KR101162564B1 - 형광증백제 수용액 - Google Patents

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KR101162564B1
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Abstract

(A) 전체 조성물 (A)+(B)를 기준으로 하여, 2 내지 30중량%의 하나 이상의 화학식 1의 아미노 알코올 및
(B) 전체 조성물 (A)+(B)를 기준으로 하여, 70 내지 98중량%의 화학식 2의 형광증백제를 포함하는 조성물은 높은 수용해도 및 높은 저장 안정성을 특징으로 한다.
화학식 1
Figure 112006018819355-pct00018
화학식 2
Figure 112006018819355-pct00019
상기 식에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 수소, C1-C12알킬, C5-C24아릴 또는 C6-C36아르알킬이고,
R5 및 R6은 각각 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C4알킬이고,
X는 수소, 알칼리 금속 이온, 암모늄 이온 또는 화학식 1의 아미노 알코올로 부터 유도된 하이드록시알킬암모늄 라디칼이고,
R7, R8, R9 및 R10은 각각 서로 독립적으로 -OR11, -NR11R12 또는 화학식
Figure 112006018819355-pct00020
의 그룹이고, 여기서 R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 수소, 알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬, 카복시알킬, 디카복시알킬, H2N-CO-알킬 또는 알킬티오이다.
형광증백제 수용액, 수용해도, 저장 안정성, 직물 섬유, 종이

Description

형광증백제 수용액{Aqueous solutions of fluorescent whitening agents}
본 발명은 설포 그룹 함유 형광증백제 및 β-아미노 알코올을 포함하는 조성물, 당해 조성물을 포함하는 수용액, 및 직물 섬유 또는 종이의 증백에서의 당해 수용액의 용도에 관한 것이다.
시판중인 액체 형태의 형광증백제는 분말 또는 과립 형태와 비교하여, 분진이 없고 더 양호하게 칭량 분배할 수 있고 물에 대한 용해 속도가 실질적으로 증가된다는 이점이 있다. 그러나, 대부분의 설포 그룹 함유 형광증백제의 물에 대한 용해도는 적합하게 진한 용액을 제조하기에는 불충분하다. 추가로, 수용액을 저장하는 경우, 형광증백제가 결정 석출되는 경향이 있다. 따라서, 용해도 및 저장 안정성의 개선이 요구된다.
형광증백제의 용해도는 특정 보조제, 예를 들면, 요소 또는 ε-카프로락탐을 첨가함으로써 증가시킬 수 있다고 알려져 있다. 그러나, 비교적 다량의 첨가제를 첨가해야 하고, 이후 복잡한 폐수처리 과정에서 이를 제거해야 한다.
본원에 이르러 비교적 소량의 β-아미노 알코올을 첨가함으로써 설포 그룹 함유 형광증백제의 수용해도 및 당해 수용액의 저장 안정성을 실질적으로 개선시킬 수 있음이 밝혀졌다.
본 발명은 (A) 전체 조성물 (A)+(B)를 기준으로 하여, 2 내지 30중량%의 하 나 이상의 화학식 1의 아미노 알코올 및
(B) 전체 조성물 (A)+(B)를 기준으로 하여, 70 내지 98중량%의 화학식 2의 형광증백제를 포함하는 조성물에 관한 것이다.
Figure 112006018819355-pct00001
상기 식에서,
R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 수소, C1-C12알킬, C5-C24아릴 또는 C6-C36아르알킬이고,
R5 및 R6은 각각 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C4알킬이고,
X는 수소, 알칼리 금속 이온, 암모늄 이온 또는 화학식 1의 아미노 알코올로부터 유도된 하이드록시알킬암모늄 라디칼이고,
R7, R8, R9 및 R10은 각각 서로 독립적으로 -OR11, -NR11R12 또는 화학식
Figure 112006018819355-pct00003
의 그룹이고, 여기서 R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 수소, 알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬, 카복시알킬, 디카복시알킬, H2N-CO-알킬 또는 알킬티오이다.
