KR101771238B1 - 세탁 및 드라이크리닝용 양친매성 용제 및 이를 포함한 조성물 - Google Patents

세탁 및 드라이크리닝용 양친매성 용제 및 이를 포함한 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 섬유 또는 의류 세탁용 용제 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것으로서, 특정 화학식을 갖는 상기 섬유 또는 의류 세탁용 용제 및 이를 포함하는 조성물, 특히 2가지 이상의 용제를 동시에 포함하는 섬유 또는 의류 세탁용 용제 혼합물을 제공한다. 본 발명에 따른 섬유 또는 의류 세탁용 용제 조성물은 인체와 환경에 안전하면서도 유성 오염 및 수성 오염에 대한 세정력이 우수하며, 건조가 빠르고 용이하다. 따라서 본 발명의 용제를 이용하여 가정에서도 직접 섬유 또는 의류를 세탁 및/또는 드라이크리닝하거나, 또는 이를 함유하는 조성물을 이용하여 섬유 또는 의류를 세탁 및/또는 드라이크리닝할 수 있다.

Description

세탁 및 드라이크리닝용 양친매성 용제 및 이를 포함한 조성물{Amphiphilic solvent for cleaning and dry-cleaning, and composition containing the same solvent}
본 발명은 세탁, 드라이크리닝 등 섬유 및 의류를 세탁하기 위한 용제, 이러한 용제를 포함하는 세탁용 조성물, 드라이크리닝용 조성물 등에 관한 것이다.
일반적으로 섬유나 의류의 오염을 제거하는 과정인 세탁이라 함은 크게 두 가지로 분류된다. 첫째는 물에 계면활성제를 분산하고 물의 알카리도를 증가시켜 오염을 제거하고, 이를 헹굼 후, 탈수 건조하는 일반적인 방법인 세탁세제를 이용하는 방법이다. 둘째는 상기 알카리 세탁 조건, 물과의 장기적인 접촉, 장시간 강하게 구동되는 세탁기의 물리력에 의해서 섬유 표면 및 내부에 변형을 일으켜 윤기를 상실하고 수축이나 이완 등의 변형을 일으킬 수 있는 섬유 (예를 들어, 모직이나 견직물과 같은 천연 단백질계 섬유 및 인조견이나 아세테이트 섬유)의 경우 용제(솔벤트)라 불리는 석유계, 염소계, 글리콜 에스터계, 고리형실리콘 또는 실리콘계, 불소계, 리모넨 등의 터펜 오일계 용제 등을 이용하여 유성 오염을 용해시켜 제거하고 이들 용제를 의류로부터 물리적 방법으로 제거시킨 후, 건조하여 용제를 휘발시키는 방법인 드라이크리닝 방법이다. 그리고, 이러한 일반적인 세탁과 별도로, 섬유나 의류의 특정 부분의 오염을 제거하는 과정인 전처리 세탁이라 함은 오염된 음식물, 인체 분비물, 펜, 화장품 등의 특정 얼룩만을 효과적으로 제거하기 위하여 오염별 부분 얼룩 제거제를 이용하는 방법이다.
일반적인 세탁 세제를 이용하는 세탁 방법에 있어서 물을 다량으로 이용하기 때문에 수성 오염 제거 효과는 우수하지만 유성 오염 제거에 한계가 있고, 알카리 세탁 조건 및 물과의 장기적인 접촉에 의해서 섬유 표면 및 내부에 변형을 일으켜 윤기를 상실하고 수축이나 이완 등의 변형을 일으킬 수 있는 단점이 있다.
최근 세제의 염기성에 의한 의류 손상 및 변형을 방지하기 위하여 중성의 액상 세제들이 시판되고 있으나 이들 역시 물에 희석하여 사용하는 것으로 물에 의한 변형은 완화할 수 없다는 단점이 여전히 존재한다.
한편 이러한 물세탁의 단점인 섬유 및 의류의 손상이나 변형을 방지하는 세탁 방법인 드라이크리닝 방법은 유성오염 제거에는 우수한 특성을 나타내지만 수성 오염 제거에는 한계가 있다. 이러한 수성 오염 제거력을 개선하기 위하여 음이온성, 비이온성, 양이온성, 양쪽성 등의 다양한 이온성의 계면활성제와 극소량의 물을 혼합한 「소프」로 통칭되는 성분을 드라이크리닝 용제에 극소량 첨가하여 세탁하는 방법이 이용된다. 그러나, 드라이크리닝의 용제가 물과 친화도가 낮아서 함유할 수 있는 소프의 양에 한계가 있고, 따라서 여전히 수성 오염을 제거하기 어렵다.
드라이크리닝 세탁에 이용되는 각각의 용제 특성을 살펴보면 다음과 같다.
드라이크리닝에 가장 일반적으로 사용되는 염소계 용제인 퍼클로로에틸렌(PERC), 트리클로로에틸렌 등은 옷감에 손상을 주지 않으면서 불연성이라는 장점이 있다. 그러나, 대기오염을 야기하고, 비생분해성이며, 특히 인체에 발암성을 갖는 문제점이 있다.
