본 발명은 호제와 미끄럼제를 유효성분으로 하는 다림질 마무리제 조성물에 있어서, 미끄럼제로서 디메틸폴리실록산이 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌과 공중합된 수용성 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 사용하되, 상기 수용성 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 중 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 비율이 90:10∼60:40인 것을 사용하며, 상기 미끄럼제의 조성물에의 함유량은 0.01∼5.0중량%이며, 호제로서 아크릴산과 메타크릴산의 공중합체 또는 아크릴산과 2-히드록시에틸메타크릴레이트의 공중합체, 또는 그들의 염을 사용하되, 호제의 점도가 500 내지 1,500cps이며, 상기 호제의 조성물에의 함유량은 1.0∼30.0중량%인 것을 특징으로 하는 다림질 마무리제 조성물을 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 다림질 마무리제에 있어서, 미끄럼제는 화학식 1의 수용성 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘[Polysiloxane polyether copolymer]으로, 디메틸폴리실록산이 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌과 공중합된 것이다.
(CH3)3SiO-[Si(CH3)2]n-[Si(CH3)(R)]m-Si(CH3)3)
여기서 R=-(C2H4O)a-(C3H7O)b-H)
폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌기를 갖는 변성 실리콘은 물에 대한 용해도가 좋아 상이 안정하며 투명하고 미끄럼질성이 좋다. 수용성 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘은 폴리옥시에틸렌기의 함유량에 따라 물에 대한 용해도와 미끄러짐에 대한 차이가 있고, 폴리옥시프로필렌기의 함유량이 증가할수록 물에 대한 용해도가 좋지 않지만 미끄러짐이 좋다.
즉, 폴리옥시에틸렌이 단독으로 디메틸폴리실록산과 공중합되면 물에 대한 용해도는 매우 좋으나, 미끄러짐 성능이 미약해 실리콘의 사용량이 증가하며 의류가 젖는 느낌이 있어 좋지 않다. 따라서, 본 발명에 따른 수용성 변성 실리콘은 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 비율이 90:10∼60:40의 범위에 있는 것이 바람직하고, 특히 80:20∼70:30의 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 다림질 마무리제에는 수용성 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘을 0.01∼5.0중량% 함유하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 다림질 마무리제 조성물에서는 호제로서 수용성 아크릴계 고분자 호제를 사용하는 것이 바람직하다.
수용성 아크릴계 고분자 호제는, 아크릴산(Acrylic acid, CH2=CH-COOH), 알킬 아크릴레이트(Alkyl acrylate, CH2=CH-COOR 여기서 R=알킬기), 메타크릴산(Methacrylic acid, CH2=C(CH3)-C00H), 알킬 메타크릴레이트(Alkyl methacrylate, CH2=C(CH3)-COOR 여기서 R=알킬기), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-Hydroxyethyl methacrylate, CH2=C(CH3)-COOC2H4-OH) 등의 아크릴계 모노머가 1종이상으로 이루어진 중합물 또는 공중합물 또는 그들의 염이다. 상기 수용성 아크릴계 고분자 호제의 알킬기는 탄소수 1∼4개가 바람직하다.
상기 수용성 아크릴계 고분자 호제는 물, 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol)등의 혼합용매를 사용하고 포타슘퍼설페이트(Potassium persulfate), 암모늄퍼설페이트(Ammonium persulfate), 2-머캅토에탄올(2-Mercaptoethanol)등의 촉매를 이용하여 중합하고 질소대기조건에서 반응시킴으로서 준비될 수 있다.
예를 들면, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트와 아크릴산의 공중합체의 염의 제조방법은 다음과 같다. 암모늄퍼설페이트 0.1 ~ 0.5중량%와 증류수 10 ~ 30중량%, 이소프로필알콜 10 ~ 30중량%를 주반응기에 투입한 후 교반하면서 온도를 70 ~ 90 ℃로 올리고 질소가스로 반응기를 채워준다. 보조반응기 1에 암모늄퍼설페이트 0.5 ~ 1.0중량%, 물 10 ~ 30중량%, 아크릴산 10 ~ 30중량%와 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 5 ~ 20중량%를 투입하고 1시간동안 교반한다. 보조반응기 2에 머캅토에탄올 0.1 ~ 0.5중량%와 물 10 ~ 20중량%를 녹인 후 주반응기에 보조반응기 1,2의 내용물을 동시에 2시간동안 적가한다. 투입이 완료되면 70 ~ 90℃의 온도에서 1시간동안 환류한 후 20 ~ 60중량%정도의 물과 이소프로필알콜을 증류하여 제거하고 50%의 수산화나트륨을 이용해 중화한 후 재탈수하여 고형분 40%의 아크릴계 공중합체의 염을 제조한다.
