. 또한 (4)의 경우는 초기 점도가 낮다는 효과가 있지만, 경시적으로 증가하는 점도에 대한 억제효과가 작다.

또, 다량의 염이 첨가되는 경우, 물 분산액이 쉽게 분리되는 경향이 있으며, 만족스러운 농축형 의류용 유연제가 얻어지지 않는다.

또한, 유연성 및 흡수성을 개선하기 위한 유연제조성물로서, 일본 특개평 제1-292172호에, 아미도 아민 또는 이미다졸린 타입의 양이온성 유연화제 6~50 중량%와, 비이온 계면활성제 0.05~10 중량%와, 적어도 1개 이상의 질소원자를 함유하는 화합물에 저금 알킬렌옥사이드를 부가시킨 수용성 고분자 0.05~10중량%와 를 함유하는 유연제조성물이 개시되어 있다.

또, 일본 특개평 제2-47363호에는, 일킬 또는 알케닐기를 1개 이상 갖는 4급 암모늄염 3~20중량%와, 하기의 식(I)로 표시되는 골격을 갖는 분자량 200~300의 화합물 0.001~0.1중량%와,

폴리옥시알킬렌기를 갖는 비이온 계면활성제 0.3~2.0중량%와를 함유하는 의류용 유연제조성물이 개시되어 있다.

일본 특개평 제2-112482호에서는, 디올레일형 4급 암모늄염과 디메틸폴리실록산 또는 그의 변성물을 필수성분으로 함유하는 유연제조성물이 개시되어 있다.

일본 특개평 제2-139480호 에는, 디알킬 4급암모늄염, 이미다졸린 타입 및 에스터암모늄중에서 1종 또는 2종 이상을 필수성분으로 함유하고, 디폴리실록산 또는 그의 변성물을 상기 화합물에 대하여 0.5~5중량% 함유하는 유연제조성물이 개시되어 있다.

그러나, 상기 예들은 유연성과 흡수성면에서는 어느정도 개선되는 것으로 생각되어 지나, 농축화 정도 또는 장기적인 안정성면에서는 만족할 만한 수준에 있지 않다.

본 발명의 목적은 2종 이상의 4급 암모늄 양이온계면활성제를 함유하는 조성물에, 분산제 및 유기다가산을 함유하는 농축형 의류용 유연제조성물을 제공하는 것이다.

상기 분산제로는 알킬 4급 암모늄화합물이 바람직하며, 상기 유기다가산으로는 에틸렌 디아민 테트라아세트산, 니트릴로 트리아세트산 또는 구연산이 바람직하다.

따라서, 본 발명자들은 상기의 목적을 달성하기 위해서, 우수한 유연성 및 흡수성을 고루 갖추고, 특히 분산용해성이 우수하며, pH 및 점도 안정성이 우수한 농축형 의류용 유연제조성물을 개발하기 위해 예의 연구를 거듭한 결과, 고농도의 유연기제를 배합함에 있어서, 일반적인 4급 암모늄염 양이온계면활성제를 함유한 조성물에 분산제와 유기 다가산을 사용하여 조성물의 pH를 5이하로 조정하므로서, 초기물성을 개선하고, 또 시간경과에 따른 점도상승이 거의 없으며, 유연성, 흡수성 등을 고루 갖춘 우수한 유연제조성물이 얻어진다는 것을 발견하고 본 발명인 농축형 의류용 유연제조성물을 완성하게 되었다.

즉, 본 발명은 하기의 식(1), (2), (3) 또는 (4)로 표시되는 물 불용성인 4급암모늄 양이온계면활성제중 2종 이상을 함유하는 조성물 10~30중량%에,

(식중 R₁은 탄소수 C₈~C₂₂를 갖는 알킬기 또는 알케닐기; R₂는 탄소수 C₁-C₄의 알킬기, 하이드록시에틸기 또는 하이드록시 프로필기; X는 메틸설페이트기이다)

하기의 식(5)로 표시되는 단일 장쇄의 알킬 4급 암모늄 화합물 0.2~10중량%와,

(식중, R₃는 탄소원자수 C₁~C₃₀, 바람직하게는 C₁~C₂₀의 선형 또는 분지형 포화 및/또는 불포화 탄화수소, 또는 알킬기중에 아미드 또는 에스테르기를 함유할 수 있으며; R₄, R₅및 R₆는 메틸기 또는 탄소수 C₁~C₄의 히드록시알킬기와 같은 기이거나 다른 기일수 있으며; X는 수용성 또는 물 분산성을 부가할 수 있는 음이온으로서 염화물, 브롬화물 및 요오드화물과 같은 할라이드 또는 설페이트, 메틸설페이트, 에틸설페이트 등일수 있고, 특히 메틸설페이트가 바람직하다.)

