KR100802972B1 - 섬유재료 전처리용 조성물 - Google Patents

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Abstract

물 뿐만 아니라, 에톡시화/프로폭시화 알콜 및 에톡시화 알콜과 함께 특정 설포네이트 염 또는 다가 알콜을 함유하고, 또한 폴리(메트)아크릴산, 폴리말레산 또는 부분 가수분해된 폴리말레산 무수물을 함유하는 조성물은 시트상 섬유재료를 전처리하는 데 유용하다. 또한, 추가의 성분이 당해 조성물이 과산화수소 표백에 유용하도록 한다. 섬유에 우수한 1차 습윤성을 제공하는 조성물은 거품 형성능이 낮다. 따라서, 예를 들면, 제트 장치에서의 배치식 전처리 공정에는 문제가 없다.
전처리용 조성물, 습윤성, 재습윤성, 거품 형성능, 과산화수소 표백, 시트상 섬유재료.

Description

섬유재료 전처리용 조성물{Composition for pretreating fiber materials}
본 발명은 적어도 물, 에톡시화 알콜 및 에톡시화/프로폭시화 알콜과 함께 유기 설포네이트와 다가 알콜, 및 폴리(메트)아크릴산 또는 폴리말레산, 또는 폴리말레산 무수물의 부분 가수분해에 의해 형성된 생성물을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 또한 섬유재료를 처리하기 위한 당해 조성물의 용도에 관한 것이다.
시트상 섬유재료, 예를 들면, 직물 형태의 섬유재료는 통상적으로 이들이 염색되기 전에 전처리를 해야 한다. 전처리를 하는 목적 중의 하나는 결함이 없는 균일한 염색을 확보하기 위한 것이다. 시트상 섬유재료 또는 사용가능한 장비의 선행 발달사 및 출처에 따라, 전처리는 섬유의 발호(desizing), 탈지(degreasing)/정련(scouring) 및 표백 처리를 포함할 수 있다. 이러한 처리는 개별적으로 수행할 수 있지만, 개개의 경우, 비용을 절감하기 위해 상기한 다수의 처리를 단일 공정으로 통합할 수도 있다.
성공적인 전처리 공정을 위해서는 전처리 개시시 뿐만 아니라 전처리 후에도 직물이 수성 시스템에 의해 용이하게 습윤 가능하게 되는 것이 필요하다. 즉 직물이 우수한 1차 습윤성 및 우수한 재습윤성을 갖는 것이 필요하다. 후자는 문제없이 염색되도록 한다.
유용한 전처리 공정의 요건을 충족시키기 위해, 각종 화학적 생성물이 전처리에 사용된다. 이들은 규정된 목적에 따라, 습윤제, 세탁용 세제, 효소, 표백제, 안정화제, 착화제 등을 포함할 수 있다. 본원에서는 시트상 섬유재료에 우수한 전처리후 재습윤성을 부여할 목적의 생성물이 특히 중요하다. 재습윤성이 우수한 섬유는 후속의 염색 공정에서 균일한 염색을 허용한다. 그러나, 이와 관련하여 우수한 재습윤성을 초래하는 생성물은 전처리 생성물을 함유하는 욕의 거품 형성 경향을 전혀 증가시키지 않거나 미미하게 증가시켜야 한다는 것이 중요하다. 이러한 요건은, 거품 형성을 증가시키는 것이 매우 곤란할 수 있고, 다른 공정보다 거품 형성 경향이 강한 배치식 공정, 예를 들면, 제트 장치에서의 배치식 공정으로 전처리를 수행할 경우에 특히 중요하다. 거품 형성도가 낮은 전처리 생성물이 빈번히 요구되는 이유는, 다수의 경우에 있어서, 실리콘과 같은 소포제를 첨가하여 거품 형성 증가를 억제하는 것이 바람직하지 않기 때문이다.
발호, 탈지/정련 및 표백과 같은 전통적인 전처리 단계는 다수의 경우에 합해진 전처리 공정으로 통합되기 때문에, 이렇게 합해진 전처리 공정에 사용될 수 있는 조성물이 또한 요구된다. 당해 조성물은 전처리 개시시에 섬유재료에 우수한 습윤성을 부여할 뿐만 아니라 전처리 말기에 우수한 친수성을 부여하는 수성 시스템이어야 한다. 이러한 우수한 친수성은 염색 공정에 필요한 우수한 재습윤성을 유도한다.
시트상 섬유재료 형태의 섬유재료 전처리용 생성물은 공지되어 있다.
유럽 공개특허공보 제98 803호에는 소수성 잔기, 결합된 폴리글리콜 에테르 잔기 및 친수성 그라프트 잔기를 함유하는 그라프트 중합체가 기재되어 있다. 친수성 그라프트 잔기는 설포네이트 또는 카복실레이트 라디칼과 같은 이온 그룹 또는 상응하는 산 그룹을 함유할 수 있다.