수용성 아크릴계 고분자 호제의 중합도 조정에 따라 점도의 조절도 가능하다. 이들의 분자량은 7,000∼20,000의 범위의 것이 바람직하고, 고형분 40중량% 호제의 점도가 500∼1,500cps사이의 것이 바람직하다.
일반적으로 분자량은 점도에 비례하며, 점도가 500이하의 것은 의류에 대한 단단함이 약해 효과가 저하되어 사용량이 증가되며 이 경우 의류에 가루가 남는 문제가 생길 수 있다. 점도가 1,500cps이상의 것은 제품의 점도가 높아 수동식 스프레이의 분사가 미세하지 못하며 다리미에 부착하고 눌러붙는 현상이 발생하여 편리하지 못하다.
상기 수용성 아크릴계 고분자 호제는 필요에 따라, 검화 탈수 등의 작업이 요구된다. 상기 수용성 아크릴계 고분자 호제의 중합체 및 공중합체의 염을 나트륨, 칼륨, 암모늄으로 검화시킨다. 상기 수용성 아크릴계 고분자 호제의 검화는 물에 대한 용해도 향상 및 제품의 안정성에 중요하며 pH 5∼8인 것이 바람직하며 더욱 바람직한 것은 pH 7.0 ~ 8.0이다.
상기 수용성 아크릴계 고분자 호제의 조성중 모노머의 종류 및 비율은 호제의 색상 및 제품의 색상에 큰 영향을 미치며, 색상이 진하면 흰색 의류에 사용할 수 없어 제품의 가치가 없어지므로, 미황색이나 미백색의 색상이 적당하다. 표 1은호제 중 모노머의 조성 및 함량별 색상을 나타낸 것이다.
모노머의 종류 |
모노머의 조성비 |
색상 |
아크릴산 |
100 |
연갈색 |
메타크릴산 |
100 |
미갈색 |
메틸메타아크릴레이트 |
100 |
미백색 |
에틸아크릴레이트 |
100 |
미황색 |
아크릴산/메틸아크릴레이트 |
55/45 |
미황색 |
아크릴산/메틸아크릴레이트 |
60/40 |
미황색 |
아크릴산/에틸아크릴레이트 |
70/30 |
미황색 |
아크릴산/메타크릴산 |
70/30 |
미황색 |
아크릴산/메타크릴산/메틸메타크릴레이트 |
40/40/20 |
연갈색 |
아크릴산/2-히드록시에틸 메타크릴레이트 |
70/30 |
미백색 |
표 1에 의하면 각 색상은 대부분 연한색으로 제품화가 가능하나 모노머의 비율에 따라 장기간 보관시 색상이 갈색으로 점차 변하는 문제가 생기며 또한 접착력이 강해 다림질 시 불편을 줄 수 있다.
본 발명에 따른 다림질 마무리제에는 상기와 같은 수용성 아크릴계 고분자 호제를 1종 또는 2종 이상 함유하며, 고형분 40% 수용성 아크릴계 고분자 호제는 1.0∼30.0중량%로 함유하는 것이 바람직하다.
나아가, 본 발명에 따른 다리미질 마무리제 조성물은, 항균제, 계면활성제, 가용화제 및/또는 점도조절제를 더 함유할 수 있다.
본 발명에 사용되는 항균제로는 3,4,4'-트리클로로카바닐라이드(3,4,4'-Trichlorocabanilide, TCC), 2,4,4'-트리클로로-2-히드록시 디페닐에테르(2,4,4'-Trichloro-2-hydroxy diphenyl ether, TCS), 디메틸올 디메틸하이단토인(Dimethylol dimethylhydantooin)등이 있다.
디메틸올 디메틸하이단토인은 물에 대한 용해도가 좋아 직접 사용할 수 있지만, TCC, TCS는 물에 대한 용해도가 좋지 않아 가용화제 및 유화용 계면활성제의 조합으로 사용하는 것이 바람직하다.