에틸렌디아민테트라아세트산, 니트릴로트리아세트산 또는 구연산으로 구성된 군으로 부터 선택한 1종 이상의 유기 다가산 0.01~5중량%와를 함유하는 농축형 의류용 유연제조성물이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용하는 4급 암모늄염 양이온계면활성제는 상기식(1), (2), (3) 또는 (4)중에서 2종 이상을 전체 조성물중의 10~30중량%, 바람직하게는 12~25중량%로 함유한다.

필수 성분중의 하나인 알킬 4급 암모늄화합물은 전체 조성물중의 0.2~10중량%, 바람직하게는 0.5~5중량% 함유한다.

또 다른 필수성분인 저분자량의 유기 다가산은 에틸렌디아민테트라아세트산, 니트릴로트리아세트산 또는 구연산으로 부터 선택한 1종 이상을 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있다. 이 성분은 전체 조성물중의 0.01~3중량% 함유할 수 있다.

한편, 조성물의 pH 는 5이하로 유지하는 것이 좋다.

기타 임의의 성분으로 향료, 유기용매, 염료, 안료, 불투명화제, 살균제, 소포제, 부식방지제, 방부제, 단백질 추출물, 실리콘과 같은 다림질용이제로 구성되어 있는 군으로 부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 함유할 수 있다. 이들 성분을 첨가할 경우 각각 본 발명인 조성물의 15중량%, 바람직하게는 10 중량% 이하로 첨가한다.

잔부로는 증류수, 탈이온수 또는 수도물이면 좋다.

상기 유기용매로는 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜 또는 디에틸렌글리콜을 들수 있으며, 이들중 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.

또한, 단백질 추출물은 케라틴, 콜라겐, 카세인 또는 대두단백 등의 단백질을 가수분해하여 얻은 평균분자량 500~2,000의 폴리펩티드 또는 그의 유도체를 사용할 수 있다. 이들은 양모, 견 등의 동물성 천연섬유에 우수한 코팅성능을 부여할 수 있는 것으로, 상용화되어 있으므로 사용가능하다.

한편, 실리콘은 특히 선형 폴리디알킬 또는 알킬아릴실록산(여기에서, 알킬은 탄소원자 1~4개 함유)이 바람직하다. 이 실록산은 아미도 또는 아민으로 치환될 수 있다. 실록산이 아민으로 치환된 경우에는 아민기는 4급화 될 수도 있다.

상용의 여러 섬유유연제는 이소프로필알콜 혹은 에탄올을 함유한 용액 또는 페이스트상으로 제공되는 것이 일반적이다. 따라서 이러한 극소량의 이소프로필알콜, 에탄올 또는 기타 용매물질이 조성물중에 존재할 수도 있으나, 본 조성물의 기본성질, 즉 유연성능 및 물리적 성질에는 영향을 주지 않는다.

본 발명인 농축형 의류용 유연제조성물은 일반 타입의 유연제조성물 보다 3배이상 농축 가능하며, 사용량을 1/3로 하여도, 우수한 유연성 및 흡수성을 얻을 수 있다. 게다가 고온에서 장기간 보관한 경우에도 점도 증가가 거의 없고, 냉동후 복원성이 우수하며, 실용적이다. 또한 어떤 보관조건하에서도 pH안정성이 좋으며, 특히 분산용해성은 탁월하여 실제로 섬유처리에 사용하는 경우에 유효성분의 성능이 효과적으로 발휘된다.

한편, 고농축으로 인하여 수송경비 및 포장경비 등을 절감할 수 있으며, 또한 분산제를 사용함으로써 통상의 교반조건을 갖는 믹서로도 제조가 가능하기 때문에 강력한 교반성능을 갖는 믹서가 필요하지 않아 설비 측면에서도 상당한 비용절감을 피할 수 있다.

[실시예]

이하, 실시예에 의해 본 발명을 설명하지만, 본 발명의 조성물은 이들 실시예에 특별히 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1~4]

하기의 표 1의 조성비에 따라 각각의 실험을 행하였다.

각 성분의 함량은 중량%로 하였다.

[비교예 1~4]

하기의 표 2의 조성비에 따라 각각의 실험을 행한 것으로, 비교예 1은 종래 유연제조성물의 조성비를 나타낸 것이고, 비교예 2~4는 분산제로서 베타민, 코코낫 디에탄올아민 또는 알킬 폴리에톡실레이트를 사용한 경우를 나타낸 것이다.

각 성분의 함량은 중량%로 하였다.