화학식 1 또는 2의 라디칼이 알킬인 경우, 당해 라디칼은 직쇄 또는 측쇄형 라디칼일 수 있다. 이의 예는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, 2급-부틸, 3급-부틸, 아밀, 3급-아밀 (1,1-디메틸프로필), 1,1,3,3-테트라메틸부틸, 헥실, 2-메틸펜틸, 네오펜틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 및 이들 각각의 이성체이다.
치환체 R1 내지 R4로서의 아릴 라디칼은 바람직하게는 5 내지 24개, 특히 6 내지 14개의 탄소원자를 갖고, 예를 들면, 하이드록시, C1-C4알킬, C1-C4알콕시, C1-C4하이드록시알킬, 할로겐 또는 화학식 -NH-CO-R의 라디칼(여기서, R은 아미노, C1-C4알킬 또는 치환되지 않거나 하이드록시-, C1-C4알킬-, C1-C4알콕시-, C1-C4하이드록시알킬- 또는 할로-치환된 페닐이다)에 의해 치환될 수 있다.
적합한 아릴 그룹의 예는 페닐, 톨릴, 메시틸, 이시틸, 2-하이드록시페닐, 4-하이드록시페닐, 2-클로로페닐, 4-클로로페닐, 2,6-디클로로페닐, 2-아미노페닐, 3-아미노페닐, 4-아미노페닐, 4-메톡시페닐, 4-에톡시페닐, 4-아세틸아미노페닐, 나프틸 및 페난트릴이다.
치환체 R1 내지 R4로서의 아르알킬 그룹은 바람직하게는 6 내지 36개, 특히 7 내지 12개의 탄소원자를 갖고, 치환되지 않거나, 하나 이상의 C1-C4알킬 그룹, C1-C4알콕시 그룹, 할로겐 원자 또는 화학식 -NH-CO-R의 라디칼(여기서, R은 아미노, C1-C4알킬 또는 치환되지 않거나 C1-C4알킬-, C1-C4알콕시- 또는 할로-치환된 페닐이다)에 의해 치환될 수 있다.
적합한 아르알킬 그룹은 벤질, 2-페닐에틸, 톨릴메틸, 메시틸메틸 및 4-클로로페닐메틸이다.
X는 예를 들면, 수소, Na+, K+, NH4 + , N(CH3)4 +, 디- 또는 트리-알칸올암모늄 라디칼, 예를 들면, 디- 또는 트리-에탄올암모늄, 또는 화학식 1의 아미노 알코올로부터 유도된 하이드록시알킬암모늄 라디칼일 수 있다.
X는 바람직하게는 수소, Na+ 또는 K+이다.
R11 또는 R12로서 적합한 하이드록시알킬 그룹은 예를 들면, 4-하이드록시-n-부틸, 3-하이드록시-n-프로필, 2-하이드록시-n-프로필 및 특히 2-하이드록시에틸이다.
알콕시알킬 그룹의 예는 2-메톡시에틸 및 2-에톡시에틸이다.
카복시알킬 그룹은 예를 들면, 4-카복시-n-부틸, 3-카복시-n-프로필, 2-카복시-n-프로필 및 특히 2-카복시에틸이다.
적합한 알킬티오 그룹은 예를 들면, 메틸티오, 에틸티오 및 n-프로필티오이다.
본 발명에 따르는 바람직한 조성물은, 성분(A)로서 2-아미노-2-메틸-1-프로 판올, 1-아미노-2-프로판올, 또는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올과 2-(N-메틸아미노)-2-메틸-1-프로판올의 혼합물을 포함한다.
성분(B)로는, R7 및 R9가 각각 화학식
Figure 112006018819355-pct00004
의 그룹(여기서, R11은 위에서 정의한 바와 같다)인 화학식 2의 화합물이 바람직하다.
추가로, 성분(B)로서, R8 및 R10이 각각 -NR11R12(여기서, R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 수소, 2-하이드록시에틸, 2-카복시에틸, -CH2CH2-CONH2 또는 -CH(COOH)-CH2COOH이다)인 화학식 2의 화합물을 포함하는 조성물이 바람직하다.
