KR100523947B1

KR100523947B1 - 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물 및 그의 제조방법.

Info

Publication number: KR100523947B1
Application number: KR1019980054294A
Authority: KR
Inventors: 은 지 박
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2006-05-25
Also published as: KR20000039078A

Abstract

본 발명은 하기 일반식( I )의 반복단위를 갖고, 첨가물내 유리이소시아네이트기가 중아황산염으로 블록킹 되어 있는 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물에 관한 것이다

상기 식( I )에서, A는 우레아기 또는 우레탄기이고, Y는 에틸렌옥사이드 부가물이고, Z는 탄소수 3∼10의 메틸 또는 벤젠환 이고, n은 0∼10의 정수이다.

본 발명의 다기능성 첨가물은 섬유유제의 평활성능, 오염방지성능 및 내구성 있는 제전성능 등을 향상 시킨다.

본 발명의 다기능성 첨가제는 섬유용 유제 제조에 사용된다.

Description

섬유유제 제조용 다기능성 첨가물 및 그의 제조방법.

본 발명은 각종 천연섬유와 합성섬유 유제 제조에 사용할 수 있는 기능성 첨가물 및 그의 제조방법 이다. 본 발명은 특히 섬유에 내구성 있는 제전성을 부여함과 동시에 섬유내 관능기와의 결합으로 모듈러스와 탄성을 부여하고, 실리콘 오일의 특징인 평활성능 및 발수와 발유에 의한 오염방지성능을 향상시키는 섬유유제 제조용 첨가제에 관한 것이다.

현재 섬유에 제전성을 부여하기 위해 각종 캐치온(Cation), 안이온(Anion), 양성이온계면활성제 또는 폴리에텔렌글리콜(이하 "PEG" 라고 한다)이나 에틸렌옥사이드(이하 "EO" 라고 한다)를 부가시킨 우레탄 폴리머나 우레탄 프리폴리머가 섬유유제용 첨가물로 사용되고 있다. 그러나 상기 캐치온, 안이온, 양성이온계면활성제들은 섬유제조 공정상에서는 우수한 제전성을 발휘하나 내구성이 결여되는 문제가 있다. 한편 PEG나 EO를 포함하는 폴리올(Polyol)을 사용한 우레탄 폴리머 또는 우레탄 프리폴리머는 어느정도 내구성은 있으나 제전성이 떨어지고 PEG나 EO내의 에테르기 때문에 점착성이 높아지는 문제가 있다.

한편 일본공고특허 평9-143883호에서는 10∼60 중량%의 EO쇄를 함유하는 우레탄 프리폴리머의 유리이소시아네이트기(NCO-)를 중아황산염으로 블록킹 시킨 수용성 또는 수분산성의 우레탄 프리폴리머를 함유하는 섬유유제를 제안하고 있다. 그러나 상기 방법으로는 섬유에 내구성 있는 제전성을 부여할 수는 있지만, 섬유에 모듈러스와 탄성을 부여하거나 평활성능 및 오염방지성능 등을 향상시킬수는 없다. 다시말해 상기 방법은 다양한 기능성을 섬유에 부여할 수 없는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이와같은 종래 기술의 문제점들을 해결하므로서, 섬유에 내구성 있는 제전성을 부여함과 동시에 모듈러스와 탄성도 부여하고, 평활성능 및 오염방지성능도 향상시키는 신규한 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 섬유에 내구성 있는 제전성을 부여함과 동시에 모듈러스, 탄성, 평활성 및 오염방지성능도 부여할 수 있는 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 본 발명은 하기 일반식( I )의 반복단위를 갖고, 첨가물내 유리이소시아네이트기가 중아황산염으로 블록킹 되어 있는 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명은 하기 일반식(II)의 변성 실리콘 오일과 하기 일반식(III)의 이소시아네이트계 화합물을 벌크 중합하여 하기 일반식( I )의 반복단위를 갖는 반응물을 제조한다.

상기식에서 A는 우레아기 또는 우레탄기이고, X는 -RNH₂ 또는 -ROH(R=알킬기)이고, Y는 에틸렌옥사이드 부가물이고, Z는 탄소수 3∼10의 메틸 또는 벤젠환 이고, n은 0∼10의 정수이다.

상기 일반식(II)의 변성 실리콘 오일로는 양말단기가 -ROH, -RNH₂ 또는 -ROH 양말단 변성과, -RCOOH 양말단 변성을 반응시킨 폴리올 변성을 사용한다. 상기 일반식(II)의 변성 실리콘 오일 점도는 25°측정조건에서 10∼200CSP, 더욱 바람직하기로는 10∼100CSP인 것이 좋다.