따라서 최근에는 C5-C13 정도의 석유계 직쇄, 분기쇄, 고리형 등이 혼합된 형태의 탄화수소를 염소계 용제 대신 사용하고 있다. 하지만 이들 탄화수소계 용제는 화재 및 폭발의 위험성이 있고, 환경 오염을 야기하며 VOC(오존 생성의 원인 물질), 용제 자체에 미생물 오염 문제가 있다. 또 대표적인 탄화수소형 드라이 크리닝 용제인 스토다드 솔벤트(Stoddard Solvent)의 경우 흡입 발암성이 확인된 바 있다.
이에 따라서 드라이크리닝에 있어서 인체에 보다 안전하고 친환경적인 용제를 개발하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있다.
미국특허 등록번호 제7087094호 (디프로필렌글리콜 n-프로필에테르)와 제7144850호 (디프로필렌글리콜 디메틸에테르)는 에틸렌글리콜에테르 형태의 용제를 개시하고 있다. 이들 글리콜 에테르계 용제의 경우 인체 및 환경에 상대적으로 안전하고, 물을 일정부분 함유할 수 있어 유성 오염뿐만 아니라 수성 오염도 제거할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 휘발 속도가 매우 느려 섬유나 의류를 건조시키는데 많은 에너지 및 시간이 소요되는 단점이 있다.
또한 미국특허 등록번호 제4685930호, 제6042617호 및 제6063135호는 친환경 드라이 크리닝 용제로 고리형 실리콘계 용제를 이용하고 있다. 그러나, 고리형 실리콘도 발암성이 있으며, 물에 대한 친화력이 매우 낮고, 유성 오염 제거 능력 또한 매우 낮은 단점이 있다.
그리고, 전처리 세탁에 이용되는 부분 얼룩 제거제는 인체에 적용하기에는 논란의 소지가 있는 성분들을 포함하고 있으며, 이들을 세탁에 사용하였을 때 발생하는 냄새가 불쾌감과 어지러움을 유발할 수 있는 단점이 존재한다.
이처럼, 드라이크리닝 또는 전처리 세탁에 사용되는 용제들은 인체 및 환경에 유해하여 밀폐식 세탁 시스템을 필요로 하며, 화재나 폭발의 위험성이 크기 때문에 이들 용제에 대한 사용 규제 및 제한이 강화되고 있는 실정이다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수성 오염 및 유성 오염을 동시에 제거하면서, 인체 및 환경에도 안전하여 비밀폐식으로 세탁 및 드라이크리닝이 가능할 뿐만 아니라, 통상적인 세탁 조건에서 건조가 용이하여 세탁 용제로 사용하기에 적당하고, 세탁 용제로서의 여러 물성에 매우 적합한 세탁용 용제, 이러한 용제를 포함한 조성물, 및 이러한 용제를 이용한 세탁 방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 섬유 또는 의류를 세탁하기 위한 용도로 사용되는 하기 화학식 1로 표시되는 일반 세탁 또는 드라이크리닝용 용제를 제공한다.
Figure 112011065495892-pat00001
상기 화학식 1에서, R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소 혹은 탄소수 1 내지 24의 알킬이거나, R1, R2 및 R3 중 둘 이상은 서로 연결되어 탄소수 3 내지 8의 헤테로사이클로알킬을 형성하며, R1, R2, R3 중 하나 이상이 탄소수 1 내지 24의 알킬이고, 다만 R1, R2, R3 중 2개가 수소인 경우, 나머지 하나는 탄소수 4 내지 24의 알킬이다.
본 발명에 따른 양친매성 용제는 글리세린의 3개의 히드록시기 중 1개 이상이 알킬기로 치환된 화학식 1의 구조를 갖는 것으로서, 알킬기로부터 유래된 친유성이 강하여 유성 오염에 대한 세정력이 매우 우수할 뿐만 아니라, 히드록시기로부터 유래된 친수성과 극성 때문에 수성 오염에 대한 세정력도 매우 우수하다. 따라서, 기존의 드라이크리닝 용제의 큰 문제점이었던 지나친 친유성에 따른 수성 오염 세정력의 한계를 개선할 수 있다. 즉, 본 발명의 용제의 경우 양친매성 특성으로 인해 기존의 드라이크리닝 용제에 비하여 우수한 수성 오염 세정 능력을 나타낼 수 있다.
