KR960013198B1 - 섬유재료용 스트레이트 오일 조성물 - Google Patents

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Abstract

내용없음

Description

섬유재료용 스트레이트 오일 조성물
본 발명은 섬유재료용 스트레이트 오일 조성물(straight oil composition)에 관한 것이다. 통상적으로, 탁월한 내열성, 윤활성(lubricity) 등을 위해서, 디메틸폴리실옥산 오일을 스판덱스 오일 및 재봉사 오일과 같은 스트레이트 오일로서 널리 사용하여 왔다. 용어 스트레이트 오일이란 용매 또는 물이 없는 100% 오일 처리제를 의미한다.
최근에는, 디메틸 폴리실옥산 오일의 평활성(smoothness)과 대전방지(antistatic) 특성을 개선하기 위해서, 개선된 각종 스트레이트 오일이 개발되었다. 예를 들면, 에틸렌 옥사이드계 및 프로필렌 옥사이드계 폴리옥시알킬렌 개질 실리콘, 점도가 100cSt 이하인 평활제 및 고급 알콜의 혼합물; 점도가 3 내지 50cSt인 디메틸 폴리실옥산 오일과 α-올레핀 폴리에테르 개질 오일의 혼합물; 광유 및/또는 폴리디오가노실옥산 및 아미노-개질 실리콘 오일의 혼합물; 및 폴리디메틸실옥산과 폴리아밀실옥산의 혼합물이 있다.
그러나, 통상적인 옥시알킬렌 개질 실리콘은 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 랜덤 공중합체인 폴리옥시 알킬렌을 사용하므로, 기본 오일인 디메틸 폴리실옥산 오일과의 상용성(compatibility)이 매우 열등하여 고급 알콜 및 이의 지방산 에스테르 등의 상용화제를 사용할 필요가 있다. 그러나, 이러한 상용화제를 사용한다고 하더라도, 가용화 능력에는 한계가 있다. 즉, 완전한 상용성은 불가능하며, 시간이 경과함에 따라 분리된다.
이러한 상용화제를 보다 많이 사용함에 따라, 디메틸 폴리실옥산 오일의 윤활성과 폴리옥시알킬렌 개질 실리콘 오일의 대전방지 특성이 감소하게 되므로, 상용화제가 필요없는 스트레이트 오일의 개발이 요망된다.
아미노 개질 실리콘과 아밀실옥산은 대전방지 특성에 있어서 충분하지 않으며, 이들은 섬유재료를 황변시킨다.
본 발명의 목적은 평활성과 대전방지 특성이 우수하고 또한 상용화제 없이도 내분리성이 우수한 섬유 재료용 스트레이트 오일 조성물을 제공하는 것이다.
상기의 목적은 하기의 성분(A)와 성분(B)를 포함하는 섬유재료용 스트레이트 오일 조성물로 달성할 수 있다:
(A) 25℃에서의 점도가 3 내지 30cSt인 디메틸 폴리실옥산 100중량부 및,
(B) 하기 일반식(Ⅰ)의 폴리옥시알킬렌 그룹 함유 오가노폴리실옥산 0.5 내지 50중량부.
Q{(CH3)2SiO}xSi(CH3)2Q(Ⅰ)
상기식에서, x는 1 이상의 정수이고, Q는 각각 독립적으로 일반식 -RO(C3H6)a(C2H4)bR1의 폴리옥시알킬렌 그룹[여기서, R은 탄소수 2 내지 5의 알킬렌 그룹을 나타내고; R1은 수소원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬그룹, -COCH3및 -COR2COOH(여기서, R2는 탄소수 1 내지 15의 2가 탄화수소 그룹을 나타낸다)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 라디칼을 나타내며; (C3H6O3)a및 (C2H4O)b는 옥시알킬렌 블럭을 나타내고 이들 옥시알킬렌 블럭은 서로 연결되며; a는 1 내지 15의 정수이고; b는 1 내지 15의 정수이며; a/b비는 1/10 내지 10/1이다]을 나타낸다.