상기 화합물의 측쇄인 에틸렌옥사이드 부가물(Y)은 일반식 -R(C₂H₅O)n R'(여기서 R 및 R'는 수소 또는 알킬기이고 n은 20이하의 정수, 더욱 바람직하기로는 10이하의 정수이다)의 구조를 갖는 것이 좋다.

일반식(III)의 이소시아네이트 화합물로는 지방족 폴리이소시아네이트 또는 방향족 폴리이소시아네이트 모두 사용 가능하나, 황변을 고려하여 지방족 폴리이소시아네이트 더욱 바람직하기로는 디이소시아네이트를 사용하는 것이 좋다.

상기 일반식( I )의 반응물 내 EO (에틸렌 옥사이드) 함량을 10∼60 중량%로 조절하는 것이 바람직 하다.

상기 일반식(II)의 유기기(X)가 -RNH₂인 경우에는 이들이 일반식(II)의 이소시아네이트기와 반응하여 일반식( I )의 A부분이 우레탄기가 되며, 상기 일반식(II)의 유기기(X)가 -ROH인 경우에는 이들이 일반식(II)의 이소시아네이트기와 반응하여 일반식( I )의 A부분이 우레아기가 된다.

다음으로는 상기 반응으로 제조한 일반식( I )의 반응물을 40℃정도 까지 냉각한 후 디옥산 등을 첨가해 점도를 조절하고, 여기에 중아황산염 수용액을 첨가한 후 이들을 교반시켜 반응물내 유리이소시아네이트기를 중아황산염으로 블로킹시켜 본 발명의 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물을 제조한다.

섬유유제용 첨가물이 섬유에서 내구성 있는 제전성을 가짐과 동시에 부가적인 성질을 갖기위해서는 섬유내의 각종 관능기와의 결합이 필요하다. 환원성이 뛰어나 중아황산염으로 블록킹 되어있는 본 발명의 다기능성 첨가물은 합성섬유에 부착된 후 열처리에 의해 섬유내에서 중아황산염이 해리되어 유리이소시아네이트기가 재생된다. 이와같이 재생된 이소시아네이트기는 면, 레이온, 비닐론의 -OH기, 폴리에스테르내의 -COOH, 디에텔렌글리콜(DEG)의 -OH기, 나일론의-NH2 등과 결합해 3차원적인 고분자화 망목화구조를 가지게 되어 내구성이 우수한 제전성을 섬유에 부여한다. 이와같은 섬유내 각종 관능기와 본 발명의 첨가제와의 결합으로 인해 섬유의 제전성외에도 모듈러스 및 탄성을 향상시킬 수 있다. 아울러 본발명의 첨가제는 실록산계를 포함하고 있어서 발수 및 발유 기능이 우수하여, 섬유의 오염방지성능을 향상시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 섬유유제 제조용 첨가제는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 비닐론 등의 합성섬유와 면, 양모, 견 등의 천연섬유, 레이온, 아세테이트 등의 재생섬유 및 이들이 혼합된 스테이플파이버, 필라멘트, 직편물, 부직포등 어디에도 유용하게 사용할 수 있다.

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

폴리에틸렌글리콜(분자량 1000) 62 중량%, 폴리실록산의 에스테르 디올(변성 실리콘 오일) 15 중량% 및 헥사메틸렌디이소시아네이트 23 중량%를 95∼100℃에서 질소기류 중에서 1시간동안 반응시켜 에틸렌옥사이드기 함량이 60%인 반응물(우레아프레폴리머)를 제조한다.

상기 반응물을 40℃까지 냉각하고, 여기에 디옥산 20 중량%를 첨가해 점도를 조절하고, 여기에 다시 40℃의 25% 중아황산염 수용액 65 중량%를 첨가해 이들을 15분간 교반시켜 본 발명의 첨가제를 제조한다.

상기 첨가제 2.0% 수용액에 나일론 직물(20㎝×20㎝)를 침적한 후 맹글에서 50% 픽업율로 스퀴징하고 120℃에서 3분간 항온 건조기에서 열풍 건조한 후 150℃에서 2분간 열처리하여 본 발명의 첨가제로 처리된 포지를 제조한다. 상기 포지의 세탁전 및 세탁후의 마찰 대전압과 섬유 중량대비 흡수량을 측정한 결과는 표 2와 같다.

