KR101413204B1 - 양모용 고속 방적용 유제 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 미네랄 오일, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르, 트리데실알코올에톡실레이트, 라우릴알코올에톡실레이트, 선형 도데실벤젠설포네이트, 알킬포스페이트 및 기타 첨가제를 함유하는 양모용 고속 방적용 유제에 관한 것이다.
본 발명에 따른 방적 유제는, 윤활성, 대전방지성, 경시안정성이 우수할 뿐 아니라, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르를 함유함으로써, 집속성, 열안정성이 뛰어나 고속 방적에 적합하다. 또한, 환경규제물질인 알킬페놀에톡실레이트 대신에 트리데실알코올에톡실레이트, 라우릴알코올에톡시레이트와 같은 유화제를 사용하여, 인체 및 환경에 무해하며, 성능적인 면에 있어서도, 유화안정성이 뛰어나고, 유제의 섬유에의 흡착성을 향상시키며, 세척성이 우수한 양모용 고속 방적용 유제를 얻을 수 있다.

Description

양모용 고속 방적용 유제{HIGH-SPEED SPINNING LUBRICANT FOR WOOL}

본 발명은 양모의 방적 작업에 사용되는 양모용 고속 방적용 유제에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 미네랄 오일, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르, 트리데실알코올에톡실레이트, 라우릴알코올에톡실레이트, 선형 도데실벤젠설포네이트, 알킬포스페이트 및 기타 첨가제를 포함하는 양모용 고속 방적용 유제에 관한 것이다.

방적 공정에서는, 섬유에 방적 성능을 부여하고, 사질을 향상시키기 위해 방적 유제를 사용한다. 섬유 덩어리를 펴고 당겨서 가지런히 하여 꼬임을 주어 실을 제조하는 방적 공정에 있어서는, 섬유 상호 및 섬유와 방적 기계를 구성하는 금속 또는 고무 등의 접촉부와의 사이에 마찰이 중요한 요소로 작용하고, 이 마찰을 조절하는 것이 방적 유제의 가장 큰 역할이다.

양모는 표면이 스케일 구조로 된 포합성이 큰 섬유이지만 스케일 방향에 따라 마찰계수의 차이가 크다. 따라서 균일한 실을 얻을 수 있도록 방적 공정에서 윤활 작용을 하는 적절한 방적 유제의 선택이 필요하다.

일반적으로, 양모용 방적용 유제는 상기 특성과 더불어 집속성, 대전방지성, 유화안정성, 세정성 등의 조건을 갖춘 성분들의 적절한 배합으로 이루어진 조성물이어야 한다.

그러나, 종래의 유제는 오일의 입자가 크기 때문에, 에멀전시 침전물이 생기고, 섬유로의 침투성이 떨어지며, 정련 작업시 제거되지 않은 잔류 유제에 의한 염료의 미염착으로 인해 염색 불균일을 일으키는 문제가 있었다.

특히, 고속 방적용 유제는, 연속 작업이 가능하고 연속 방적시 열이 발생하여 실이 끓어지는 것을 방지하기 위해서 높은 열안정성 및 집속성이 요구되는데, 종래의 유제로는 이러한 요구 특성을 충족시킬 수가 없었다.

또한, 종래의 유제는 알킬페놀에톡실레이트를 함유하고 있는데, 알킬페놀에톡실레이트는, 환경규제물질로서 인체에 유해한 물질이므로, 이를 대체할 수 있는 성분을 함유하는 방적 유제의 개발이 필요한 실정이었다.

본 발명은 상기 종래 방적 유제의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 윤활성, 대전방지성, 유제의 경시안정성이 우수할 뿐 아니라, 높은 열안정성 및 집속성을 가져 고속 방적에 있어서의 작업성이 뛰어나며, 오일의 입자가 매우 작아 섬유로의 침투성 및 정련 작업시 유제의 세척성이 우수하며, 인체에 유해하지 않은, 양모용 고속 방적용 유제를 제공하는 것을 목적으로 한다.

