KR20020042287A - 셀룰로오스계 의류의 수축 및 주름방지용 처리제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유해성이 낮은 비포르말린계 수지를 사용한 가정용 의류의 수축 방지 및 주름방지 섬유처리제에 관한 것으로, 인체에 무해한 비포르말린계 글리옥살계 수지를 필수성분으로 하여 물에 분산시킨 가정용 섬유처리제 조성물에 있어서, 비포르말린계수지로서 0.3 내지 50중량%의 1,3-디메틸-4,5-디하이드록시-2-이미다졸리디논과 0.1 내지 15중량%의 반응성을 향상시키기 위한 촉매 및 0.1 내지 10중량%의 반발탄성력과 유연성이 우수한 고분자 수지를 포함하고 필요에 따라 폴리카르복시산을 이용한 에스테르형 가교제가 0.1 내지 20중량%가 함유되는 것을 특징으로 하는 가정용 섬유처리제 조성물을 제공하고자 하는 것이다.

Description

셀룰로오스계 의류의 수축 및 주름방지용 처리제 조성물{The treatment composite for preventing shrinkage and wrinkles of cellulos type's clothing}

본 발명은 셀룰로오스계 섬유로 이루어진 의류의 수축 및 주름방지를 위하여 사용되는 처리제 조성물에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 가정에서 셀룰로오스계 섬유로 된 의류를 손쉽게 가공처리하여 착용시 또는 세탁후에 수축을 방지하고, 착용시에 구김에 의한 주름을 방지하는데 사용되는 처리제 조성물에 관한 것이다.

셀룰로오스계 섬유는 쾌적성이 좋고, 내구성이 우수하며, 저렴한 가격 및 좋은 염색성 등의 장점을 갖고 있어서, 흔히 의류의 소재로 많이 사용되고 있으나, 셀룰로오스계 섬유는 세탁후 또는 착용중에 구김이 잘 생기고 또한, 그 회복성이 낮다는 큰 결점도 함께 지니고 있다.

이러한 의류에 발생되는 구김의 발생에 영향을 주는 인자로서는, 섬유의 종류, 섬유의 분자형태 및 배열방법, 꼬임수 또는 번수, 직물의 밀도, 두께 등과 같은 구조적인 변수와, 온도, 습도, 외력, 시간 등과 같은 외부 환경 등이 있으며, 이러한 요인에 의해서, 화학적 결합의 재배열이나 구조적 특성이 변화됨으로써 구김이 발생하게 되는 것이다.

상기와 같은 요인으로 인해서 발생된 구김을 개선시키는 방법으로는 다음과 같은 방법이 종래에 사용되고 있다.

셀룰로오스계 직물에 산처리, 알칼리처리, 방축 가공 등과 같은 수지가공, 에이징(Aging), 아닐링(Annealing) 등과 같은 화학적 처리방법과 직물의 구조적 변수를 변경하거나 혼방을 통한 물리적 구조변경 방법이 그것이다.

대부분 셀룰로오스계 섬유의 구김은 수축에 의해 발생되는 경향이 크고, 산이나 알칼리로 처리하는 방법은 직물의 손상이 크기 때문에, 공업적으로는 통상 주름방지 가공수지를 사용한 화학적처리 방법과 폴리에스테르와 같이 구김성이 적은 섬유와의 혼방을 이용하는 물리적 방법이 많이 이용되고 있다.

현재까지는, 셀룰로오스계 섬유와 같은 구김이 많이 발생하는 의류의 주름방지 가공으로는 대부분이 기성복 제조과정 중에서 공업적 규모로 행해지고 있으나, 이는 저가의 포르말린계 수지나 가스 등의 처리에 의한 것이므로 피부에 유해하다는 단점을 가지고 있다.