또한, 화장품이나 식품 등에 널리 사용되고 있는 글리세롤로부터 유도된 화학식 1의 화합물을 섬유 또는 의류 세탁용 용제로 사용함으로써 인체 및 환경에 보다 안전할 것으로 생각되고, 섬유와 의류에 유연성을 제공할 수 있다는 장점도 있으며, 기존의 드라이크리닝 용제에 비해 높은 끓는점을 가지므로 화재 및 폭발의 위험성 문제를 완화할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명자는 세탁 후의 섬유 또는 의류에 윤기와 좋은 촉감을 부여하기 위하여 연구하던 중, 모발에 윤기를 주는 실리콘들의 굴절률이 높아(약 1.44) 이러한 특성을 제공한다는 것을 알아내고, 상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 중 2개의 작용기가 수소이고 나머지 1개의 작용기가 탄소수 4 내지 24의 알킬을 가질 경우 약 1.44 이상의 높은 굴절률을 가지면서 실제로 섬유 또는 의류에 윤기와 좋은 촉감을 제공할 수 있다는 사실을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이에 따라, 기존의 드라이크리닝 용제와 달리, 본 발명은 상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 중 2개의 작용기가 수소이고 나머지 1개의 작용기가 탄소수 4 내지 24의 알킬을 갖는 용제를 사용하여 세탁 후의 섬유 또는 의류에 윤기와 우수한 촉감을 부여할 수 있으며, 이러한 용제로서 바람직하게, 3-n-부톡시-1,2-프로판디올, 3-털트-부톡시-1,2-프로판디올, 3-n-펜톡시-1,2-프로판디올, 또는 3-이소부톡시-1,2-프로판디올을 사용할 수 있다.
또 동시에 상기 화학식 1에서, R1, R2, R3 중 2개의 작용기가 탄소수 1 내지 24의 알킬이고 나머지 1개의 작용기가 수소인 경우, 기존의 드라이크리닝 용제인, 약 91.7 kJ/mol의 증발열을 갖는 글리세린 또는 약 66 kJ/mol의 증발열을 갖는 프로필렌 글리콜보다 낮은 증발열을 갖기 때문에 빠른 시간 내에 상당히 휘발되어 건조 시간을 단축할 수 있으며 섬유, 의류 등에 남지 않아 알칼리 성분에 의한 피부 등의 인체 부위의 손상을 방지할 수 있는 장점을 가진다. 구체적으로 상기 화학식 1에서, i) R1, R2, R3 중 2개의 작용기가 탄소수 1 내지 24의 알킬이고 나머지 1개의 작용기가 수소인 경우, 또는 ii) R1, R2, R3의 3 개의 작용기가 모두 탄소수 1 내지 24의 알킬인 경우로서, 수소 결합을 할 수 있는 수소가 없거나 1개만 존재하여, 3개의 히드록시기를 갖는 글리세린 또는 2개의 히드록시기를 갖는 글리세린 유도체(프로필렌 글리콜)에 비해 약한 수소 결합을 하기 때문에 휘발성이 우수하다.
상기의 i) 또는 ii)의 용제로서, 1-이소-부톡시-3-메톡시-2-프로판올, 3-n-부톡시-1-털트-부톡시-2-프로판올, 1-n-부톡시-3-에톡시-2-프로판올, 1-털트-부톡시-3-이소-프로폭시-2-프로판올, 1-이소-부톡시-3-이소-프로폭시-2-프로판올, 2-n-부톡시-3-메톡시-1-이소-프로폭시프로판, 2-n-부톡시-1-털트-부톡시-3-메톡시프로판, 1-이소-부톡시-2,3-디메톡시프로판, 2-n-부톡시-1-이소-부톡시-3-메톡시프로판, 3-에톡시-2-메톡시-1-이소-프로폭시프로판, 1-털트-부톡시-2-에톡시-3-메톡시프로판, 1-털트-부톡시-3-에톡시-2-메톡시프로판, 1-이소-부톡시-2-에톡시-3-메톡시프로판, 2,3-디에톡시-1-이소-프로폭시프로판, 1-n-부톡시-2,3-디에톡시프로판, 1,3-디-n-부톡시-2-메톡시프로판, 1-이소-프로폭시-3-메톡시-2-프로판올, 1-이소-부톡시-3-에톡시-2-프로판올, 1,3-디-이소-프로폭시-2-프로판올, 1-이소-프로폭시-2,3-디메톡시프로판, 1-털트-부톡시-2,3-디에톡시프로판, 1,2,3-트리메톡시프로판, 1-털트-부톡시-2,3-디메톡시프로판, 1-에톡시-3-이소-프로폭시-2-프로판올, 1,3-디메톡시-2-프로판올 등을 사용할 수 있다.
상기 용제 중에서도, 약 44 kJ/mol 이하의 증발열을 갖는 1-이소-프로폭시-3-메톡시-2-프로판올, 1-이소-부톡시-3-에톡시-2-프로판올, 1,3-디-이소-프로폭시-2-프로판올, 1-이소-프로폭시-2,3-디메톡시프로판, 1-털트-부톡시-2,3-디에톡시프로판, 1,2,3-트리메톡시프로판, 1-털트-부톡시-2,3-디메톡시프로판, 1-에톡시-3-이소-프로폭시-2-프로판올, 및 1,3-디메톡시-2-프로판올은 건조 속도가 빠르기 때문에 바람직하며, 특히, 약 35 kJ/mol 이하의 증발열을 갖는 1,2,3-트리메톡시프로판, 1-털트-부톡시-2,3-디메톡시프로판, 1-에톡시-3-이소-프로폭시-2-프로판올, 및 1,3-디메톡시-2-프로판올은 건조 속도가 더 빠르기 때문에 더욱 바람직하다.