유럽 공개특허공보 제462 059호는 알콕시화되고 임의로 말단 에테르화된 알콜, 상기한 알콜과 산성 화합물과의 반응 생성물 및 임의로 하이드로트로프(hydrotrope)를 포함하는 섬유 보조제를 나타낸다. 알콕시화 알콜과 산성 화합물로부터의 반응 생성물은 설포네이트일 수 있다.
국제 공개공보 제WO 92/15664호에는 불포화 설폰산 또는 카복실산의 단독중합체, 비이온성 계면활성제 및 임의로 하이드로트로프를 포함하는 섬유 처리 조성물이 기재되어 있다. 상기 인용된 유럽 공개특허공보 제462 059호에서와 같이, 계면활성제는 또한 다른 말단에 수소 대신에 유기 라디칼을 가질 수 있는 지방족 알콜의 알콕실레이트이다. 이러한 계면활성제 및 섬유 처리에서의 이들의 용도가 유럽 공개특허공보 제420 802호에도 기재되어 있다.
유럽 공개특허공보 제360 736호에는 인 화합물, 친수성 잔기와 소수성 잔기를 갖는 공중합체, 비이온성 계면활성제 및 알칼리 금속 수산화물을 포함하는 섬유 전처리 조성물이 기재되어 있다.
상기 인용된 문헌에 기재된 조성물은, 원칙적으로 섬유 전처리용으로 적합하지만, 모든 점에서 최적의 특성을 갖는 것은 아니다. 보다 특히, 전처리를 완료한 후, 섬유재료의 재습윤성이 다수의 경우에 섬유를 전처리하기 위한 조성물에서 문제를 나타낸다. 적합한 친수성에 기인하는 우수한 재습윤성은 섬유의 염색 특성이 불리하게 영향받지 않을 수 있도록 전처리 후에 나타나야 한다. 사실, 원칙적으로 전처리시에 적당한 형태와 양의 계면활성제를 사용하여 재습윤성을 향상시킬 수 있다. 그러나, 이러한 재습윤성의 최적화는 흔히 1차 습윤성에 불리한 영향을 미치고/미치거나 거품 형성을 상당히 증가시키는 것으로 밝혀졌다. 상기한 바와 같이, 1차 습윤성은 전처리 개시시, 즉 섬유재료를 전처리액과 최초로 접촉시키는 시점에서의 시트상 섬유재료의 습윤성을 나타낸다. 이러한 1차 습윤성은 전처리가 문제없이 일어날 수 있도록 어느 정도의 최저 수준에 달해야 한다. 우수한 재습윤성, 즉 전처리 후의 우수한 습윤성을 유도하는 조성물이 사용될 경우, 이는 많은 경우에 부적당한 1차 습윤성을 초래한다. 계면활성제를 상응하게 다량으로 사용함으로써 1차 습윤성 및 재습윤성 둘 다를 최적화하기 위한 시도는, 대조적으로 흔히 거품 형성을 증가시킨다. 이러한 거품 형성 증가는 배치형 전처리 공정, 예를 들면, 제트 장치에서의 배치식 전처리 과정에서 특히 현저해진다. 사실, 거품은 실리콘에 의해 제어될 수 있지만, 이는 흔히 바람직하지 않다.
또한, 다수의 선행 기술의 조성물은 직물의 전처리후 백색도가 이상적이지 못한 단점이 있다.
본 발명의 목적은 섬유재료에 우수한 1차 습윤성 뿐만 아니라 우수한 재습윤성을 부여하고, 실리콘과 같은 고성능 소포제를 사용하지 않더라도 허용될 수 없을 정도로 거품 형성을 발생시키지 않으며, 전처리한 직물의 백색도에 허용되지 않을 정도로 불리한 영향을 미치지 않는, 섬유재료, 특히 시트상 섬유재료의 전처리에 탁월한 효능을 갖는 조성물을 개발하는 것이다.
당해 목적은 적어도, 화학식 I의 설포네이트 또는 탄소수 2 내지 12, 바람직하게는 탄소수 4 내지 10의 다가 지방족 알콜[성분(A)], 화학식 II의 에톡시화 알콜 또는 이러한 알콜의 혼합물[성분(B)], 화학식 III의 알콕실레이트 또는 이러한 알콕실레이트의 혼합물[성분(C)], 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산, 또는 폴리말레산 무수물의 부분 가수분해에 의해 수득 가능한 생성물[성분(D)] 및 물[성분(E)]을 포함하는 조성물에 의해 달성된다.