[성능평가시험]

본 발명의 유연제조성물에 대한 성능(유연성, 흡수성) 및 분산안정성에 대하여 하기와 같은 방법으로 평가시험을 행하였다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.

[1. 유연성 테스트]

시판되는 면타올(두꺼운 것과 얇은 것 두가지), 얇은 광목포 또는 폴리에스터천을 시판되고 있는 의류용 분말세제를 사용하여 전자동 세탁기로 상온에서 2회 반복 세탁하고, 상온의 수도물로 충분히 헹군 후 시험포로 하였다. 이어서, 25℃, 45ℓ의 수도물에, 완제품 기준의 유연제조성물 10g을 첨가하여 균일한 용액으로 하였다. 이중에 욕비가 20:1이 되게 시험포를 침적시키고, 3분간 처리한 후, 2분간 탈수하였다. 이렇게 처리한 시험포를 선풍기로 건조한후, 잘 숙련된 패널(PANEL) 10명을 대하여 유연성테스트를 하였다. 그 판단기준은 다음과 같이 정하였다.

4 : 매우 부드럽다

3 : 부드럽다

2 : 약간 부드럽다

1 : 처리전과 같다.

[2. 흡수성 테스트]

상기의 유연제로 처리한 광목포를 2cm×15cm의 크기로 하여, 염료 청색 #1호 0.01%용액에 5mm 침적시켜(25℃), 6분 동안 상승하는 물의 높이를 측정하였다.

유연제 무처리포의 상승율을 100 기준하여 70이상 상승하는 것을 양호한 것으로 하였다.

[3. 상안전성 테스트]

① 점도변화

제조한 각 유연제조성물에 대하여 제조직후의 점도, 40℃인큐베이터에서 1개월 보관 후의 점도 및 상온에서 1개월 보관한 후의 점도를 블록필드(Brookfield)점도계를 사용하여 25℃에서 측정하였다(단위: cps).

② 분산용해성

제조된 각 유연제조성물에 대해서, 제조직후, 상온에서 1개월 동안 보관한 후, 40℃에서 1개월 동안 보관한 후, 저온(0~3℃)에서 1개월 동안 보관한 후의 각 조성물의 분산용해성을 다음과 같이 검사하였다.

1ℓ의 실린더에 수도물을 채운 후, 유연제조성물 5g을 조심스럽게 실린더의 상부에 붓고, 분산되는 상태를 평가하였다. 그 판단기준은 다음과 같이 정하였다.

4 : 입자가 전혀 없으며 완전히 분산

3 : 미세 입자가 있으며 분산

2 : 작은 입자가 있으며 분산

1 : 큰 입자가 있으며 분산-불량

0 : 분산안됨

③ pH 측정

pH 미터를 이용하여 25℃에서 각 보관 조건후의 조성물의 pH를 측정하였다.

④ 냉동사이클

-15℃에서 하루동안 보관하여 제품을 냉동시키고, 이후 상온에서 해동시키는 과정을 5회 반복 실시한 후 각 물성을 측정하였다.

*각기 저장기간은 1개월 기준으로 함

*냉동사이클은 5회를 기준으로 함

상기 표에서 본바와 같이 본 발명의 조성물은 성능 및 물성면에서 우수하다는 것을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 하기의 식(1), (2), (3) 또는 (4)로 표시되는 4급암모늄 양이온 계면활성제중에서 2종 이상을 함유하는 조성물 10~30중량%에,

   (식중 R₁은 탄소수 C₈~C₂₂를 갖는 알킬기 또는 알케닐기; R₂는 탄소수 C₁~C₄의 알킬기, 하이드록시에틸기 또는 하이드록시 프로필기; X는 메틸설페이트기이다) 하기의 식(5)으로 표시되는 단일 장쇄의 알킬 4급암모늄화합물 0.2~10중량%와,

   (식중, R₃은 탄소원자수 C₁~C₃₀의 선형 또는 분지형의 포화 또는 불포화 탄화수소, 또는 알킬기중에 아미드 또는 에스테르기를 함유할 수 있으며; R₄, R₅및 R₆은 메틸기 또는 탄소수 C₁~C₄의 히드록시알킬기와 같거나 다른 기일수 있으며; X는 수용성 또는 물 분산성을 부가할 수 있는 음이온으로서 염화물, 브롬화물 및 요오드화물과 같은 할라이드 또는 설페이트, 메틸설페이트, 에틸설페이트 등일수 있다.) 에틸렌디아민테트라아세트산, 니트릴로트라아세트산 및 구연산으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 유기다가산 0.01~5중량%와를 함유하는 것을 특징으로 하는 농축형 의류용 유연제 조성물.