한편, 상기 화학식 1의 용제는, 글리세린의 1개의 히드록시가 알킬로 치환되어 비교적 친수성이 강한 화학식 1의 용제와, 글리세린의 2개의 히드록시가 알킬로 치환되어 비교적 친유성이 강한 화학식 1의 용제(헤테로사이클로알킬 형태 포함)를 함께 사용함으로써 효과적으로 수성 오염 및 유성 오염을 제거할 수 있는 우수한 장점이 있다.
이와 같이, 글리세린의 하이드록시기에 어떠한 작용기가 치환되느냐에 따라 상기 용제는 다양한 물성을 가질 수 있으므로, 수성 오염과 유성 오염을 동시에 효과적으로 제거하기 위해서 하나의 화합물이 친수성 및 친유성의 특성을 균형있게 갖는 것이 바람직하다. 이러한 화합물의 구조에 대해 연구하던 중, 놀랍게도 본 발명자들은, 글리세린의 2개의 히드록시가 알킬로 치환되어 비교적 친유성이 강한 화학식 1의 용제 중 헤테로사이클로알킬을 형성한 하기 화학식 2로 표기되는 용제가, 방향족이 아닌 환형의 구조를 가진 글리세린 유도체의 구조를 가져, 물과 완전히 잘 섞이면서도 고리형 알킬기를 갖는 오일 또는 방향족 구조를 갖는 오일과도 잘 섞일 수 있다는 사실을 발견하였다. 즉, 화학식 2의 용제는 테트라하이드로퓨란과 같은 유기 용매처럼 친수성 물질은 물론 친유성 물질까지 녹이는 특성이 있어, 상기 화학식 1의 용제 중 R1, R2 및 R3 중 2개 이상이 알킬인 형태의 용제와 함께 사용될 때 수성 오염뿐만 아니라 유성 오염에 대해서도 우수한 세정력을 가질 수 있다는 사실을 발견하였다.
또한, 상기 화학식 1의 용제 중 R1, R2 및 R3 중 2개 이상이 알킬인 형태의 용제와 화학식 2의 용제는 모두 수소 결합을 할 수 있는 수소가 없거나 1개만 존재하여 약한 수소 결합을 하기 때문에, 이들이 함께 사용될 때 더욱 빠른 시간 내에 상당히 휘발되어 건조 시간을 단축할 수 있으며 섬유, 의류 등에 남지 않아 알칼리 성분에 의한 피부 등의 인체 부위의 손상을 방지할 수 있는 우수한 장점을 가진다. 한편 화학식 2의 구조의 용제는 매우 간단한 합성 과정에 의해 만들어질 수 있기 때문에, 기존의 드라이크리닝 용제를 제조하는 경우보다 제조 비용을 줄일 수 있어 경제적으로 유리하다.
Figure 112011065495892-pat00002
상기 화학식 2에서, R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 노말 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 탄소수 3 내지 8의 이소 알킬, 탄소수 3 내지 8의 고리형 알킬, 또는 카르보닐기에 결합된 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 갖는 아실(acyl)이며, R6은 수소이거나, 탄소수 1 내지 4의 알킬이다.
즉, 보다 바람직하게, 본 발명은 상기 화학식 1의 용제 및 상기 화학식 2의 용제인 2가지 종류의 서로 다른 용제를 동시에 포함하는 섬유 또는 의류 세탁용 용제 조성물을 제공한다.
상기 화학식 2의 용제로서, 1,3-디옥솔란-4-메탄올, 2,2-디메틸-1,3-디옥솔란-4-메탄올, 2-에틸-1,3-디옥솔란-4-메탄올, 2-에테닐-1,3-디옥솔란-4-메탄올 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기 본 발명에 따른 용제를 포함하는 섬유 또는 의류 세탁용 조성물을 제공하며, 이러한 조성물을 이용하여 섬유 또는 의류 등의 유성 오염 및 수성 오염을 용이하게 세척할 수 있다. 즉, 본 발명은 또한 본 발명에 따른 섬유 또는 의류 세탁용 용제를 이용하는 것을 특징으로 하는 섬유 또는 의류의 세탁 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 섬유 또는 의류 세탁용 조성물은 각각의 용제 자체를 이용하여 섬유 또는 의류를 세탁할 수 있다. 또한, 본 발명은 1종 이상의 화학식 1의 용제만 사용하거나 1종 이상의 화학식 2의 용제만 사용하는 것도 좋지만, 1종 이상의 화학식 1의 용제와 1종 이상의 화학식 2의 용제를 함께 혼합하여 사용하는 것이 특히 바람직하다. 화학식 1과 화학식 2의 용제는 모두 기본적으로 글리세린 골격을 가지고 있는 글리세린 유도체이므로 서로 잘 섞이며, 이러한 화학식 1의 용제와 화학식 2의 용제들이 함께 사용되었을 때 각자의 장점을 살려주면서 부족한 부분을 서로 보완해 줄 수 있어, 이와 같이 각자 특성이 다른 용제들을 함께 사용하여 원하는 특성을 효과적으로 얻을 수 있다.