또한, 직물은 직물의 처리과정에서 주름방지 가공을 하는 것이 일반적인 것이어서 봉제하고자 하는 직물은 주름방지 가공처리가 되어 있는 반면에 의류의 본제를 위하여 사용되는 봉제사는 방축가공이 되지 않은 상태에서 사용이 되므로 제조된 제품은 세탁후 봉제선 부분에 물결모양의 퍼커링이 발생하고 또한 반복 세탁으로 인하여 주름방지 효과가 현저히 감소한다는 단점을 갖고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 공업적으로는 글리옥살계 수지를 기본으로 하는 방축수지로 불리우는 메티롤화된 요소계수지를 사용하여 처리하고 다림질을 하는 방법이 사용되기도 하였으나, 이 경우에 있어서는 다림질 도중에 제품으로 부터 열분해에 의한 인체에 해로운 포름알데히드가 작업환경을 오염시키는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 방법이 일본특허 공개번호 특개평11-21768호로 공개되어 있으며, 그 내용을 살펴보면, 인체에 무해한 비포르말린계 주름방지 가공수지와 염화마그네슘으로 구성된 포르마린을 함유하지 않는 유해성이 낮은 약품으로 된 가공제를 직접 스프레이하고, 이를 다림질을 통해서 경화시킴으로서 의류에 형상가공을 시킬 수 있는 방법을 제공한 바 있다.

그러나, 비포르말린계 글리옥살수지와 염화마그네슘염을 촉매로 사용한 가정용 섬유 가공방법에서 사용되는 비포르말린계 글리옥살수지는 반응기가 2가인 가교제이기 때문에 4개의 반응기를 보유하고 있는 셀룰로오스와의 반응에서 낮은 반응성으로 인하여 가교로 인한 충분한 주름방지효과를 발휘하기가 어렵게 되는 문제가 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 불충분한 효과를 개선시키고자 하는 것으로 주름방지효과를 부여하는 수지가 고리형상의 무수물을 형성한 후, 셀룰로오스와 결합하여 적어도 3개의 반응기에 의한 결합을 가질 수 있도록 하고, 또 주름방지효과를 상승시킬 수 있는 수지로서 반발탄성력과 유연성을 동시에 부여하여 기존의 단점을 해결할 수 있는 가정용 의류 수축방지 및 주름방지 섬유처리제를 제공하고자 하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명은 인체에 무해한 비포르말린계 글리옥살계 수지를 필수성분으로 하여 물에 분산시킨 가정용 섬유처리제 조성물에 있어서, 비포르말린계수지로서 0.3 내지 50중량%의 1,3-디메틸-4,5-디하이드록시-2-이미다졸리디논과 0.1 내지 15중량%의 반응성을 향상시키기 위한 촉매 및 0.1 내지 10중량%의 반발탄성력과 유연성이 우수한 고분자 수지를 포함하고 필요에 따라 폴리카르복시산을 이용한 에스테르형 가교제가 0.1 내지 20중량%가 함유되는 것을 특징으로 하는 가정용 섬유처리제 조성물을 제공함으로서 달성될 수 있다.

수축 및 주름방지 가공제로서 첨가되는 1,3-디메틸-4,5-디하이드록시-2-이미다졸리디논은 섬유처리제 조성물 전체에 대하여 0.3중량%∼50중량%의 범위 내에서 사용하며 0.3중량%이하로 사용하는 경우에는 방축효과 및 주름방지효과에 전혀 도움을 주지 못하며 50중량% 이상 사용하는 경우에는 섬유가 경질화되어 촉감의 저하 및 유연성이 떨어지게 되는 문제를 야기시키게 된다.

또한, 필요에 의하여 첨가되기도 하는 폴리카르복실산을 이용한 에스테르형 가교제로는 말레인산, 시트라콘산, 시트르산, 이다콘산, 트리카발릴산, 트렌스-아코니트산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복시산,1,2,3,4-시클로펜탄테트라카르복시산, 멜리트산, 옥시디석신산 등의 화합물이 사용될 수 있으며, 그 중에서도 1,2,3,4-부탄테트라카르복시산이 바람직하고,사용량은 처리제 조성물 전체에 대하여 0.1중량%∼20중량%로서 0.1중량% 이하에서는 그 기능을 발휘할 수 없으며, 20중량%이상 첨가되는 경우에는 비용의 상승을 가져올 뿐만아니라, 섬유의 손상을 야기시키는 문제가 있으며, 섬유가 경질화되어 촉감의 저하 및 유연성이 떨어지게 되는 문제를 일으키게 된다.