성분(A)로서 사용하는 디메틸 폴리실옥산은 25℃에서의 점도가 3 내지 30cSt이며 섬유재료에 윤활성을 제공한다. 3cSt 이하의 점도에서는 윤활성이 충분하지 않은 반면, 30cSt 이상의 점도에서는 디메틸 폴리실옥산이 섬유재료에 너무 많이 접착한다. 분자 구조는 선형, 환상 또는 부분적 측쇄일 수 있으며 디메틸실옥산 단위들로 구성되는데, 선형 구조인 경우에는 트리메틸실옥시 또는 하이드록시 말단 그룹들로 구성되고, 추가로 부분적 측쇄 구조인 경우에는 미량의 메틸실옥산 단위들과 실리카 단위들로 구성된다.
디메틸 폴리실옥산은 오가노실리콘 분야에 잘 알려져 있으므로 본 명세서에서 더 이상 추가로 기술할 필요는 없다. 환상 및 선형 화합물을 포함하는 다수의 화합물들은 통상적으로 입수가능하다. 바람직한 디메틸 폴리실옥산은 선형 트리메틸실옥시 말단 폴리디메틸실옥산이다.
성분(B)로서 사용하는 폴리옥시알킬렌 그룹 함유 오가노폴리실옥산은 본 발명의 특징을 나타내는 성분들로서, 즉 이들은 성분(A)와 상용할 수 있으며 섬유재료에 양호한 대전방지 특성을 부여한다. 이들은 x가 1 이상인 정수이고 Q가 폴리옥시알킬렌 그룹인 일반식 Q{(CH3)2SiO}xSi(CH3)2Q로 나타내어진다.
상기 일반식에서 x의 최대치는 협소하게 한정되지 않는다; x의 평균치가 100정도로 큰 폴리옥시알킬렌 그룹 함유 오가노폴리실옥산을 사용함으로써 우수한 결과가 수득되는 것으로 밝혀졌다.
상기 일반식에서, Q는 일반식이 -RO(C3H6O)a(C2H4O)bR1인 폴리옥시알킬렌을 나타낸다. 상기 Q에 대한 일반식에서, R는 탄소수 2 내지 5의 알킬렌 그룹이고; R1은 수소원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬 그룹, -COCH3또는 -COR2COOH(여기서, R2는 탄소수 1 내지 15의 2가 탄화수소 그룹이다)이며; (C3H6O)a및 (C2H4O)b는 블럭이며, 이들 옥시알킬렌 블럭은 Q에 대한 일반식에서 나타낸 바와 같이 연결되어 있고; a는 1 내지 15, 바람직하게는 3 내지 10의 정수이며; b는 1 내지 15, 바람직하게는 3 내지 10의 정수이고; a/b비는 1/10내지 10/1, 바람직하게는 3/10 내지 10/3이다.
R에 대한 탄소수 2 내지 5의 알킬렌 그룹은 에틸렌 그룹, 프로필렌 그룹, 부틸렌 그룹, 이소부틸렌 그룹, 펜틸렌 그룹 등일 수 있다.
R1은 수소원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬 그룹, -COCH3또는 -COR2COOH이다. R1에 대한 탄소수 1 내지 6의 알킬 그룹은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, n-펜틸 등일 수 있다. R2는 알킬렌 그룹(예:에틸렌 그룹, 프로필렌 그룹 등), 알케닐렌 그룹(예:비닐렌 그룹, 프로페닐렌 그룹 등), 아릴렌 그룹(예:페닐렌 그룹 등) 또는 구조식
Figure kpo00001
의 2가 그룹 등의 탄소수 1 내지 15의 2가 탄화수소 그룹이다.
바람직한 R1은 수소원자, 메틸 그룹 또는 아세톡시 그룹이다.
본 발명의 폴리옥시알킬렌 그룹 함유 오가노폴리실옥산 중의 폴리옥시알킬렌 그룹 Q의 프로필렌 옥사이드 단위들은 오가노폴리실옥산에서, 즉 Q라디칼의 내부 측면에서 블럭으로서 위치하며, 에틸렌 옥사이드 단위들은 반대편에서, 즉 Q라디칼의 말단 측면에서 블럭으로서 위치한다.