Figure 112003037843552-pct00001
Figure 112003037843552-pct00002
Figure 112003037843552-pct00003
위의 화학식 I 내지 III에서,
n은 0 내지 8이고,
R1은 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 라디칼, 치환되지 않은 페닐 라디칼, 또는 화학식 -SO3 -M+의 라디칼로 치환된 페닐 라디칼이고,
R2는 서로 독립적으로 R1이거나 화학식 -SO3 -M+의 라디칼(여기서, M은 Na, K 또는 NH4이다)이고, 단 성분(A)의 경우는 화학식 -SO3 -M+의 라디칼을 하나 이상 함유하며,
r은 1 내지 8, 바람직하게는 2 내지 7이고,
t는 4 내지 30, 바람직하게는 6 내지 18이고,
Z는, 존재하는 모든 경우의 20 내지 80%가 -CH2CH2-O-이고, 존재하는 모든 경우의 80 내지 20%가 -CHR4-CHR5-O-(여기서, 각각의 경우 R4 및 R5 중의 하나는 수소이고, 나머지 하나는 CH3이다)이고,
R3은 탄소수 4 내지 20, 바람직하게는 8 내지 18의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼이고,
X는, 존재하는 모든 경우의 50 내지 100%, 바람직하게는 100%가 수소이고, 존재하는 모든 경우의 0 내지 50%, 바람직하게는 0%가 메틸, 에틸 또는 페닐 라디칼이다.
상기한 성분들의 특정 배합물은 놀랍게도 선행 기술의 섬유 전처리 조성물에 기인하는 일련의 모든 문제를 해결한다. 본 발명에 따르는 상기한 조성물은 도입부에서 언급한 다수의 전처리 단계가 합해진 공정으로 통합될 경우에도 시트상 섬유재료의 전처리에 매우 유용하다. 그러나, 이들이 또한 과산화수소 표백 공정에 사용될 경우, 조성물이 하기에 보다 상세하게 기재될 종류의 성분(E)를 추가로 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 조성물은 이들이, 예를 들면, 제트 장치에서 의 배치식 전처리 공정에 사용될 경우 특히 유리하다. 이들은 거품 형성 경향이 낮기 때문에 이에 특히 유용하다. 이들은 섬유에 전처리후 높은 친수성을 부여하는데, 이는 그 자체로 탁월한 재습윤성을 입증한다. 섬유의 1차 습윤성, 즉 전처리 개시시 전처리액에 의한 1차 습윤성도 마찬가지로 매우 우수하다.
상기한 잇점은 청구의 범위 제1항 및 본 발명에 따르는 조성물의 성분에 대하여 상기에 나타낸 사항을 충족시킬 때 수득된다.
성분(A)는 화학식 I의 설포네이트이다.
화학식 I
Figure 112003037843552-pct00004
위의 화학식 I에서,
n은 0 내지 8, 바람직하게는 1 내지 3이고,
R1 라디칼은 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼 또는 치환되지 않거나 화학식 -SO3 -M+의 설포네이트 라디칼로 치환된 페닐 라디칼이고,
R2 라디칼은 서로 독립적으로 앞서 정의한 바와 같은 R1 라디칼 또는 화학식 -SO3 -M+의 설포네이트 라디칼이다.
그러나, 성분(A)가 화학식 I의 화합물인 경우, 적어도 하나의 설포네이트 라디칼 - SO3 -M+를 함유해야 하며, 즉 존재하는 모든 R2 라디칼 중의 적어도 하나가 -SO3 -M+이거나 존재하는 모든 R1 라디칼 중의 적어도 하나가 치환체로서 -SO3 -M+ 라디칼을 포함하는 페닐 라디칼이어야 한다. -SO3 -M+에 의해 치환된 하나 이상의 페닐 라디칼을 함유하는 성분(A)에서, 화학식 -SO3 -M+ 그룹은 각각 특정 위치에서 방향족 환에 배치될 수 있다. -SO3 -M+ 라디칼에서, M+는, 각각의 경우, 나트륨, 칼륨 또는 암모늄 이온이다. 따라서, 성분(A)는 하나 이상의 -C-H 잔기가 -SO3 -M+ 잔기에 의해 대체되는 순수한 지방족 또는 지방족-방향족 탄화수소일 수 있다.
본 발명에 따르는 조성물의 바람직한 양태에서, 성분(A)는 존재하는 모든 R2 라디칼 중의 적어도 하나가 -SO3 -M+인 화학식 I의 설포네이트이다. 이러한 경우, 존재하는 R1 라디칼 중의 어떤것도 설포네이트 그룹을 함유하지 않는 것이 유리할 수 있다.
섬유를 전처리하는 데 특히 유용한 본 발명에 따르는 조성물에서, 성분(A)는 화학식 IV의 설포네이트이다.
Figure 112003037843552-pct00005
위의 화학식 IV에서,
w는 1 내지 3이고,
R6 라디칼 중의 하나는 치환되지 않은 페닐 라디칼이고, 나머지 R6 라디칼은 모두 수소이고,
R7 라디칼 중의 하나는 SO3 -M+이고, 나머지 R7 라디칼은 모두 수소이다.
존재하는 유일한 페닐 라디칼 및 존재하는 유일한 설포네이트 라디칼이 본원에서 화학식 IV의 R6 및 R7 라디칼을 대신할 수 있다. 나트륨 쿠멘설포네이트 및 칼륨 쿠멘설포네이트가 본 발명에 따르는 조성물 중의 성분(A)로서 특히 유용하다.