<1> 본 발명에 의한 양모용 고속 방적용 유제는, 미네랄 오일, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르, 트리데실알코올에톡실레이트, 라우릴알코올에톡실레이트, 선형 도데실벤젠설포네이트, 알킬포스페이트 및 기타 첨가제를 함유한다.

<2> 본 발명의 다른 태양은, <1>에 기재된 양모용 고속 방적용 유제에 있어서, 기타 첨가제로서, 옥탄올, 올레일알코올 및 알킬아미드를 함유하는 것을 특징으로 하는 양모용 고속 방적용 유제이다.

<3> 본 발명의 또 다른 태양은, <1> 또는 <2>에 기재된 양모용 고속 방적용 유제에 있어서, 상기 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르를 3중량%∼6중량%만큼 함유하는 것을 특징으로 하는 양모용 고속 방적용 유제이다.

<4> 본 발명의 또 다른 태양은, <1> 또는 <2>에 기재된 양모용 고속 방적용 유제에 있어서, 상기 트리데실알코올에톡실레이트 및 라우릴알코올에톡실레이트를 각각 6중량%∼10중량%만큼 함유하는 것을 특징으로 하는 양모용 고속 방적용 유제이다.

본 발명에 따른 방적 유제는, 윤활성, 대전방지성, 경시안정성이 우수할 뿐 아니라, 유제의 성분으로 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르를 함유함으로써, 양모의 방적 작업에서 섬유의 집속성이 향상되고, 열안정성이 뛰어나게 되어, 연속 방적시 고온의 열이 발생하여 실이 끊어지는 것을 방지하는 등의 작업성을 향상시킬 수 있으므로, 고속 방적에 매우 적합하다.

또한, 환경규제물질인 알킬페놀에톡실레이트 대신에 트리데실알코올에톡실레이트, 및 라우릴알코올에톡실레이트와 같은 유화제를 사용하여, 인체 및 환경에 무해하다. 또, 성능적인 면에 있어서도, 트리데실알코올에톡실레이트 및 라우릴알코올에톡실레이트는, 유화안정성이 뛰어나고 오일의 입자를 매우 작게 만들어 유제의 섬유로의 흡착성을 향상시킬 수 있으며, 또한 정련 작업시 유제가 용이하게 제거될 수 있으므로 매우 유용하다.

본 발명의 양모용 고속 방적용 유제 조성물의 각각의 성분을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

미네랄 오일은, 석유에서 얻은 액체 상태의 탄화수소류의 혼합물로, 석유계 광물유라고도 한다. 방적 유제에 있어서, 미네랄 오일은 유제의 주성분으로 방적 공정에서 윤활성 및 평활성을 부여하기 위해 사용된다.

본 발명에서는, 동점도(40℃, cst)가 6.12∼7.48이고, 인화점이 최소 130℃이며, 밀도(15℃)가 최대 0.90이며, 총산도(mgKOH/g)가 최대 0.1인 미네랄 오일이 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 미네랄 오일은, 윤활성 및 집속성 등의 특성을 고려하여, 전체 유제에 대하여, 40중량%∼60중량%만큼 함유하는 것이 바람직하다.

고속 방적은, 연속 방적을 통한 고속도, 단공정으로 방적사의 품질이 양호한 방적 작업으로, 고속 방적시 작업 공정의 효율을 극대화시키기 위해서는 고속 방적에 적합한 유제를 사용할 필요가 있다. 즉, 연속 작업으로 발생하는 고온의 열에 의해서도 실이 끊어지지 않도록 열안정성, 내열성을 향상시킬 수 있는 유제를 사용하여야 한다.

본 발명의 양모용 방적 유제는, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르를 함유함으로써, 집속성을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 열안정성도 가질 수 있어서, 고속 방적에 적합하다.