본 발명자들의 연구에 따라, 상기의 폴리옥시알킬렌 그룹 구조가 디메틸 폴리실옥산과의 상용성을 증진시키는데 유용한 것으로 밝혀졌다.
사용하는 성분(B)의 양은 성분(A)의 100중량부를 기준으로 하여 0.5 내지 50중량부, 바람직하게는 3 내지 10중량부이며, 강력한 대전방지 효과를 위해서는 5 내지 20중량부이다.
폴리옥시알킬렌 그룹 함유 오가노폴리실옥산은 블럭구조를 제공하는 적합한 방법으로 제조할 수 있다. 예를 들면, 필요한 몰수의 프로필렌 옥사이드를 먼저 불포화 알콜(예:알릴알콜)에 가한 다음, 필요한 몰수의 에틸렌 옥사이드를 가하여 불포화 그룹을 함유하는 폴리옥시알킬렌을 수득한다. 이어서, 당해 생성물을 플라티늄 촉매의 존재하에 이의 말단 위치에서 실리콘에 결합된 수소원자를 함유하는 오가노하이드로겐폴리실옥산과 부가반응시켜 당해 성분인 오가노폴리실옥산을 합성한다.
본 발명의 조성물은 성분(A)와 (B)의 상용성이 양호한 투명한 액체를 수득하기 위해 성분(A)와 (B)를 포함하는 성분들을 간단히 혼합하여 제조할 수 있다.
본 발명의 범위 내에서, 본 발명의 조성물은 기타의 첨가제(예:부식방지제)와 성분(A) 및 (B) 이외의 오가노폴리실옥산과 배합할 수도 있다.
섬유재료를 처리하는데 있어서, 섬유재료를 본 발명 조성물의 처리 욕내에 함침시킨 다음, 롤러로 압착하거나, 섬유 재료를 욕을 재빨리 통과시켜 픽업 롤(pickup roll)과 접촉시키거나, 조성물을 섬유재료 위에 분무시킬 수도 있다. 사용한 양은 섬유재료에 따라 변하므로 특별한 방법으로 제한되지는 않는다. 오가노폴리실옥산은 섬유재료를 기준으로 하여 통상적으로 0.05 내지 7.0중량%, 바람직하게는 0.5 내지 5.0중량%이다. 사용후, 열처리하여 균일성을 부여한다.
섬유재료는 양모, 견, 황마, 목면, 앙고라, 모헤어 등의 천연섬유; 비스코스 레이온, 큐프라 암모늄 레이온 등의 재생섬유; 아세테이트 등의 반합성 섬유; 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐 알콜), 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 스판덱스 등의 합성섬유일 수 있다.
다음에, 본 발명을 실시예를 들어 설명한다. 달리 언급하지 않는 한, 부와 백분율의 중량에 의한다. 점도값은 25℃에서의 값이다.
다음의 10가지 오가노폴리실옥산을 합성한다.
A. 본 발명의 화합물
HOC2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4-OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6-OC3H6-{(CH3)2SiO}100(CH3)2Si-C3H6O-C3H6OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6O-C2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4OH 점도:748cSt.
B. 본 발명의 화합물
HOC2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4-OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6-OC3H6-{(CH3)2SiO}90(CH3)2Si-C3H6O-C3H6OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6O-C2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4OH 점도: 678cSt.
C. 본 발명의 화합물
HOCO(CH2)2COOC2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4-OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6-OC3H6-{(CH3)2SiO}90(CH3)2Si-C3H6O-C3H6OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6O-C2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4OCO(CH2)2COOH 점도:2110cSt.
D. 본 발명의 화합물
HOCO(CH2)2COOC2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4-OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6-OC3H6-{(CH3)2SiO}60(CH3)2Si-C3H6O-C3H6OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6O-C2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4OCO(CH2)2COOH 점도:1521cSt.
E. 대조 화합물
H(OC3H6)5(OC2H4)5-OC3H6-{(CH3)2SiO}100(CH3)2Si-C3H6O-(C2H4O)5(C3H6O)5H 점도:536cst.