화학식 I의 설포네이트 대신, 본 발명에 따르는 조성물 중의 성분(A)는 또한 탄소수 2 내지 12, 바람직하게는 4 내지 10의 직쇄 또는 측쇄 다가 지방족 알콜일 수 있다. 본 발명에 따르는 조성물은 또한 화학식 I의 설포네이트의 혼합물 및 상기한 다가 알콜의 혼합물을 포함할 수 있다고 간주된다. 성분(A)가 설포네이트가 아니라 다가 알콜인 경우, 본 발명에 따르는 조성물의 바람직한 양태는 탄소수 4 내지 8의 직쇄 또는 측쇄 알킬 쇄를 갖는 2가 또는 3가 지방족 알콜인 성분(A)를 포함한다. 특히 유용한 성분(A)는 탄소원자 2 내지 4개 중의 하나가 치환체로서 메틸 그룹을 갖는 1,5-펜탄디올이다.
성분(A)는 본 발명에 따르는 조성물에 포함되어야 한다. 이는 물, 성분(B), 성분(C) 및 성분(D)를 포함하지만 성분(A)는 포함하지 않는 조성물은 섬유의 전처리를 위한 최적의 유용성이 부족한 것으로 밝혀졌기 때문이다. 한편, 여기서, 문제는 전처리가 수행된 후의 섬유재료의 재습윤성일 수 있다: 성분(A)의 부재하에서 액체 중의 통상적인 양의 성분(B), 성분(C) 및 성분(D)는 흔히 필요한 높은 재습윤성 성능을 제공하지 못한다. 재습윤성 문제는 원칙적으로 성분(B) 및/또는 성분(C)의 양을 증가시킴으로써 해결될 것이다. 그러나, 이렇게 되면, 이들 성분을 다량으로 필요로 하게 되어 비용이 매우 많이 들고, 특히 거품 형성 문제가 실리콘과 같은 고성능 소포제를 사용하지 않고는 더이상 제어할 수 없게 되는 것으로 밝혀졌다. 다른 한편으로, 실리콘은 염색 특성에 불리한 영향을 미칠 수 있어서, 다수의 경우에 바람직하지 않다. 성분(A)의 부재로 인해 발생할 수 있는 또 다른 문제는 흔히 섬유재료의 처리용으로 유용한 안정한 액체 수성 조성물을 수득할 수 없고/없거나, 당해 조성물이 거품을 과도하게 형성하기 쉽다는 것이다. 성분(B), 성분(C), 성분(D) 및 물을 포함하지만 성분(A)는 포함하지 않는 조성물은 전처리 공정에 적합하지 않은 겔 형태를 취할 수 있다. 이러한 문제는 상기한 재습윤성의 결여가 개개의 경우에 문제가 되지 않는 경우에도 성분(A)의 부재로 인해 그 자체로 나타날 수 있다. 그러나, 성분(A)를 성분(B), 성분(C), 성분(D) 및 물과 함께 사용하면 상기에서 논의된 어려움은 제거된다.
성분(A)로서 유용한 설포네이트 및 다가 알콜, 예를 들면, 나트륨 쿠멘설포네이트는 시판되거나, 공지된 화학적 방법에 따라 제조할 수 있다. 화학식 I 또는 IV의 단일 화합물 대신, 성분(A)는 이러한 화합물의 혼합물 또는 다가 알콜의 혼합물일 수도 있다.
본 발명에 따르는 조성물 중의 성분(B)는 전처리 개시시 및 완료시 시트상 섬유재료의 1차 습윤성과 재습윤성의 주된 원인이다. 전처리액은 섬유를 전처리의 목적이 최적의 형태로 달성될 수 있을 정도로 신속하고 균일하게 습윤시켜야 한다. 성분(A), 성분(C) 및 성분(D)를 포함하지만 상기한 종류의 성분(B)는 포함하지 않는 조성물은 일반적으로 1차 습윤성이 더욱 불량해지는 것으로 밝혀졌다. 유사하게, 성분(B)가 조성물에 포함되지 않을 경우, 전처리 완료시 섬유재료의 재습윤성이 너무 낮아질 수 있다.
성분(B)는 화학식 II의 에톡시화 알콜 또는 이러한 알콜의 혼합물이다.
화학식 II
Figure 112003037843552-pct00006
위의 화학식 II에서,
r은 1 내지 8, 바람직하게는 2 내지 7이다.