성분(B)로는, 화학식 2a 내지 2f의 화합물이 특히 바람직하다.
Figure 112006018819355-pct00005
Figure 112006018819355-pct00006
상기 식에서,
X는 위에서 정의한 바와 같다.
양이온 X가 화학식 1의 아미노 알코올로부터 유도된 화학식 2의 화합물은 상응하는 하이드록시알킬암모늄 염 형태의 유리한 신규 형광증백제이다.
따라서, 본 발명은 또한 화학식 3의 화합물에 관한 것이다.
Figure 112006018819355-pct00007
상기 식에서,
X'는 위에 기재된 바와 같은 화학식 1의 아미노 알코올로부터 유도된 하이드록시알킬암모늄 라디칼이고,
R7, R8, R9 및 R10은 위에서 정의한 바와 같다.
하이드록시알킬암모늄 라디칼이 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 또는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올과 2-(N-메틸아미노)-2-메틸-1-프로판올의 혼합물로부터 유도된 화학식 3의 화합물이 특히 바람직하다.
이러한 하이드록시알킬암모늄 염은 본래 공지된 방법, 예를 들면, 알칼리 금속 염의 이온교환 또는 화학식 1의 상응하는 아미노 알코올에 의한 유리 산의 처리에 의해 제조한다.
위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 목적은 형광증백제의 농도가 가능한 한 높은 수용액을 제조하는 것이다.
따라서, 본 발명은 또한
(A) 화학식 1의 아미노 알코올 또는 이의 혼합물 0.5 내지 10중량%,
(B) 화학식 2의 형광증백제 또는 이의 혼합물 5 내지 40중량%,
(C) 물 50 내지 90중량% 및
(D) 첨가제 0 내지 40중량%를 함유하고,
성분 (A) + (B) + (C) + (D)의 합계량이 100중량%인 수용액에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 용액은 성분(D)로서 각종 보조제, 예를 들면, 무기산 또는 유기산, 무기 염, 요소, 비이온성 계면활성제, 보존제 또는 수혼화성 유기 용매를 포함할 수 있다.
이러한 첨가제들은 사용되는 형광증백제에 따라 용액의 특성을 추가로 개선시킬 수 있다. 예를 들면, 최대 형광증백제 농도를 증가시키거나 점도를 추가로 감소시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 바람직한 용액은 성분(D)로서 보존제를 포함한다.
수혼화성 유기 용매, 예를 들면, 알코올, 에테르 알코올, 글리콜 또는 카복실산 아미드는 용해도 증진제로서 작용할 수 있다.
이러한 용매의 예는 프로판올, 이소프로판올, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 글리세롤, 디- 또는 트리-에틸렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 포름아미드, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드, 에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, N-메틸-피롤리돈, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리비닐피롤리돈이다.
일반적으로 본 발명에 따르는 용액은, 물 또는 물과 수혼화성 유기 용매와의 혼합물에 적합한 형광증백제 또는 염료를 화학식 1의 아미노 알코올과 함께, 적합하게는 가열 및 교반하면서 용해시켜 수득한다.
본 발명에 따르는 용액은, 용해된 형광증백제의 성질에 따라, 매우 광범위한 각종 고분자량 유기 물질의 증백에 사용할 수 있다. 증백에 적합한 기재는 예를 들면, 천연, 반합성 또는 합성 직물 섬유, 종이 또는 세정 조성물이다.
종이 및 직물의 증백은 표면 가공 과정에서 수행할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 종이 및 기타 천연 또는 합성의 직물 및 비직물 유기 물질의 피복용 제제로 알고 있는 표면 가공에 필요한 피복 조성물, 예를 들면, 종이 피복 조성물에 본 발명에 따르는 용액을 첨가할 수 있다. 도포할 피복 조성물에 본 발명에 따르는 용액을 혼입한 후 본래 공지된 방법으로 기재에 도포함으로써 증백을 수행할 수 있다.