이에 따라, 본 발명에 따른 섬유 또는 의류 세탁용 조성물은 수성 및 유성 오염에 대해 더욱 우수한 세정력을 가지며, 더욱 빠른 시간 내에 건조될 수 있고 세탁 후의 섬유 또는 의류에 윤기와 더욱 좋은 촉감을 제공할 수 있어 특히 바람직하다.
또한 본 발명에 따른 섬유 또는 의류 세탁용 조성물은 특정 오염에 대한 세정력의 향상, 내용물의 안정성, 인체 및 환경 안전성 향상, 화재 및 폭발의 위험성 감소 등을 목적으로 물, 디메티콘, 일반적인 드라이크리닝 용제 및 세탁 세제에 사용되는 성분을 조성물에 일정량 포함할 수 있다. 예를 들면, 특정 오염에 대한 세정력의 향상, 내용물의 안정성, 인체 및 환경 안전성 향상, 화재 및 폭발의 위험성 감소 등을 목적으로 물을 함유할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 섬유 또는 의류 세탁용 조성물은 특정 오염에 대한 세정력의 향상, 내용물의 안정성 향상 등을 목적으로 메틸-, 에틸-, 프로필-, 부틸-, 헥실 글리콜 에테르 등과 같은 글리콜에테르계 용제; 글리콜에테르에스테르계 용제; 에탄올, 헥실렌글리콜, 부탄올, 프로판올, 펜탄올 등과 같은 알코올계 용제; 노말 또는 이소부틸아세테이트, 노말 또는 이소프로필아세테이트 등의 에스테르계 용제; 디이소부틸케톤, 이소포론 등과 같은 케톤계 용제; 탄소수 5 내지 13의 직쇄, 분기쇄, 고리, 방향족 등의 탄화수소 용제; 트리클로로에틸렌, 퍼클로로에틸렌, 트리클로로에탄 등의 카본클로라이드계 용제; 카본플로라이드계 용제; 카본브로마이드계 용제; 저분자량의 디메티콘, 사이클로메티콘 등의 실리콘계 용제; 및 하이드로플루오로에테르, 퍼플르오로이소부틸에테르 등과 같은 플루오로에테르계 용제 등으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 용제를 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 단독 또는 혼합 사용할 수 있으나, 상기 구체적 종류에 한정된 것은 아니다.
또한 본 발명에 따른 섬유 또는 의류 세탁용 조성물은 특정 오염에 대한 세정력의 향상, 내용물의 안정성 향상을 목적으로 비누(SOAP), 알킬벤젠술포네이트, 알칸술포네이트, 알파올레핀술포네이트, 알파술포지방산메틸에스테르, 알킬설페이트, 알킬에테르설페이트 등의 음이온 계면활성제; 알코올에톡시레이트, 알킬페놀에톡시레이트, 알킬아민옥사이드, 메틸글루카마이드, 알킬폴리글루코시드 등의 비이온 계면활성제; 디그테아릴메틸암모늄클로라이드, 이미다졸리늄 유도체, 알킬디메틸벤젠암모늄클로라이드, 에스테르쿼트 등의 양이온 계면활성제; 알킬베테인, 알킬술포베테인, 아미노산계 등의 양쪽성 계면활성제; 탄산나트륨, 탄산칼슘, 규산 나트륨 등의 금속이온과 특정 침전을 수반하는 알카리제, 소듐트리포스페이트, 수용성폴리카르복실레이트, 케올라이트 등의 수용성 이온교환제 또는 수불용성 이온교환제; 퍼옥사이드, 하이포클로라이드 등의 표백제; 테트라아세틸에틸렌디아민, 소디움노나노일옥시벤젠술포네이트 등의 표백활성화제; 특정오염제거에 효과적인 단백질분해효소, 전분분해효소, 지질분해효소 등의 효소 성분; 카르복시메틸셀룰로오스와 그 유도체, 카르복시메틸스타치, 셀룰로오스 에테르, 테레프타린산, 폴리에틸렌글리콜로부터 유도된 음이온 고분자 물질 등의 오염 재부착 방지제; 스틸벤, 코우마린, 비스벤자놀, 디스티릴바이페닐 구조의 형광증백제; 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐피리딘 N-옥사이드, 폴리아크릴레이트 등의 이염방지제; 실리카, 실리콘, 파라핀오일 등의 기포조절제; 향료; 방부제; 등의 성분이 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 단독 또는 혼합 사용될 수 있으나, 상기 구체적 종류에 한정된 것은 아니다.