성분(B)는 일반적으로 에톡시화 알콜의 혼합물인데, 이는 알콜과 에틸렌 옥사이드의 반응과 같은 에톡시화 반응이 생성물 혼합물을 생성하기 때문이다. 이러한 혼합물에서, r값(에톡시화도)은 특정한 범위내에서 변할 수 있다. 본 발명에 따르는 조성물 중의 성분(B)로서 유용한 화학식 II의 에톡시화 생성물의 혼합물의 경우, 혼합물에서의 r의 최빈수 값은 반드시 8 이상이어야 하는 것은 아니다. 혼합물 중의 분자의 20% 이하에서 r이 8을 초과하는 경우, 바람직하게는 분자의 80% 이상에서 r이 7 이하인 것이 유리하다. r이 8을 초과하는 경우 또는 혼합물 중의 분자의 20% 이상에서 r이 8을 초과하는 경우에는 화학식 II의 에톡시화 알콜이 본 발명에 따르는 조성물 중의 성분(B)로서 사용하기에 적합하지 않은 것으로 밝혀졌다. 그 이유는 거품 형성 경향이 r이 증가함에 따라 증가하고, r이 8을 초과하는 경우에는 허용할 수 없는 수준에 도달할 수 있기 때문이다. 화학식 II에서, R3은 탄소수 4 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알칼 라디칼이다. 본 발명에 따르는 조성물 중의 성분(B)가 R3이 8 내지 18개의 탄소원자를 함유하는 화학식 II의 에톡시화 생성물을 포함하는 것이 특히 유용하다. 화학식 II에서, X는 수소, 메틸, 에틸 또는 페닐일 수 있다. 수득하고자 하는 필요한 1차 습윤성을 위해, 성분(B)에 존재하는 모든 X 라디칼 중의 적어도 50% 내지 100%는 수소이어야 한다. X가 수소인 경우, 성분(B)는 화학식 II의 에톡시화 분자 단일 종만을 함유한다. 그러나, 기술적이고 경제적인 이유로 인해, 성분(B)는 거의 항상 화학식 II의 화합물의 혼합물이기 때문에, 혼합물은 X가 수소인 화합물과 X가 -CH3, -C2H5 또는 -C6H5인 화합물을 포함할 수 있다. 그러나, 존재하는 모든 X 라디칼 중의 적어도 50%는 수소이어야 한다. 그러나, 본 발명에 따르는 조성물의 바람직한 양태에서, 성분(B)에 존재하는 모든 X 라디칼은 B가 혼합물인 경우에도 수소이다.
성분(B)로서 유용한 화학식 II의 생성물은 시판되고 있다. 이들은 말단 OH 그룹을 후속적으로 부분 에테르화시키거나 시키지 않고서 상응하는 알콜 R3-OH를 에틸렌 옥사이드와 반응시킴으로써 공지된 방식으로 제조할 수 있다.
성분(C)는 탁월한 소포제는 아니지만 거품-억제 성분이며, 본 발명에 따르는 조성물의 필수 성분이다. 성분(A), 성분(B) 및 성분(D)를 포함하지만 성분(C)는 포함하지 않는 조성물은, 특히 전처리를 제트 장치에서 배치식 공정으로 수행하고자 하는 경우에 문제를 일으킬 수 있다. 그 이유는 거품 수준이 허용할 수 없을 정도로 높아질 수 있기 때문이다.
성분(C)는 화학식 III의 알콕실레이트 또는 이러한 알콕실레이트의 혼합물이다.
화학식 III
Figure 112003037843552-pct00007
위의 화학식 III에서,
R3 및 X는 각각 성분(B)와 관련하여 앞서 정의한 바와 같다.
성분(B)와 같이, 성분(C)도 일반적으로 생성물의 혼합물이다. 직쇄 에톡시화와 같이, R3-OH 알콜의 에톡시화/프로폭시화는 생성물 혼합물을 생성한다. 이러한 혼합물 중의 화학식 III의 개개의 화합물은 t값 및/또는 폴리옥시에틸렌 및 폴리옥시프로필렌 단위의 수가 상이하다. 또한, 화학식 III의 화합물은 제조 조건에 따라 블록 공중합체 또는 랜덤 공중합체로서 존재할 수 있다. 블록 중합체는, 예를 들면, R3-OH가 먼저 에틸렌 옥사이드와만 반응한 다음-에틸렌 옥사이드가 소모된 후- 프로필렌 옥사이드와만 반응할 경우에 형성된다. 이러한 종류의 블록 중합체는, 임의로 말단 OH 그룹의 부분 에테르화 후에 본 발명에 따르는 조성물 중의 성분(C)로서 사용하기에 바람직하다. 그러나, R3-OH를 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드와의 혼합물과 반응시킴으로써 형성되는 랜덤 중합체 또는 부분적으로 말단 에테르화된 랜덤 중합체를 사용하는 것도 가능하다. 성분(B)의 경우에서와 같이, 성분(C)에 존재하는 모든 X 라디칼 중의 50 내지 100%, 바람직하게는 100%는 수소이어야 하고, X 라디칼 중의 0 내지 50%는 -CH3, -C2H5 또는 -C6H5일 수 있다. 성분(C)의 에톡시화/프로폭시화도는 4 내지 30이며, 즉 화학식 III에서, t는 4 내지 30이다. t는 바람직하게는 6 내지 18이다. 화학식 III에서, Z는 2가 폴리옥시알킬렌 라디칼이다. 성분(C)에 존재하는 모든 Z 라디칼 중의 20 내지 80%는 에틸렌 옥사이드로부터 유도되는 라디칼 -CH2CH2-O-이고, 나머지, 즉 Z 라디칼의 80 내지 20%는 프로필렌 옥사이드로부터 유도되는 라디칼 -CHR4-CHR5-O-(여기서, R4 및 R5 중의 하나는 수소이고, 나머지 하나는 -CH3이다)이다. 일반적으로 성분(C)인 화합물의 혼합물은 R3O와 X 사이에 단지 -CH2CH2-O- 단위만이 존재하는 개별적인 분자 또는 단지 폴리옥시프로필렌을 함유하고 폴리옥시에틸렌 단위는 함유하지 않는 개별적인 분자를 포함할 수 있다. 이는 공업용 에톡시화/프로폭시화에서 필수적이다. 그러나, 성분(C)에서 이러한 분자의 분율은 매우 적으며, 반면에 실질적으로 우세한 분율, 즉 성분(C) 중의 분자의 90% 이상은 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌 단위 둘 다를 함유한다.