(에틸렌 옥사이드 및 프로필렌 옥사이드 랜덤 공중합체)
F. 대조 화합물
H(OC2H4)12-OC3H6-{(CH3)2SiO}100(CH3)2Si-C3H6O-(C2H4O)12H 점도:3820cSt.
G. 대조 화합물
H(OC2H4)5-OC3H6-{(CH3)2SiO}100(CH3)2Si-C3H6O-(C2H4O)5H 점도: 284cSt.
H. 대조 화합물
(CH3)3Si{(CH3)2SiO}400{(CH3)(NH2CH2CH2NHC3H6)SiO}8Si(CH3)3점도:1200cSt.
I. 대조 화합물
C4H9Si(OCH3)3의 부분 가수분해 축합물 점도:23000cSt.
J. 대조 화합물
HOC3H6OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6-OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4-OC3H6-{(CH3)2SiO}100(CH3)2Si-C3H6O-C2H4OC2H4OC2H4OC2H4OC2H4O-C3H6OC3H6OC3H6OC3H6OC3H6OH 점도: 425cSt.
[적용 실시예 1]
양쪽 쇄 말단(실리콘)에서 트리메틸실옥시 그룹에 의해 말단화된 디메틸 폴리실옥산을 표(Ⅰ)에 기재되어 있는 바와 같이 상기의 오가노폴리실옥산 A 내지 J(폴리옥시알킬렌실옥산)와 배합한 다음, 15분 동안 혼합하여 스판덱스 섬유용 처리 액체를 수득한다. 사용한 디메틸 폴리실옥산의 점도는 10cSt 또는 20cSt이다.
[표 Ⅰ]
Figure kpo00002
Figure kpo00003
유리병에 각각 처리 액체 100c를 넣고, 이를 1주일 동안 25℃에서 방치한 다음, 하기 표준으로 상용성을 평가한다:
a=균일한 용해 및 분산, 투명.
b=배합될 경우 약간 혼탁, 1주일 후 약간 분리.
c=배합될 경우 혼탁, 1주일 후 완전히 분리.
배합에 있어서의 체적 저항율은 JIS C2101에 따라 미합중국 휴렛 팩카드 캄파니(Hewlett Packard Co. of U. S. A.) 제품의 체적 저항율 메터를 사용하여 측정한다.
표 Ⅱ에 기재되어 있는 바와 같이, 본 발명의 처리 액체는 상용성이 양호하고 분산이 균일하며 안정하고 체적 저항율이 낮으므로, 스판덱스 섬유용 스트레이트 오일로서 매우 바람직하다.
[표 Ⅱ]
Figure kpo00004
*=상용성이 불충분함
**=상용성이 불량함
***=대전방지 특성이 불충분함
****=대전방지 특성이 불량함
[적용 실시예 2]
울리 가공 및 형광증백된 나일론 재봉사 타래를 처리 액체 3, 12 또는 15에 함침시키고, 원심탈수기로 5.5%의 픽업율로 조절한다.
이후에, 처리된 재봉사를 3cm×5cm×0.2cm의 5장의 두꺼운 종이에 감고 4장을 도다이 가켄(Todai Xaken)형 회전 정전 시험기에 고정시키고, 800rpm에서 60초 동안 100% 목면 옥양목 3호로 마찰시킨 다음, 마찰 전압을 측정한다. 남은 한장의 1/2을 검은색 종이로 덮고, 일광 견뢰도 시험기 타입의 내후성 시험기 속에서 3시간 동안 조사하고, 조사선에 의해 초래된 황변현상을 페이딩 그레이 스케일(Fading gray scale)을 사용하여 JIS LO804에 따라 평가한다.
표 Ⅲ에 기재되어 있는 바와 같이, 본 발명의 처리제로 처리된 샘플은 마찰 전압이 낮고 황변이 없으므로, 처리제는 재봉사용 윤활제로서 적합하다.
[표 Ⅲ]
Figure kpo00005
[적용 실시예 3]
하기의 2가지 오가노폴리실옥산을 합성한다:
K. 본 발명의 화합물
H(OC2H4)5(OC3H6)10-OC3H6-{(CH3)2SiO}90(CH3)2Si-C3H6O-(C3H6O)10(C2H4O)5H 점도:1020cSt.