본 발명에 따르는 용액은 물을 사용하여 매우 용이하고 신속하게 희석시킬 수 있기 때문에, 통상적인 형광증백제 도포방법[예를 들면, 분사방법(exhaust method) 또는 패드 써모법(pad thermo method)]을 사용하여 직물 기재를 증백시키는 데에도 매우 적합하다. 이러한 목적을 위해, 수득된 도포 용액(여기에 통상적인 보조제를 첨가할 수 있다)이 목적하는 형광증백제 농도를 갖도록 진한 용액을 물로 희석한다.
증백에 적합한 직물 섬유는 합성 물질, 예를 들면, 폴리아미드, 반합성 물질, 예를 들면, 재생 셀룰로즈, 천연 물질, 예를 들면, 양모 또는 면, 및 섬유 혼방사, 예를 들면, 폴리에스테르/면이고, 천연 섬유는 직물 산업에서 통상적인 방법으로 가공할 수 있다.
증백시킬 직물 재료는 각종 가공 상태일 수 있다(원료, 반가공 제품 또는 최 종 제품). 섬유 재료는 예를 들면, 스테이플 섬유(staple fiber), 플록(flock), 행크(hank), 직물 트레드(textile thread), 사(yarn), 연사(twisted yarn), 부직포 섬유 재료, 펠트, 배트(batt), 플록킹 제품(flocked article), 직물 복합체(textile composite) 또는 편물 제품일 수 있고, 바람직하게는 직물 형태이다.
이의 처리는, 임의로 분산제, 안정화제, 습윤화제 및 추가의 보조제를 첨가한 후, 본 발명에 따르는 희석 용액을 사용하여 수행한다. 용해된 형광증백제에 따라, 당해 과정을 산, 알칼리 또는 바람직하게는 중성 욕(bath)에서 수행하는 것이 유리할 수 있다. 일반적으로, 처리는 약 20 내지 140℃, 예를 들면, 욕의 비점 또는 비점 주변 온도(약 90℃)에서 수행한다.
또한, 다음의 보조제를 욕에 가할 수 있다: 염료(쉐이딩(shading)), 안료(착색 안료 또는 특히 백색 안료), 담체, 습윤화제, 연화제, 팽창제, 항산화제, 광안정화제, 열안정화제, 화학 표백제, 가교결합제, 가공제(finishing agent) 및 각종 직물 가공 방법에 사용되는 제제, 특히 합성 수지 가공용 제제, 및 난연 가공, 수월한 조작, 먼지 제거 또는 대전방지 가공 또는 항미생물 가공용 제제.
본 발명에 따라 진한 형광증백제 용액을 희석시켜 상응하는 도포욕을 형성하는 경우, 해당 기재를 함침시킬 때 형광증백제를 0.0001 내지 2중량%, 바람직하게는 0.0005 내지 0.5중량% 흡수하도록 한다. 필요한 농도는, 사용되는 액 비율, 기재 성질 및 용해된 형광증백제에 따라 이들 값으로부터 간단한 수단에 의해 유도한다.
또한, 본 발명에 따르는 용액을 세정욕 또는 세정 조성물에 첨가할 수 있다. 간단히 세정욕에 목적하는 양의 형광증백제를 함유하는 용액량을 첨가한다. 본 발명에 따르는 용액을, 제조공정의 임의의 단계에서 세정 조성물에 첨가, 예를 들면, 액체 세정제 조합물 제조 동안 또는 세정 분말의 미립자화 전에 슬러리에 첨가할 수 있다.
아래의 실시예로 본 발명을 설명한다.
각각의 성분들을 혼합하여 실시예 1, 2 및 3에 기재된 용액을 제조하고 저장 안정성 및 온도 안정성 시험을 수행하였다.
결과는 표 1에 나타내었다.