성분(B)의 경우와 같이, 성분(C)로서 유용한 생성물은 시판되거나, 일반적으로 공지된 방법에 따라 제조할 수 있다.
본 발명에 따르는 조성물의 성분(D)는 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산, 또는 폴리말레산 무수물의 부분 가수분해에 의해 수득 가능한 생성물이다. 마지막 경우에서, 가수분해도는 바람직하게는 50 내지 99%이며, 즉 폴리말레산 무수물의 모든 초기 산 무수물 그룹의 50 내지 99%가 산 그룹으로 가수분해된다. 바람직하게는, 성분(D)는 폴리말레산이다. 성분(D)의 분자량은 바람직하게는 400 내지 1000이다. 성분(D)로서 유용한 생성물이 시판되고 있다.
본 발명에 따르는 조성물은 또한 물[성분(E)]을 포함한다.
본 발명에 따르는 조성물은 일반적으로 성분(A) 내지 성분(E) 및 추가의 목적하는 성분을 실온에서 어느 정도 교반하면서 혼합함으로써 문제없이 제조할 수 있다. 각각의 경우에, 특정 정도의 혼합 및/또는 온도 상승이 저장시 안정성에 관하여 잇점을 유발할 수 있다. 이러한 주장은 또한 본 발명에 따르는 조성물이 추가의 성분, 예를 들면, 하기에 보다 구체적으로 기술될 성분(F) 및/또는 성분(G)를 포함하는 경우에 적용된다.
바람직한 양태에서, 본 발명에 따르는 조성물은 필수 성분(A) 내지 성분(E) 뿐만 아니라 성분(F) 및/또는 성분(G)를 포함한다. 단일 화합물 대신, 본 발명에 따르는 조성물은 또한 후술되는 성분(F) 및/또는 성분(G)의 정의에 속하는 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다. 성분(F)는 마그네슘염 또는 칼슘염, 바람직하게는 수용성 무기 염이다. MgCl2가 특히 적합하다. 이러한 염이 존재하면 섬유가 H2O2에 의해 표백되는 통상적인 전처리 공정에 대한 본 발명에 따르는 조성물의 적합성을 증가시킬 수 있다. 이러한 공정은 과산화수소용 안정화제를 필요로 하는데, 상기한 마그네슘염 및 칼슘염이 이러한 목적으로 사용될 수 있다.
성분(G)는 화학식 V의 황산 모노에스테르의 알칼리 금속염 또는 암모늄염, 즉 화학식 R8-O-SO3 -M+(여기서, R8 및 M은 아래에 정의한 바와 같다)의 염이다.
Figure 112003037843552-pct00008
위의 화학식 V에서,
M은 Na, K 또는 NH4이고,
R8은 탄소수 4 내지 12, 바람직하게는 6 내지 10의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼이다.
이러한 모노에스테르 염을 유도하는 알콜 R8-OH는 1급, 2급 또는 3급 알콜일 수 있으며, 즉 -O-SO3 -M+ 그룹은 직쇄 또는 측쇄 1가 라디칼 R8 중의 탄소원자 상에 존재할 수 있다.
본 발명에 따르는 조성물에 성분(G)가 존재하면 이러한 수성 조성물의 안정성을 향상시킬 수 있다.
바람직한 양태에서, 본 발명에 따르는 조성물은 물[성분(E)] 100중량부당, 성분(A) 5 내지 35중량부, 바람직하게는 10 내지 25중량부; 성분(B) 10 내지 40중량부, 바람직하게는 15 내지 35중량부; 성분(C) 3 내지 30중량부, 바람직하게는 5 내지 25중량부; 성분(D) 0.5 내지 10중량부, 바람직하게는 1 내지 5중량부; 성분(F) 0 내지 30중량부, 바람직하게는 2 내지 20중량부; 성분(G) 0 내지 20중량부, 바람직하게는 2 내지 10중량부의 양으로 상기한 성분들을 포함한다.