촉매로서는 염산, 황산, 플루오르산, 아세트산, 글리콜산, 말레산, 락트산, 시트르산, 타타르산 및 옥살산 등과 같은 산류, 염화마그네슘, 질산염, 플루오보레이트 또는 플루오실리케이트, 염화아연, 질산아연, 염화암모늄, 지르코튬 옥시클로라이드, 인산나트륨 등 등과 같은 금석염류, 아민 염산염류 및 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 그 중에서도 염화마그네슘, 질산아연, 붕불화아연, 인산나트륨 및 이들의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.

촉매는 처리제 조성물 내에서 에스테르결합을 촉진하는 작용을 하여 반응을 촉진하는 효과를 얻기 위하여 첨가되는 것으로 그 사용량은 일반적으로 사용되는 량인 처리제 조성물 전체에 대하여 0.1중량%∼15중량%의 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다

주름방지효과를 상승시키기 위한 보조제로서 반발탄성력과 유연성이 우수한 고분자 수지로는 우레탄수지, 아크릴수지, 초산비닐수지, 폴리아미드수지, 폴리에스테르수지, 불소수지, 실리콘수지, 실리콘-우레탄 공중합체 수지 등의 유연성을 갖는 수지로 부터 선택된 적어도 1종의 수지를 사용할 수 있으며, 그중에서도 실리콘-우레탄 공중합체 수지가 바람직하고 실리콘-우레탄 공중합체 수지중에서도 분자량이 50,000∼200,000인 것이 더욱 바람직하다.

반발탄성력과 유연성을 부여하기 위하여 첨가되는 고분자 수지는 0.1 내지 10중량%의 범위내에서 첨가되는 것이 바람직하며, 0.1중량%이하에서는 반발탄성력과 유연성을 부여할수 없게 되며, 10중량%이상 첨가되는 경우에는 직물의 섬유조직의 흡습성이 지나치게 저하되어 의류로서의 착용감이 좋지 못하다는 문제를 발생시키게 된다.

실리콘수지로는 디메틸 실리콘, 아미노 실리콘, 에폭시 실리콘, 글리콜 변성 실리콘 등이 쓰이고, 이는 셀룰로오스계 직물에 미끄럼성을 향상시키고, 응력의 집중을 방해해서 착용시 생기는 구김을 방지해 줄 뿐만아니라 다림질시에 미끄럼을 향상시켜서 다림질을 보다 쉽게 도와주는 역할을 한다.

또한 우레탄수지는 에테르계, 에스테르ㆍ에테르계, 에스테르계, 폴리카르보네이트계 등이 쓰이나, 다른 혼용 물질과 상용성을 고려해 볼때, 내가수성면에서 에테르계 또는 폴리카르보네이트계 우레탄이 바람직하다. 그러나 실리콘 중합체는 열 및 자외선에 대한 안정성과 높은 기체투과 특성, 낮은 유리전이온도(Tg) 및 낮은 표면 에너지 등과 같은 특성을 갖고 있으나 인장강도가 떨어진다는 단점을 갖고 있다.

따라서 이러한 실리콘의 단점을 해결하기 위해서 실리콘의 소프트세그먼트(soft segment)에 대해서 높은 융점을 갖는 결정구조나 또는 높은 유리전이온도(Tg)를 갖는 아모포스(amorphous) 구조의 하드세그먼트(hard segment)를 갖는 화합물로서 폴리우레탄, 스틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리디페닐실록산, 폴리아미드, 폴리카르보네이트 및 아로마틱폴리에스테르 등을 공중합 시킴으로써 그 열적 안정성 및 물성을 증진시킨다.

이들 수지중 폴리우레탄은 기체의 투과시 그 선택성이 우수하므로, 반발탄성력을 갖는 실리콘과 그 함량을 조절하면서 공중합시키면, 방수성이 있는 동시에 수증기를 통과시키고 또한 주름방지효과를 부여하므로 의류에 쾌적감을 향상시킬 수 있는 섬유처리제를 얻을 수가 있다.

또한 실리콘-우레탄 공중합체는 함량과 분자량을 조절하므로서 소프트세그먼트와 하드세그먼트의 비율을 임의로 조절할 수 있으므로, 실리콘과 우레탄의 단순한 혼합물의 두 반응성 차이에 따른 불균등한 결합으로 인한 효과 저하를 개선시키고 유연성과 반발탄성력을 동시에 부여함으로서 보다 우수한 방축 및 방추 효과를 기대할 수 있으며, 바람직하게는 우레탄 100 중량부에 대하여 실리콘이 10 ∼ 100 중량부가 포함되어 있거나, 분자량이 1,000 ∼ 100,000인 실리콘-우레탄 공중합체가 좋다.