항균효과는 의류에 처리한 후 90% 이상의 사멸률을 가져야 하며, 이를 위해 상기 항균제가 단독 또는 2종이상의 조합으로 함유되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 다림질 마무리제는 이들 항균제를 1종이상 함유할 수 있으며, 0.001∼1.0중량% 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 항균제를 유화시키고 투명하고 안정한 조성물을 얻기 위해 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 에틸알콜(Ethyl alcohol)등의 가용화제가 함유될 수 있다. 가용화제의 양이 많아지면 다림판의 염색색소나 오염이 의류에 베일 수 있으므로, 0.5∼3.0중량% 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 사용되는 계면활성제로는, 솔비탄 모노라우레이트 에스테를 에틸렌옥사이드 20몰(EO 20mol sorbitan monolaurate ester, 이하 TW20), 노닐페닐에테르 에틸렌옥사이드 10몰(EO 10mol, nonyl phenyl ether, 이하 NP10)등이 있다. 계면활성제의 양이 많아지면 제품에 거품이 많아 생겨 외관이 좋지 않으므로, 본 발명에 따른 다림질 마무리제에는 0.01∼1.0중량% 함유되는 것이 바람직하다.
수동식 스프레이에 적합한 점도는 10 cps이하가 최적이지만 스프레이의 기술에 따라 더 높아질 수 있다. 본 발명에 사용되는 점도조절제로는 자이렌술폰산(Xylenesulfonic acid)의 나트륨 또는 칼륨염,톨루엔술폰산(Toluenesulfonic acid)나트륨 또는 칼륨염, 염화나트륨, 구연산 소다(Sodium citrate)등이 있으며, 본 발명에 따른 다림질 마무리제에는 0.01∼2.0중량% 사용하는 것이 바람직하다. 상기 점도조절제에 의해 10%이상의 점도저하 효과가 있다.
상기 조성물들의 조합으로 이루어진 다림질 마무리제 조성물은 수용성 아크릴계 고분자 호제와 수용성 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘의 배합량을 조절함으로서 의류 전체에 사용할 수 있는 다림질 보조제와 소매, 옷깃 등에 풀먹임을 할 수 있는 다림질용 풀등으로 사용될 수 있으며, 수동식 스프레이 제품에 적당하다.
따라서, 본 발명에 의한 다림질 보조제는 수용성 아크릴계 고분자호제 1.0∼10.0중량%와 수용성 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 0.01∼5.0중량%를 배합함으로써 제조할 수 있고, 다림질용 풀은 수용성 아크릴계 고분자호제 2.0∼30.0중량%와 수용성 폴리옥시알킬렌 변성 실리콘 0.01∼5.0중량%를 함유할 수 있다.
그밖에 필요에 따라 향료등을 첨가하여 제품의 기능을 추가할 수 있다.
아래에서는 본 발명을 실시예에서 상세히 설명한다.
[실시예 1]
아크릴산과 메타크릴산이 각각 70:30중량%의 비율로 공중합된 나트륨염으로 고형분 40중량%의 점도가 800cps이며 pH가 6.0인 수용성 아크릴계 고분자 호제를 준비하였다.
에틸렌옥사이드와 프로필렌 옥사이드가 각각 75:25의 비율로 디메틸폴리실록산과 공중합되고 점도가 8000cps이며 유효성분이 100%인 폴리옥시알킬렌 변성실리콘을 준비하였다.
상기 수용성 아크릴계 고분자 호제 10.0중량%, 상기 폴리옥시알킬렌 변성실리콘 0.4중량%, 염화나트륨 0.2중량%를 물과 함께 교반하고 나서, TCS 0.03중량%, 프로필렌글리콜 2.0중량%, TW20 0.5중량%를 보조반응기에서 용해한 후, 투입하여 교반하여 다림질 마무리제를 제조하였다.
[실시예 2]
아크릴산과 2-히드록시에틸메타크릴레이트가 각각 70:30중량%의 비율로 공중합된 나트륨염으로 고형분 40중량%의 점도가 500cps이며 pH가 5.0인 수용성 아크릴계 고분자 호제를 준비하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다림질 마무리제를 제조하였다.
[실시예 3]
호제로서 고형분 40%, pH 6.8, 점도 2700cps인 아크릴산 중합체의 나트륨염 10.0중량%를 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실시예 4]
호제로서 고형분 35%, pH 7.0, 점도 400cps인 메타크릴산 중합체의 나트륨염 10.0중량%를 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실시예 5]
호제로서 고형분 40%, pH 7.0, 점도 800cps인 아크릴산-아크릴산 메틸에스테르 공중합체의 나트륨염 10.0중량%를 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[실시예 6]
호제로서 고형분 40%, pH 7.0, 점도 200cps인 아크릴산-아크릴산 에틸에스테르 공중합체의 나트륨염 10.0중량%를 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[비교예 1]
시중에서 구입한 에어로졸 제품으로 변성전분 3.0중량%, 실리콘에멀젼(유효성분 60%) 0.2중량%를 함유하고 있는 다림질 마무리제를 준비하였다.
[비교예 2]
시중에서 구입한 에어로졸 제품으로 카제인나트륨염 2.0중량%, 실리콘에멀젼(유효성분 60%) 0.2중량%를 함유하고 있는 다림질 마무리제를 준비하였다.