경우에 따라, 본 발명에 따르는 조성물은, 특히 특정 전처리 공정 및 필요조건과 관련하여 추가의 성분을 포함할 수 있다. 이러한 성분은, 예들 들면, 효소 또는 추가의 계면활성제일 수 있고; 이들은 전처리 공정에 통상적인 양으로 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 성분을 사용하는 모든 개별적인 경우에 먼저 본 발명에 따르는 조성물의 상기한 잇점이 결과적으로 허용할 수 없을 정도로 감소되는지의 여부를 심사하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 조성물은 섬유재료 처리, 특히 직물 또는 편물 형태의 섬유재료 전처리에 매우 유용하다. 당해 섬유재료는 셀룰로스, 재생 셀룰로스 또는 합성 중합체 또는 이들의 배합물을 포함하는 시트상 섬유재료일 수 있다. 본 발명에 따르는 조성물은 70 내지 100중량%가 면인 시트상 섬유재료를 전처리하는 데 특히 유용하다. 예를 들면, 섬유의 나머지는 합성 섬유일 수 있다. 원면(raw cotton)으로 구성된 시트상 섬유재료를 본 발명에 따르는 조성물로 전처리하면 실리콘과 같은 고성능 소포제를 사용하지 않을 경우에도 허용할 수 있는 정도를 결코 초과하지 않는 거품 형성 경향과 함께 1차 습윤성 및 재습윤성과 관련하여 우수한 결과를 초래한다. 이러한 이유로 인해, 본 발명의 조성물은, 예를 들면, 제트 장치에서의 배치식 전처리 공정에도 매우 유용하다. 또한, 본 발명에 따르는 조성물은 표백 작업을 수행하고자 하는 전처리 공정에서도 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 전처리 공정에 통상적인 방법, 예를 들면, 침지, 패드-맹글링(pad-mangling) 등에 따라 섬유재료에 적용할 수 있다. 전처리에 사용되는 수성 액체는 통상적인 농도, 예를 들면, 총 액체를 기준으로 하여, 성분(A), 성분(B), 성분(C) 및 성분(D)의 총량의 0.03 내지 1중량%이다.
전처리 후, 섬유재료를 통상적인 공지된 방법, 예를 들면, 중간 염색 단계를 포함하거나 포함하지 않는 염색에 의해 추가로 처리한다.
이하에서 본 발명을 실시예에 의해 예시한다.
조성물은 하기 표 1에 따라 제조하며, 여기서, 각 실시예 아래의 수는 각각 당해 성분을 중량%로 나타낸 것이다.
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
a) 6 - 6 6 6 6 6
b) 12 12 12 17 - - 12
c) 6 6 6 6 18 6 6
d) 25 25 - 30 25 25 -
e) 10 10 35 - 10 10 10
f) - - - - - 12 -
g) - - - - - - 25
h) 5 5 5 5 5 5 5
물 36 42 36 36 36 36 36
a)= 염화마그네슘 6수화물[성분(E)] b)= 나트륨 쿠멘설포네이트[성분(A)] c)= 메틸-1,5-펜탄디올[성분(A)] d)= 평균 5개의 EO 단위를 갖는 에톡시화 C13 알콜의 혼합물[성분(B)] e)= 에톡시화/프로폭시화 알콜(약 C12-18), 8EO, 4PO, 블록 공중합체[성분(C)] f)= R'-OSO3Na, R'=에틸헥실[성분(F)] g)= 평균 10개의 EO 단위를 갖는 에톡시화 C13 알콜 h)= 분자량이 600 내지 800인 폴리말레산
실시예 1, 2, 5 및 6은 성분(A), 성분(B), 성분(C) 및 성분(D)를 포함하고, 즉 본 발명의 실시예이다. 실시예 3, 4 및 7은 본 발명의 실시예가 아니며, 실시예 3은 성분(B)를 포함하지 않고, 실시예 4는 성분(C)를 포함하지 않고, 실시예 7은 성분(G)에 대한 에톡시화도가 성분(B)에 대하여 필요한 것보다 높은 비교 실시예들이다.
조성물 번호 1 내지 7을 1차 습윤성, 재습윤성 및 거품 형성 경향에 대하여 모두 시험한다. 1차 습윤성은 ISO 8022 방법의 라인에서 100% 원면의 직물 샘플에서 측정한다. 시간은 직물이 당해 조성물에 의해 완전히 습윤될 때까지 측정한다(초). 따라서, 하기 표 2에서 1차 습윤성에 대한 값이 낮을수록 우수하고/신속한 습윤을 나타낸다.
전처리 조건하에 거품을 형성하는 경향은 각각의 경우 묽은 NaOH, H2O2, H2O 2용 안정화제 및 조성물 1 내지 7 중의 하나 약 1g/ℓ를 충전시킨 실험실 제트 장치에서 측정한다. 또한, 100% 면 편물의 샘플을 각각의 경우에 장치속에 넣는다. 장치의 내용물을 초기에 40℃로 가열하고, 이어서, 98℃로 가열한 다음 80℃로 냉각시키면서 기계적으로 교반한다. 생성된 거품의 양을 평가하기 위해 장치의 내용물을 단시간 동안 상기한 각각의 온도에서 유지시킨다.