백도 저하 방지제로서 첨가되는 트리메티롤프로판은 처리제 조성물의 백도를 저하시킬 뿐만 아니라, 열분해에 의하여 발생하는 아민취를 흡수하여 주는 역할을 하게 되므로 다림질을 하는 경우 가스의 발생을 억제하는 역할을 하게 되는 것이다.

상기와 같은 성분 및 조성으로 이루어진 본 발명의 섬유 처리제 조성물은 셀룰로오스계 의류에 분무 또는 적신 후, 160 ∼ 210℃의 온도에서, 30 ∼ 180초 동안 다림질을 함으로써, 섬유의 수산기와 주름방지수지의 에테르 및 에스테르 가교를 형성하여 우수한 방축 및 방추성을 부여하게 되는 것이다.

이들 수지가 의류에 수축 및 주름방지 효과를 부여하는 작용은, 섬유의 수산기와 에테르 및 에스테르 가교를 일으키면서 섬유의 비결정질 부분을 고화시켜서친수성인 면소재를 소수성화 또는 비 팽윤성화시키고, 또한 그 수지 자신이 반발탄성력을 갖음으로서 주름방지 효과가 발생하게 되는 것이다.

또한 접혔던 직물의 구김이 회복되는 작용은, 유연성과 탄성력이 우수한 수지의 반발효과와 유연성을 갖는 수지의 성질에 의해 직물의 결정부위를 미끄러뜨림으로서 응력을 완화시켜 그 효과를 가져온다.

또한, 필요에 따라 셀룰로오스와 수지와의 반응을 원활히 진행시키기 위한 조제로서, 글리세린, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 프리필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 다가알콜류를 사용한다.

이는 반응용매로서의 작용 및 셀룰로오스계 섬유를 팽윤시키는 작용을 하며, 스스로 가교를 생성하기도 하고, 가교제와 반응하여 사슬연장제로서 가교생성에 관여하기도 한다.

본 발명의 섬유처리제 조성물을 하기의 실시예를 통하여 보다 상세히 그 효과를 증명하기로 하나, 본 발명이 하기의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.

<실시예1 내지 실시예8>

면 100%의 38.0 x 38.0 cm 인 면포에 하기의 표1과 같은 중량%의 조성으로 제조된 섬유처리제 조성물을 약 10 cc 정도를 분무한 후, 다리미의 표면온도가 170 ∼ 180 ℃로 유지되도록 한 후 30 ∼ 180초 사이 다림질을 하고, 세탁후 수축 및 주름방지에 대한 결과를 표 1로서 나타내었다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예6	실시예7
조성화합물	1,3-디메틸-4,5-디하이드록시-2-이미다졸리디논	20	20	20	10	10	10	10
	1,2,3,4-부탄테트라카르복시산							5
	염화마그네슘	6	6	6	3	3	3	6
	평균분자량 100,000의 실리콘우레탄 코폴리머유화액	3	2	1	3	2	1	3
	정제수	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부
실험결과	주름판정	S,D,I후	5	5	5	5	5	5	5
		S,D,I,W1,D후	4	4	3.5	3.5	3.5	3	4
		S,D,I,W2,D후	4	3.5	3	2	3	2	3.5
		S,D,I,W5,D후	3.5	3	3	3	3	2	4
	수축율(길이+폭) %	0.3	0.5	0.6	0.6	0.9	1.5	0.2
	촉감	양호	양호	보통	양호	보통	보통	양호

상기 표1에서 S는 스프레이, D는 건조, I는 다림질, W1은 1회세탁, W2는 2회세탁, W5는 5회세탁을 의미하고 실험결과에서의 수치는 주름판정은 AATCC 124(Appearance of Fanbrics after Repeated Home Laundering)의 판정기준(Replica)에 의한 것이고, 수축율은 KS K 0465(직물 및 편성물의 수축률 시험방법)에 의하여 산출된 것이며, 조성화합물 에서의 수치는 조성물을 100중량%으로 볼 때의 각 화합물의 중량%를 나타낸다.