상기 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르의 바람직한 예로는, 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌글리콜모노부틸에테르를 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르의 분자량은 200∼800, 바람직하게는 300∼600이며, 더욱 바람직하게는 350∼450이다.

폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르의 함유량은, 3중량%∼6중량%인 것이 바람직하다. 3중량% 미만이면 집속성이 미비해지고, 6중량% 이상이면 세정성이 나빠지고, 잔지율이 높아져 작업성이 나빠지기 때문이다.

종래의 양모용 방적 유제에는 비이온 계면활성제인 알킬페놀에톡실레이트가 널리 사용되고 있었다. 생물 및 인간에 대한 알킬페놀에톡실레이트 자체의 독성은 매우 낮지만, 이것의 분해 산물인 알킬페놀 화합물이 독성을 가지게 되므로, 인체에 유해한 물질이 될 수 있다. 알킬페놀에톡실레이트는, 자연계로 방출되면, 에톡시기가 1차적인 생물 분해에 의해 쉽게 떨어져 나가 알킬페놀류를 생성하기 때문이다. 국내에서 알킬페놀 화합물은 내분비계 장애물질로 분류되고 있으며, 세척제에 사용할 수 없는 성분으로 규정되고 있다. 따라서, 알킬페놀에톡실레이트를 함유하지 않는 양모용 방적 유제의 개발이 필요한 실정이었고, 본 발명자는, 알킬페놀에톡실레이트의 대체 성분으로, 트리데실알코올에톡실레이트 및 라우릴알코올에톡실레이트를 사용하여 인체 및 환경에 무해한 방적 유제를 개발함으로써, 그러한 문제를 해결할 수 있었다.

본 발명의 방적 유제는, 미네랄 오일을 수중에서 유화 또는 분산시킨 상태로 만드는 유화제를 함유하는데, 상기 트리데실알코올에톡실레이트 및 라우릴알코올에톡실레이트가 미네랄 오일의 유화제로 기능하고, 그 유화안정성이 매우 뛰어나다. 종래의 방적 유제는 입자의 크기가 커서 에멀전시 침전물 등으로 인한 부작용이 있었다. 즉, 입자의 크기가 크면, 유제의 섬유로의 흡착성 및 침투성이 떨어지고, 염색 전에 유제를 제거하는 정련 공정에서 침전물의 생성으로 인해 유제가 잘 제거되지 않으며, 유제가 제거되지 않은 부분에는 염료가 염착되지 않기 때문에 섬유의 염색이 균일하게 되지 않는 문제가 발생한다. 그러나, 본 발명에서는 트리데실알코올에톡실레이트 및 라우릴알코올에톡실레이트를 미네랄 오일의 유화제로 사용함으로써, 오일의 입자를 매우 작게 할 수 있어서, 유제가 투명액상의 용액이 되고, 섬유로의 흡착성 및 침투성이 뛰어나며, 또한, 섬유의 염색 전에 유제를 제거하는 작업, 즉 정련 작업시에 유제가 잘 제거될 수 있다.

트리데실알코올에톡실레이트 및 라우릴알코올에톡실레이트의 함유량은, 각각 6중량%∼10중량%인 것이 바람직하다.

그 밖의 유화제로서 선형 도데실벤젠설포네이트를 함유할 수 있고, 그 함유량은, 3중량%∼6중량%인 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 선형 도데실벤젠설포네이트의 예로서는, 선형도데실벤젠설포네이트의 포타슘 염 또는 소디움 염을 들 수 있다.

방적 공정에 있어서, 고온 열처리 과정 또는 습도가 낮은 경우, 정전기적 부하가 발생하는데, 이로 인해, 보푸라기, 부풀림, 롤러 덮임, 실 응집 부족 등의 문제가 생겨, 품질이 저하되거나, 생산량이 감소하고, 또한 작동이 불가능해지기도 한다. 본 발명에서는, 알킬포스페이트를 첨가하여 방적 유제가 대전방지성을 가지도록 하였다.