또한, 본 발명에 따른 섬유 또는 의류 세탁용 조성물은 섬유 또는 의류에 유익한 특성을 제공하는 유연, 항균, 방취, 발수, 자외선 차단 등의 유익한 특성을 제공하는 성분들을 더 포함할 수 있으나, 이러한 구체적 종류에 한정된 것은 아니다.
본 발명의 섬유 또는 의류 세탁용 용제 및 이를 포함하는 조성물은 섬유 또는 의류의 유성 오염 및 수성 오염을 효과적으로 세탁하는 효과를 나타내면서, 건조가 빠를 뿐만 아니라, 세탁 후의 섬유 또는 의류에 윤기 및 좋은 촉감을 제공하며, 인체 및 환경에 보다 안전하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<비교예 1-8 및 실시예 1-14> 용제의 특성 비교
하기 표 1 및 2와 같이, 섬유 또는 의류 세탁용 용제의 종류에 따른 세탁 특성, 효율 등을 평가하였다.
비교예
1 2 3 4 5 6 7 8
Tetrachloroethylene
(Perchloroethylene, C2Cl4)		 100
Hydrocarbons
(> 65 % C10 or higher hydrocarbon)		 100
Cyclomethicone D5
(C10H30O5Si5)		 100 10 10
Dipropylene glycol n-propyl ether 100 90
Dipropylene glycol t-butyl ether 100 90
물 100
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Glycerin dimethoxy ether (1,3-dimethoxy-2-propanol) 100 10 90 50 10 50 95
Glycerol acetonide (2, 2-dimethyl-1, 3-dioxolane-4-methanol) 100 90 90 10 45 75 90 95 90 95
Glycerol trimethyl ether (1,2,3-trimethoxypropane) 100 10 10 50
Glycerol monobutyl ether (3-n-butoxy-1,2-propanediol) 5 5 5 5
Dimethicone 0.65 cs 10
물 5 10
<시험 방법>
1. 건조율
상기 비교예 1-8 및 실시예 1-9에 대하여 건조율을 평가하였다. 표준 면포의 초기 무게(A)를 측정하고 각각의 비교예 및 실시예의 용제를 일정량 함침시킨 후 무게(B)를 측정하여 초기 함침된 용제의 무게를 B의 무게와 A의 무게의 차이 값으로 하였다. 50℃의 건조 조건에서 함침된 용제가 다 휘발되고 A의 무게만 남았을 때의 시간을 측정하여 기존의 드라이크리닝 용제와 본 발명의 신규한 용제 사이의 건조 속도를 백분율로 하여 비교하였다.
2. 옷감 수축력
물에 의해 수축이 일어나는 섬유에 대해 비교예 2-3, 6 및 실시예 1-2, 6 및 10-11의 용제에 의한 수축 효과가 있는지 확인하기 위해 폴리에스테르 100% (한복), 실크 100%, 스웨이드 (폴리에스테르) 100%, 울 100%, 레이온 100%, 울-레이온의 혼방에 대해 수축 확인 실험을 하였다. 실험 방법은, 일정 크기로 자른 섬유(예를 들면 30 cm x 30 cm)를 각각의 비교예 및 실시예의 용제에 넣어 30 분 동안 텀블링(tumbling) 시킨 후에 50℃에서 열풍 건조한 후에 다시 표시해 둔 위치의 거리를 측정하여 옷이 수축했는지를 확인하였다. (10 % 이상 수축: ◈, 10% 이하 수축: ○, 5 % 이하 수축, ◎)
3. 카우리 부탄올가 [ Kauri Butanol value ( KBV )] 측정
카우리 부탄올가는 천연소지인 카우리검 (kaurigum) 20 g을 100 g의 부탄올에 용해한 용액 20 g에, 비교예 1-5 및 실시예 1-3 및 7의 각각의 용제를 적하하여 백탁이 될 때가지 들어간 용액의 양 (mL)으로 나타냈다. KBV 값이 클수록 유성 용해 능력이 우수하다고 알려져 있다.
4. 세정력 평가
유성 오염 제거에 대한 정량적 평가를 위하여 일본 표준 오염포; JIS(면, 오염- 올레산, 트리올레인, 올레산콜레스테롤, 파라핀유 등) 및 10D(면, 오염-Pigment, Sebum), 20D(폴리에스테르/면 혼방, 오염-Pigment, Sebum)의 오염포에 대한 유수성 오염 제거 능력을 평가하기 위하여 비교예 3, 실시예 1, 5 및 8의 각각의 용제 100 g에 대하여 가로 * 세로가 5cm * 5cm인 상기 오염포 3종(JIS, 10D, 20D) 각각 8장을 색차계를 이용하여 초기 색도를 측정하고, 용제에 넣고 30회 흔들고 3분간 방치한 후 30회 흔들고 꺼내어 티슈를 사용하여 흐르는 용제를 제거하여 건조 조건인 상온(23-25℃), 상대습도 (20-30 RH%)에서 10시간 후에 색차계를 이용하여 색도 변화를 측정 후 WB값의 변화를 유수성 오염의 세정력 변화 값으로 하였다.