(에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 블럭 공중합체)
L. 본 발명의 화합물
H(OC2H4)5(OC3H6)3-OC3H6-{(CH3)2SiO}90(CH3)2Si-C3H6O-(C3H6O)3(C2H4O)5H 점도:584cSt.
(에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 블럭 공중합체)
스판덱스 섬유용 처리 액체를 적용 실시예 1과 유사한 방법으로, 쇄의 양끝이 트리메틸실옥시 그룹에 의해 말단화되고 점도가 5cSt인 디메틸 폴리실옥산 100부와 상기에서 제조한 오가노폴리실옥산 10부를 혼합하여 제조하고, 액체를 평가한다. 결과를 표 Ⅳ에 기재한다. 결과에 따르면 본 발명의 처리 액체는 상용성과 대전방지 특성이 양호하다.
[표 Ⅳ]
Figure kpo00006
*=대전방지 특성이 불량하여 부적합함
[적용 실시예 4]
하기의 2가지 오가노폴리실옥산을 합성한다:
M. 본 발명 화합물
CH3(OC2H4)5(OC3H6)3-OC3H6-{(CH3)2SiO}90(CH3)2Si-C3H6O-(C3H6O)3(C2H4O)5CH3점도:430cSt.
(에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 블럭 공중합체)
N. 본 발명 화합물
CH3(OC2H4)5(OC3H6)10-OC3H6-{CH3)2SiO}90(CH3)2Si-C3H6O-(C3H6O)10(C2H4O)5COCH3점도: 460cSt.
(에틸렌 옥사이드-프로필렌 옥사이드 블럭 공중합체)
스판덱스 섬유용 처리 액체를 적용 실시예 1과 유사한 방법으로, 쇄의 양끝이 트리메틸옥시 그룹에 의해 말단화되고 점도가 5cSt인 디메틸 폴리실옥산 100부와 제조된 오가노폴리실옥산 M와 N 10부를 혼합하여 제조한다.
결과에 따르면, 상용성이 양호하고 체적 저항율이 8.5×1011ohm·cm(M) 및 7.3×1011ohm·cm(N)이며 이는 대전방지 특성이 양호함을 나타낸다. 따라서, 이들 액체는 스판덱스용 오일로서 적합하다.
본 발명의 섬유재료용 스트레이트 오일은 이에 의해 처리된 섬유재료에 대해 탁월한 평화성, 대전방지 특성, 내분리성 및 황변 내성을 제공한다.

Claims (1)

  1. (A) 25℃에서의 점도가 3 내지 30cSt인 디메틸 폴리실옥산 100중량부와 (B) 하기 일반식(Ⅰ)의 폴리옥시알킬렌 그룹 함유 오가노폴리실옥산 0.5 내지 50중량부를 포함하는 섬유재료용 스트레이트 오일(straight oil) 조성물.
    Q{CH3)2SiO}xSi(CH3)2Q(Ⅰ)
    상기식에서, x는 1 이상의 정수이고, Q는 각각 독립적으로 일반식 -RO(C3H6)a(C2H4O)bR1의 폴리옥시알킬렌 그룹[여기서, R은 탄소수 2 내지 5의 알킬렌 그룹을 나타내고; R1은 수소원자, 탄소수 1 내지 6의 알킬그룹, -COCH3및 -COR2COOH(여기서, R2는 탄소수 1 내지 15의 2가 탄화수소 그룹을 나타낸다)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 라디칼을 나타내며; (C3H6O)a및 (C2H4O)b는 옥시알킬렌 블럭을 나타내고 이들 옥시알킬렌 블럭은 서로 연결되며; a는 1 내지 15의 정수이고; b는 1 내지 15의 정수이며; a/b비는 1/10 내지 10/1이다]을 나타낸다.
KR1019890015925A 1988-11-04 1989-11-03 섬유재료용 스트레이트 오일 조성물 KR960013198B1 (ko)

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