본 발명에 사용되는 알킬포스페이트의 예로는, 라우릴포스페이트 포타슘 염을 들 수 있고, 알킬포스페이트의 함유량은, 6중량%∼10중량%인 것이 바람직하다.

그 외의 첨가제로, 옥탄올, 올레일알코올, 알킬아미드 등을 들 수 있다.

유제는, 시간이 지남에 따라 층분리 현상이 생길 수 있고, 이를 방지하기 위해, 본 발명에서는 옥탄올 및 올레일알코올을 함유함으로써, 유제의 경시안정성을 향상시킬 수 있다. 특히, 올레일알코올은 유제 제조 공정에 있어서, 가장 마지막에 투입되는 것으로, 다른 원료들을 먼저 투입한 후 물에 대한 오일의 용해성을 판단하여 그 투입량을 결정하게 된다.

옥탄올의 함유량은, 0.3중량%∼0.6중량%인 것이 바람직하고, 올레일알코올의 함유량은, 2중량%∼4중량%인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 방적 유제는 마찰조절제로 알킬아미드를 함유할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 알킬아미드의 예로는, 라우릴아미드를 들 수 있고, 알킬아미드의 함유량은, 10중량%∼15중량%인 것이 바람직하다.

양모 방적시 본 방적 유제의 급유량은 양모 섬유에 대하여 순유분으로 0.5%∼1%(o.p.u, Oil Pick-Up)가 되도록 스프레이 혹은 드롭 방식으로 급유해 주면 된다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시예

하기 실시예 및 비교예에서 사용되는 물질의 조성비는 [표 1]에 나타낸 바와 같다.

<실시예 1>

(1) 원료 투입

상온에서 라우릴포스페이트 포타슘 염, 소디움 도데실벤젠설포네이트(선형)(LTC, PYC사), 폴리옥시에틸렌-폴리옥시프로필렌글리콜모노부틸에테르(BR-550, KPX GREEN CHEMICAL사), 트리데실알코올에톡실레이트, 라우릴알코올에톡실레이트, 옥탄올, 미네랄오일(SPO, 미창석유), 라우릴아미드를 순서대로, 하기 [표 1]에 나타낸 조성비로 투입하고, 50∼60℃로 승온하여 교반하였다. 그리고 약 30분 숙성한 후, 상수를 표 1에 나타낸 비율이 되도록 투입하였다.

(2) 용해성 실험 및 올레일알코올의 투입

올레일알코올(UJ-9N, COGNIS사) 투입 전에 미리 아래 용해성 실험을 한 후, 올레일알코올의 투입량을 결정하였다.

[용해성 실험]

올레일알코올 투입 후 상기 유제를 20% 용액으로 용해한 다음, 육안으로 관찰하였을 때, 투명한 푸른빛을 띄어야 하고, CLOUD POINT는 70℃ 이상이어야 한다.

(3) 숙성

1시간 동안 교반하면서 숙성시켜 양모용 고속 방적용 유제를 제조하였다.

<비교예 1∼5>

구성 성분의 조성비를 하기 [표 1]에 나타낸 것으로 한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 제조하였다.

[표 1]

<평가>

상기 실시예 및 제조예의 양모용 고속 방적용 유제에 대한 물성 평가는 다음과 같은 방법으로 실시하였고, 그 결과는 [표 2]와 [표 3]에 나타낸다.

(1) 윤활성

쇠구슬을, 상기 양모용 방적 유제의 유화액(30중량%)을 넣은 용기에 고정시키고, 마모 시험기를 사용하여 회전시킨 후, 마모될 때의 압력을 측정하였다.

[평가기준]

○ : 3kg/㎠ 이상

△ : 2∼3kg/㎠

× : 2kg/㎠ 이하

(2) 내열성

시험관에 상기 양모용 방적 유제의 원액을 넣고, 200℃에서 2시간 방치하였다. 열을 가하기 전, 후의 GARDNER COLOR를 측정하여 그 차이를 측정하였다.