상기의 표1에 기재되어 있는 실시예1 내지 실시예7로부터 확인되는 바와 같이 본 발명의 범위 내에서 조제된 조성물에 의한 섬유처리제 조성물은 스프레이하여 다림질을 한 경우와 스프레이후 건조하여 다림질을 한 경우를 비교하여 보아도 세탁에 의하여 섬유의 유연성에 큰 변화가 없으며, 또 수축율에 있어서도 큰차이를 나타내지 않고 있고, 촉감이 대체로 양호한 결과를 나타내고 있음을 확인할 수 있었다.

<비교예 1 내지 5>

실시예와 동일한 방법으로 하기의 표2와 같은 중량%의 조성으로 처리하고 그 결과를 상기의 실시예 1 내지 실시예 8과 비교하기 위하여 하기의 표 2로서 나타내었다.

	비교예1	비교예2	비교예3	비교예4	비교예5
조성화합물	1,3-디메틸-4,5-디하이드록시-2-이미다졸리디논	20	20	20	20
	염화마그네슘	6	6	6	6
	수용성변성실리콘유화액		3		1.5
	수용성우레탄유화액			3	1.5
	정제수	잔부	잔부	잔부	잔부	잔부
실험결과	주름판정	S,D,I후	5	5	5	5	5
		S,D,I,W1,D후	2	3	3	3.5	1
		S,D,I,W2,D후	3	4	2	3	1
		S,D,I,W5,D후	2	3	2	3	1
	수축율(길이+폭) %	0.9	0.6	1.0	0.5	3.0
	촉감	불량	보통	약간불량	보통	불량

표 2에 나타나 있는 결과는 실시예1에서 정의한 바와 같으며, 주름판정에 있어서 최초의 스프레이후 다림질을 한 결과와 세척후의 경과를 비교하면 주름판정이 실시예1 내지 실시예7에 비하여 현저하게 떨어짐을 확인할 수 있으며, 촉감에 있어서도 대체로 불량한 것으로 판정되었음을 확인할 수 있다.

본 발명을 통해서 소비자는 가정에서 손쉽게 자신이 원하는 의류에 수축 및주름방지 가공을 선택적으로 할 수 있다. 본 발명품은 한번 처리로 10회 이상의 세탁에도 주름방지 효과를 지속시켜주므로 처리후, 다림질 횟수를 획기적으로 줄여주고 착용시에 발생되는 주름 또한 감소시켜주므로 경제적이다. 또한 본 발명품은 의류에 수축 및 주름방지 효과 뿐만아니라 동시에 유연성과 속건성도 부여하며, 포르말린을 함유하지 않으므로 인체에 유해성이 낮고 안전하다고 하는 장점을 지닌 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 인체에 무해한 비포르말린계 글리옥살계 수지를 필수성분으로 하여 물에 분산시킨 가정용 섬유처리제 조성물에 있어서, 비포르말린계수지로서 0.3 내지 50중량%의 1,3-디메틸-4,5-디하이드록시-2-이미다졸리디논과 0.1 내지 15중량%의 반응성을 향상시키기 위한 촉매 및 0.1 내지 10중량%의 반발탄성력과 유연성이 우수한 고분자 수지를 포함하고 필요에 따라 폴리카르복시산을 이용한 에스테르형 가교제가 0.1 내지 20중량%가 함유되는 것을 특징으로 하는 가정용 셀룰로오스계 의류의 수축 및 주름방지용 처리제 조성물
2. 제1항에 있어서, 주름방지효과를 상승시키기 위한 보조제로서 반발탄성력과 유연성이 우수한 고분자 수지가 실리콘-우레탄 공중합체인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 의류의 수축 및 주름방지용 처리제 조성물.
3. 제2항에 있어서, 실리콘-우레탄 공중합체가 분자량이 50,000 ∼ 200,000 사이에 있고, 우레탄 100 중량부에 대해 실리콘이 10 ∼ 100 중량부가 포함되어 있는 실리콘-우레탄 공중합체를 포함하는 셀룰로오스계 의류의 수축 및 주름방지용 처리제 조성물.
4. 제1항 내지 제3항중 어느한 항에 있어서, 폴리카르복시산을 이용한 에스테르형 가교제가 1,2,3,4-부탄테트라카르복시산인 것을 특징으로 하는 셀룰로오스계 의류의 수축 및 주름방지용 처리제 조성물.