[비교예 3]
호제로서, 아크릴산과 2-히드록시에틸메타크릴레이트가 각각 70:30중량%의 비율로 공중합된 공중합체의 나트륨염으로 고형분 40중량%의 점도가 500cps이며 pH가 5.0인 수용성 아크릴계 고분자 10.0중량%를 함유하며, 미끄럼제로서, 입자경 0.5㎛, 유효성분 36%인 디메티콘에멀젼 0.5중량%을 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[비교예 4]
호제로서, 아크릴산과 2-히드록시에틸메타크릴레이트가 각각 70:30중량%의비율로 공중합된 공중합체의 나트륨염으로 고형분 40중량%의 점도가 500cps이며 pH가 5.0인 수용성 아크릴계 고분자 10.0중량%를 함유하며, 미끄럼제로서 유효성분이 100%인 폴리실록산-폴리옥시에틸렌 공중합체 0.5중량%를 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
[비교예 5]
호제로서, 아크릴산과 2-히드록시에틸메타크릴레이트가 각각 70:30중량%의 비율로 공중합된 공중합체의 나트륨염으로 고형분 40중량%의 점도가 500cps이며 pH가 5.0인 수용성 아크릴계 고분자 10.0중량%를 함유하며, 미끄럼제로서, 유효성분이 100%이고 에틸렌옥사이드와 프로필렌옥사이드의 비율이 40:60인 폴리실록산-폴리옥시알킬렌 공중합체 0.5중량%를 함유하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예들을 아래 실험방법에 따라 안정성 및 다림질 성능을 평가하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었다.
<실험 1; 저장안정성>
1) 장기안정성: 40℃에서 3개월간 저장한 후 침전, 상분리, 변색이 없는 것을 ○, 그 외의 것을 ×로 나타내었다.
2) 동결융해순환(Freeze-thaw cycle): -10℃와 40℃에 각각 2시간씩 저장을 5회 반복하여 침전, 상분리, 변색이 없는 것을 ○, 그 외의 것을 ×로 나타내었다.
<실험 2; 다림질 성능>
30×30 ㎠ 크기의 표준백면포(KS K 0905, 한국의류시험연구원, 섬유제품의 염색분리도 시험용)를 세탁기에서 세탁, 탈수한 후 잘 펴서 건조하여 사용하였다. 성능평가는 표준백면포에 3.5∼4.0 g의 조성물을 분사한 후 다리미의 온도를 적정온도에 맞추어 다렸다. 다리미가 부드럽게 움직임, 걸리는 느낌이 없는 것을 ○으로 하고 중간 것을 △, 그외의 것을 ×로 나타냈다.
<실험 3; 투명성 평가>
투명성 평가는 조성물을 너비 10㎝ PETE용기에 놓은 후 후면의 글씨가 명확히 보이면 ○, 그외의 것은 ×으로 나타내었다.
구분 |
안정성 |
다림질성 |
투명성 |
40℃ |
동결융해 |
실시예 1 |
○ |
○ |
○ |
○ |
실시예 2 |
○ |
○ |
○ |
○ |
실시예 3 |
× |
○ |
△ |
○ |
실시예 4 |
× |
○ |
△ |
○ |
실시예 5 |
× |
○ |
△ |
○ |
실시예 6 |
× |
○ |
△ |
○ |
비교예 1 |
× |
× |
○ |
× |
비교예 2 |
× |
× |
○ |
× |
비교예 3 |
× |
× |
○ |
× |
비교예 4 |
○ |
○ |
△ |
○ |
비교예 5 |
× |
× |
○ |
× |
<실험예 4; 항균성능>
항균성능은 다음과 같은 방법으로 평가하였다.
항균성능은 제품이 직물에 처리되었을 때, 항균의 정도로 판정하였으며 일반적으로 90%이상의 사멸률을 나타내면 항균효과가 인정된다. 시험은 KS K0693-1990 직물의 항균도 시험방법에 의거 시험하였다. 시험편과 대조편은 100%표준면포로서4.2㎝×4.2㎝ 크기로 하고 시험에 사용할 제품의 양은 시험편 4장당 1㎖로 하였다. 공시균은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus strain KCTC1612)을 사용하였고 접촉시간은 24시간으로 하였으며 초기균수는 105∼106 cfu/㎖로 하였다.
시험편종류 |
대조편(초기) |
대조편(24시간) |
실시예 1 |
균수(cfu/㎖) |
1.15E05 |
1.80E07 |
1.52E02 |
사멸률(%) |
- |
0 |
99.99 |