5. 드라이 크리닝 후 소비자 만족도
상기 비교예 1-3 및 실시예 2, 8 및 12-14의 용제로 울 니트를 드라이 크리닝 한 후에 10명의 소비자를 대상으로 세정력, 냄새, 옷감의 감촉 및 옷감의 윤기에 대해 만족도를 평가하였다. 매우 만족스러우면 5점, 매우 불만족스러우면 0점을 주도록 하였다.
<시험 결과>
1. 건조율
건조율 평가 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
용제 시간 (분)
비교예 1 2
비교예 2 2
비교예 3 7
비교예 4 25
비교예 5 24
비교예 7 20
비교예 8 21
실시예 1 7
실시예 2 17
실시예 3 6
실시예 4 14
실시예 5 8
실시예 6 5
실시예 7 17
실시예 8 9
실시예 9 10
상기 표 3에 나타나는 바와 같이, 인체에 안전하고 친환경 용제로 사용되는 본 발명의 실시예 1-9는 기존의 일반적인 드라이크리닝 용제인, 염소계 용제(비교예 1), 석유계 용제(비교예 2) 및 고리형 실리콘계 용제(비교예 3)과 비슷한 수준으로 건조됨을 확인하였다.
또, 기존의 일반적인 드라이크리닝 용제인, 글리콜에테르계 용제(비교예 4-5), 물(비교예 6), 고리형 실리콘계 용제와 글리콜에테르계 용제의 혼합 용제(비교예 7-8)에 비해서는 우수한 건조 특성을 나타냄을 확인하였다.
특히, 본 발명의 실시예 6은 글리세린의 2개의 히드록시기가 알킬로 치환된 형태의 글리세린 디메톡시 에테르(화학식 1)와, 글리세롤아세토니드(화학식 2)를 함께 사용함으로써 더욱 우수한 건조 특성을 나타냄을 확인하였다.
2. 옷감 수축력
옷감 수축력 평가 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
비교예 2 비교예 3 비교예 6 실시예 1 실시예 2 실시예 6 실시예 10 실시예 11
폴리에스테르
100%		 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
실크 100% ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
스웨이드 100% ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
울 100 % ◎ ◎ ◈ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
레이온 100 % ◎ ◎ ◈ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
울:레이온
(20:80)		 ◎ ◎ ◈ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
울:레이온
(50:50)		 ◎ ◎ ◈ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
울:레이온
(35:65)		 ◎ ◎ ○ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎
상기 표 4에 나타나는 바와 같이, 기존의 일반적인 세탁 용제인 물(비교예 6)은 일부 섬유에 대해 변형을 일으킨 반면, 인체에 안전하고 친환경 용제로 사용되는 본 발명의 실시예 1-2, 6, 및 10-11은 기존의 일반적인 드라이크리닝 용제인, 석유계 용제(비교예 2) 및 고리형 실리콘계 용제(비교예 3)와 비슷한 수준으로 섬유에 대해 변형을 거의 일으키지 않음을 확인하였다.
3. 카우리 부탄올가 측정
카우리 부탄올가 측정 결과를 하기의 표 5에 나타내었다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예7
KBV 90 29~45 13 100 100 100 100 100 100
상기 표 5에 나타나는 바와 같이, 인체에 안전하고 친환경 용제로 사용되는 본 발명의 실시예 1-3 및 7은 기존의 일반적인 드라이크리닝 용제인, 염소계 용제(비교예 1)와 비슷한 수준의 카우리 부탄올가를 가져 유성 용해 능력이 우수함을 확인하였다.
또, 기존의 일반적인 드라이크리닝 용제인, 석유계 용제(비교예 2) 및 고리형 실리콘계 용제(비교예 3)에 비해서는 상당히 우수한 유성 용해 능력을 가짐을 확인하였다.
4. 세정력 평가
세정력 평가 결과를 하기의 표 6에 나타내었다.
비교예 3 실시예 1 실시예 5 실시예 8
JIS 23.56 32.92 41.75 42.98
10D 9.93 12.88 15.34 23.01
20D 14.29 12.99 21.25 25.65
상기 표 6에 나타나는 바와 같이, 인체에 안전하고 친환경 용제로 사용되는 본 발명의 실시예 1, 5 및 8은 기존의 일반적인 드라이크리닝 용제인, 고리형 실리콘계 용제(비교예 3)에 비하여 대체적으로 매우 우수한 오염포 세정 특성을 나타냄을 확인하였다.
특히, 화학식 1과 화학식 2의 용제가 혼합된 실시예 5 및 8은, 화학식 1의 용제만 사용된 실시예 1에 비하여 훨씬 우수한 오염포(JIS, 10D 및 20D) 세정 특성을 나타내, 화학식 1과 화학식 2의 용제를 혼합함으로써 시너지 효과가 일어나 오염포 세정 특성이 향상될 수 있음을 확인할 수 있었다.