재습윤성은 거품 형성도를 측정하기 위해 상기한 바와 같이 편물 샘플을 처리함으로써 측정한다. 이어서, 이들을 장치로부터 꺼내어 건조시킨다. 재습윤성 은 적하 피펫으로부터의 물방울이 직물을 완전히 습윤시키는 시간(초)을 측정함으로써 결정된다.
시험 결과는 표 2에 제시되어 있다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
1차 습윤성(초) 15 14 30 15 15 15 15
재습윤성(초) 1 1 20 3 1 3 20
거품 형성도 최소 최소 중간 매우 뚜렷함 최소 중간 매우 뚜렷함

Claims (12)

  1. 적어도, 화학식 I의 설포네이트 또는 탄소수 2 내지 12의 다가 지방족 알콜[성분(A)],
    화학식 II의 에톡시화 알콜 또는 이러한 알콜의 혼합물[성분(B)],
    화학식 III의 알콕실레이트 또는 이러한 알콕실레이트의 혼합물[성분(C)],
    폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 폴리말레산, 또는 폴리말레산 무수물의 부분 가수분해에 의해 수득 가능한 생성물[성분(D)] 및
    물[성분(E)]을 포함하는 조성물.
    화학식 I
    Figure 112007070282370-pct00009
    화학식 II
    Figure 112007070282370-pct00010
    화학식 III
    Figure 112007070282370-pct00011
    위의 화학식 I 내지 III에서,
    n은 0 내지 8이고,
    R1은 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬 라디칼, 치환되지 않은 페닐 라디칼, 또는 화학식 -SO3 -M+의 라디칼로 치환된 페닐 라디칼이며,
    R2는 서로 독립적으로 R1이거나 화학식 -SO3 -M+의 라디칼(여기서, M은 Na, K 또는 NH4이다)이고, 단 성분(A)의 경우는 화학식 -SO3 -M+의 라디칼을 하나 이상 함유하며,
    r은 1 내지 8이고,
    t는 4 내지 30이고,
    Z는, 성분(C)에 존재하는 모든 경우의 20 내지 80%가 -CH2CH2-O-이고, 성분(C)에 존재하는 모든 경우의 80 내지 20%가 -CHR4-CHR5-O-(여기서, 각각의 경우, R4 및 R5 중의 하나는 수소이고, 나머지 하나는 CH3이다)이고,
    R3은 탄소수 4 내지 20의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼이며,
    X는, 성분(B) 및 성분(C) 각각에 존재하는 모든 경우의 50 내지 100%가 수소이고, 성분(B) 및 성분(C) 각각에 존재하는 모든 경우의 0 내지 50%가 메틸, 에틸 또는 페닐 라디칼이다.
  2. 제1항에 있어서, 성분(A)가, 존재하는 모든 R2 라디칼 중의 하나 이상이 -SO3 -M+인 화학식 I의 설포네이트인, 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 성분(A)가 화학식 IV의 설포네이트인, 조성물.
    화학식 IV
    Figure 112007070282370-pct00012
    위의 화학식 IV에서,
    w는 1 내지 3이고,
    R6 라디칼 중의 하나는 치환되지 않은 페닐 라디칼이고, 나머지 R6 라디칼은 모두 수소이며,
    R7 라디칼 중의 하나는 -SO3 -M+이고, 나머지 R7 라디칼은 모두 수소이다.
  4. 제1항에 있어서, 성분(B) 및 성분(C) 각각에 존재하는 모든 X가 수소인, 조성물.
  5. 제1항, 제2항 및 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 성분(A)가 나트륨 쿠멘설포네이트 또는 칼륨 쿠멘설포네이트인, 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 성분(A)가 탄소수 4 내지 8의 2가 또는 3가 알콜인, 조성물.
  7. 제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 마그네슘염 또는 칼슘염[성분(F)] 및/또는 화학식 V의 황산 모노에스테르의 알칼리 금속염 또는 암모늄염[성분(G)]을 추가로 포함하는, 조성물.
    화학식 V
    Figure 112007070282370-pct00013
    위의 화학식 V에서,
    R8은 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 측쇄 알킬 라디칼이다.
  8. 제7항에 있어서, 성분(F)가 수용성 무기 염인, 조성물.
  9. 제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 중의 어느 한 항에 있어서, 물[성분(E)] 100중량부당 성분(A) 5 내지 35중량부, 성분(B) 10 내지 40중량부, 성분(C) 3 내지 30중량부, 성분(D) 0.5 내지 10중량부, 성분(F) 0 내지 30중량부 및 성분(G) 0 내지 20중량부를 포함하는, 조성물.
  10. 제1항, 제2항, 제4항 및 제6항 중의 어느 한 항에 따르는 조성물을 섬유재료에 적용하여 섬유재료를 처리하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 섬유재료가 면 70 내지 100중량%로 이루어진, 섬유재료를 처리하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 직물 또는 편물 형태의 섬유재료를 전처리함을 포함하는, 섬유재료를 처리하는 방법.
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