실시예 1:
X가 H인 화학식 2b의 화합물 22중량%
1-아미노-2-프로판올 5중량%
탈이온수 73중량%
실시예 2:
X가 H인 화학식 2b의 화합물 22중량%
2-아미노-2-메틸-1-프로판올 5중량%
탈이온수 73중량%
실시예 3:
X가 H인 화학식 2b의 화합물 19.9중량%
2-아미노-2-메틸-1-프로판올 2.5중량%
KOH (50%) 2.0중량%
탈이온수 75.6중량%
Figure 112006018819355-pct00008
Figure 112006018819355-pct00009
Figure 112006018819355-pct00010

Claims (11)

  1. (A) 전체 조성물 (A)+(B)를 기준으로, 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올 및 2-아미노-2-메틸-1-프로판올과 2-(N-메틸아미노)-2-메틸-1-프로판올의 혼합물 중 하나 이상의 아미노 알코올 2 내지 30중량% 및
    (B) 전체 조성물 (A)+(B)를 기준으로, 화학식 2의 형광증백제 70 내지 98중량%를 포함하는 조성물.
    화학식 2
    Figure 112011071354567-pct00012
    상기 식에서,
    X는 수소, 알칼리 금속 이온, 암모늄 이온 또는 상기 아미노 알코올로부터 유도된 하이드록시알킬암모늄 라디칼이고,
    R7, R8, R9 및 R10은 각각 서로 독립적으로 -OR11, -NR11R12 또는 화학식
    Figure 112011071354567-pct00013
    의 그룹이고, 여기서 R11 및 R12는 각각 서로 독립적으로 수소, 알킬, 하이드록시알킬, 알콕시알킬, 카복시알킬, 디카복시알킬, H2N-CO-알킬 또는 알킬티오이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 성분(B)가, R7 및 R9가 각각 화학식
    Figure 112011071354567-pct00014
    의 그룹이고 R11이 제1항에서 정의한 바와 같은 화학식 2의 화합물인 조성물.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 성분(B)가, R8 및 R10이 각각 -NR11R12이고 R11 및 R12가 각각 서로 독립적으로 수소, 2-하이드록시에틸, 2-카복시에틸, -CH2CH2-CONH2 또는 -CH(COOH)-CH2COOH인 화학식 2의 화합물인 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 성분(B)가 화학식 2a 내지 2f의 화합물인 조성물.
    Figure 112011071354567-pct00015
    Figure 112011071354567-pct00016
    상기 식에서,
    X는 제1항에서 정의한 바와 같다.
  6. 화학식 3의 화합물.
    화학식 3
    Figure 112011071354567-pct00017
    상기 식에서,
    X'는 화학식 1의 아미노 알코올로부터 유도된 하이드록시알킬암모늄 라디칼이고,
    화학식 1
    Figure 112011071354567-pct00021
    R1, R2, R3 및 R4는 각각 서로 독립적으로 수소, C1-C12알킬, C5-C24아릴 또는 C6-C36아르알킬이고, R5 및 R6은 각각 서로 독립적으로 수소 또는 C1-C4알킬이며,
    R7, R8, R9 및 R10은 제1항에서 정의한 바와 같다.
  7. 제6항에 있어서, 하이드록시알킬암모늄 라디칼이 2-아미노-2-메틸-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 또는 2-아미노-2-메틸-1-프로판올과 2-(N-메틸아미노)-2-메틸-1-프로판올의 혼합물로부터 유도되는 화학식 3의 화합물.
  8. (A) 제1항에 따르는 아미노 알코올 또는 이의 혼합물 0.5 내지 10중량%,
    (B) 제1항에 따르는 화학식 2의 형광증백제 또는 이의 혼합물 5 내지 40중량%,
    (C) 물 50 내지 90중량% 및
    (D) 첨가제 0 내지 40중량를 함유하고,
    성분 (A) + (B) + (C) + (D)의 합계량이 100중량%인 수용액.
  9. 제8항에 있어서, 성분(D)가 보존제인 수용액.
  10. 제8항에 있어서, 천연, 반합성 또는 합성 직물 섬유의 증백에 사용되는 수용액.
  11. 제8항에 있어서, 종이의 증백에 사용되는 수용액.
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