[평가기준]

○ : 2 이하

△ : 2∼3

× : 3 이상

(3) 타르화 시험

상기 양모용 방적 유제의 원액을 전기로에 넣고 700∼800℃에서 30분간 가열한 후, 타르화 물질을 아세톤으로 세척한 다음, 남아있는 타르량을 계산하였다.

[평가기준]

○ : 타르량 5%

△ : 타르량 5∼10%

× : 타르량 10% 이상

(4) 해사장력

상기 양모용 방적 유제를 사용하여 방적 작업을 한 다음, 콘에 감은 방적사에 대하여 1개월이 지난 후 해사장력 측정기(PA-701, Toray사)로 해사장력을 측정하였다.

(5) 정련성

물 400g에 유제 0.8g을 혼합한 용액을 45∼50℃로 가열하여 양모 섬유 20g을 넣고 20분간 교반한 다음, 물에 3번 씻어내어 열풍 건조기로 1시간 동안 건조시킨 후 무게를 달아 세정제거율을 측정하였다.

[평가기준]

○ : 1.0% 이하

△ : 1.0∼3.0%

× : 3.0% 이상

(6) 잔지율

양모 섬유 약 10g을 2등분하여, 한 개는 수분율을 구하고, 다른 한 개는 무게를 측정한 후, 속슬렛 추출기에 삽입하여 적당량의 에틸에테르를 사용하여 추출하였다.

[조건]

에틸에테르의 순환 횟수 : 1 시간당 8회

추출시간 : 4시간

건조온도 : 105℃±2℃

추출과 건조가 끝난 후 무게를 측정하고, 에틸에테르의 무게를 구해서 잔지율을 측정하였다.

(w=시험편의 원무게(g), w'=시험편의 건조무게 (g))

(F=잔지율(중량%), ε=에틸에테르 추출물의 무게, R=시험편의 수분율(%))

[평가기준]

○ : 0.5% 이하

△ : 0.5∼1.0 %

× : 1.0% 이상

<결과>

[표 2]

상기 표 2의 결과로부터 알 수 있듯이, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르를 첨가하지 않은 경우에 비해, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르를 첨가한 방적 유제가 윤활성, 내열성, 타르화 시험에 있어 우수한 물성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 이로써, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르는 방적 유제에서 마찰방지와 함께 열안정성을 발휘한다는 것을 알 수 있다. 또한, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르의 함유량이 3중량% 미만인 경우(비교예 1, 2)는 해사장력이 낮은 것으로 보아, 집속성이 떨어짐을 알 수 있다. 또, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르의 함유량이 6중량% 이상인 경우(비교예 3)는 세정성이 떨어짐을 확인할 수 있다.

[표 3]

상기 표 3의 결과로부터 알 수 있듯이, 트리데실알코올에톡시레이트 및 라우릴알코올데톡시레이트를 6중량% 미만으로 함유하면, 분산시 유제 입자의 크기가 크고, 세정시 유제가 잘 제거되지 않음을 확인할 수 있다.

Claims (4)

1. 미네랄 오일, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르, 트리데실알코올에톡실레이트, 라우릴알코올에톡실레이트, 선형 도데실벤젠설포네이트, 알킬포스페이트 및 기타 첨가제를 함유하는 양모용 고속 방적용 유제이며, 폴리옥시알킬렌글리콜모노부틸에테르를 3중량%∼6중량%, 트리데실알코올에톡실레이트 및 라우릴알코올에톡실레이트를 각각 6중량%∼10중량% 함유하는 것을 특징으로 하는 양모용 고속 방적용 유제.
2. 제1항에 있어서,
   기타 첨가제로서, 옥탄올, 올레일알코올 및 알킬아미드를 함유하는 것을 특징으로 하는 양모용 고속 방적용 유제.
3. 삭제
4. 삭제