5. 드라이크리닝 후 소비자 만족도
드라이크리닝 후 소비자 만족도를 하기의 표 7에 나타내었다.
비교예 1 비교예 2 비교예 3 실시예 2 실시예 8 실시예 12 실시예 13 실시예 14
세정력 4 4 2.5 4.5 4.5 4.0 4.5 4.5
냄새 1 2 5 4.5 5 5 5 5
옷감 감촉 3 3 3 3.5 5 3.5 4 5
옷감 윤기 2 2.5 3 3.5 5 3.5 4 5
상기 표 7에 나타나는 바와 같이, 인체에 안전하고 친환경 용제로 사용되는 본 발명의 실시예 2, 8, 12-14는 기존의 일반적인 드라이크리닝 용제인, 염소계 용제(비교예 1), 석유계 용제(비교예 2) 및 고리형 실리콘계 용제(비교예 3)에 비하여 세정력, 냄새, 세탁 후의 옷감 감촉 및 윤기 측면에서 전반적으로 소비자 만족도가 높았음을 확인하였다.
특히, 화학식 1과 화학식 2의 용제가 혼합된 실시예 8은, 화학식 2의 용제만 사용된 실시예 2에 비하여 냄새, 세탁 후의 옷감 감촉 및 윤기 측면에서 더욱 우수한 특성을 나타내, 화학식 1과 화학식 2의 용제를 혼합함으로써 시너지 효과가 일어나 소비자 만족도가 높았음을 확인할 수 있었다.

Claims (6)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 용제 및 하기 화학식 2로 표시되는 용제를 포함하는 섬유 또는 의류 세탁용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112017061679966-pat00003

    상기 화학식 1에서, R1, R2 및 R3는 서로 독립적으로 수소 혹은 탄소수 1 내지 24의 알킬이거나, R1, R2 및 R3 중 둘 이상은 서로 연결되어 탄소수 3 내지 8의 헤테로사이클로알킬을 형성하며,
    R1, R2, R3 중 하나 이상이 탄소수 1 내지 24의 알킬이고, 다만 R1, R2, R3 중 2개가 수소인 경우, 나머지 하나는 탄소수 4 내지 24의 알킬임,
    [화학식 2]
    Figure 112017061679966-pat00004

    상기 화학식 2에서, R4 및 R5는 서로 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬, 탄소수 2 내지 8의 알케닐, 탄소수 3 내지 8의 이소 알킬, 탄소수 3 내지 8의 고리형 알킬, 또는 카르보닐기에 결합된 탄소수 1 내지 8의 알킬기를 갖는 아실(acyl)이며, R6은 수소 혹은 탄소수 1 내지 4의 알킬임.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 용제는 1-이소부톡시-3-메톡시-2-프로판올, 3-n-부톡시-1-털트-부톡시-2-프로판올, 1-n-부톡시-3-에톡시-2-프로판올, 1-털트-부톡시-3-이소-프로폭시-2-프로판올, 1-이소부톡시-3-이소-프로폭시-2-프로판올, 2-n-부톡시-3-메톡시-1-이소-프로폭시프로판, 2-n-부톡시-1-털트-부톡시-3-메톡시프로판, 1-이소부톡시-2,3-디메톡시프로판, 2-n-부톡시-1-이소부톡시-3-메톡시프로판, 3-에톡시-2-메톡시-1-이소-프로폭시프로판, 1-털트-부톡시-2-에톡시-3-메톡시프로판, 1-털트-부톡시-3-에톡시-2-메톡시프로판, 1-이소부톡시-2-에톡시-3-메톡시프로판, 2,3-디에톡시-1-이소-프로폭시프로판, 1-n-부톡시-2,3-디에톡시프로판, 1,3-디-n-부톡시-2-메톡시프로판, 1-이소-프로폭시-3-메톡시-2-프로판올, 1-이소부톡시-3-에톡시-2-프로판올, 1,3-디-이소-프로폭시-2-프로판올, 1-이소-프로폭시-2,3-디메톡시프로판, 1-털트-부톡시-2,3-디에톡시프로판, 1,2,3-트리메톡시프로판, 1-털트-부톡시-2,3-디메톡시프로판, 1-에톡시-3-이소-프로폭시-2-프로판올, 1,3-디메톡시-2-프로판올, 3-n-부톡시-1,2-프로판디올, 3-털트-부톡시-1,2-프로판디올, 3-n-펜톡시-1,2-프로판디올 및 3-이소부톡시-1,2-프로판디올로 구성된 군에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 용제는 1,3-디옥솔란-4-메탄올, 2,2-디메틸-1,3-디옥솔란-4-메탄올, 2-에틸-1,3-디옥솔란-4-메탄올 및 2-에테닐-1,3-디옥솔란-4-메탄올로 구성된 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 2에서 R4 및 R5는 메틸이며, R6은 수소인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1항, 제 2항, 제 4항 및 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 드라이크리닝용인 것을 특징으로 하는 조성물.
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