실시예 2 및 비교실시예 1

변성 실리콘 오일의 종류를 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건 및 공정으로 첨가제 및 첨가제로 처리된 포지를 제조한다. 상기 포지의 세탁전 및 세탁후의 마찰 대전압과 섬유 중량대비 흡수량을 측정한 결과는 표 2와 같다.

비교실시예 2

유제 처리하지 않은 나일론 직물(20㎝×20㎝)의 세탁전 및 세탁후의 마찰 대전압과 섬유 중량대비 흡수량을 측정한 결과는 표 2와 같다.

<표 1> 제조조건

구 분	변성 실리콘 오일 종류
실 시 예 1	카르비놀(-ROH) 양말단 변성과 카르복실(-RCOOH) 양말단 변성인 폴리실록산의 에스테르 디올
실 시 예 2	양말단기가 카르비놀(-ROH)인 폴리실록산
비교실시예 1	아디픽산 -1,6 헥산디올-네오펜틸 글리콜 에스테르 디올
비교실시예 2	사용않음

<표 2> 물성 측정 결과

구 분	섬유중량대비흡수량(중량 %)	마찰 대전압(V)
		마찰 개시 1분 후			마찰 종료 1분 후
		미세탁	세탁10회	세탁20회	미세탁	세탁10회	세탁20회
실 시 예 1	2.64	1.8	1.9	2.3	0.5	0.7	0.8
실 시 예 2	1.65	1.3	1.5	1.8	0.4	0.5	0.8
비교실시예 1	7.89	2.6	2.8	3.2	1.1	1.4	1.6
비교실시예 2	5.73	3.5	∞	∞	2.8	∞	∞

표 2에 있어서 섬유 중량대비 흡수량이 적은 실시예 1 및 실시예 2의 경우가 간접적으로 발수성 및 발유성이 우수한 것을 의미한다. 결국 섬유의 오염방지성능이 향상된 것을 간접적으로 나타내는 것이다.

본 발명에 있어서 제전성 및 제전 내구성을 나타내는 마찰 대전압 및 발수성과 발유성을 나타내는 흡수량은 아래와 같이 측정한다.

· 마찰 대전압(V)

포지를 JIS L-0217-103법의 세탁조건으로 각각 10회 및 20회 세탁한다.

상기 세탁 포지를 면포와 1분간 마찰시킨 후 마찰개시 1분후 및 마찰종료 1분후에 세탁포지의 마찰 대전압을 집전식 전위 측정기(시사도사계)로 측정한다.(습도 40%, 온도 20℃)

· 섬유 중량대비 흡수량(중량%)

대기중에 방치한 포지의 중량 및 상기 처리포를 온도 20℃, 습도 90%의 항온 항습기에서 24시간 건조한 후의 포지의 중량을 각각 측정한 다음 이들 측정값을 아래식에 대입한다.

본 발명의 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물은 열처리시 중아황산염으로 블록킹된 유리이소시아네이트기가 재생된 후 섬유의 -OH, -COOH 또는 -NH₂기들과 결합하여 섬유에 내구성 있는 제전성을 부여한다. 또한 본 발명의 다기능성 첨가물은 섬유에 모듈러스, 탄성, 평활성 및 오염방지성능도 부여할 수 있다.

Claims

하기 일반식( I )의 반복단위를 갖고, 첨가물내 유리이소시아네이트기가 중아황산염으로 블록킹 되어 있는 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물.

상기 식( I )에서, A는 우레아기 또는 우레탄기이고, Y는 에틸렌옥사이드 부가물이고, Z는 탄소수 3∼10의 메틸 또는 벤젠환 이고, n은 0∼10의 정수이다.
하기 일반식(II)의 변성 실리콘 오일과 하기 일반식(III)의 이소시아네이트계 화합물을 벌크 중합한 후, 제조된 중합물에 중아황산염 수용액을 첨가한 후 이들을 교반 시킴을 특징으로 하는 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물의 제조방법.

상기식에서, X는 -RNH₂ 또는 -ROH 이고(R=알킬기이다), Y는 에틸렌옥사이드 부가물이고, Z는 탄소수 3∼10의 메틸 또는 벤젠환 이고, n은 0∼10의 정수이다.
2항에 있어서, 이소시아네이트 화합물이 지방족 폴리이소시아네이트 또는 방향족 폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물의 제조방법.
2항에 있어서, 변성실리콘 오일의 점도가 10∼200CPS인 것을 특징으로하는 섬유유제 제조용 다기능성 첨가물의 제조방법.