KR970000323B1 - 섬유처리제 조성물 - Google Patents

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KR970000323B1
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도레이 실리콘 캄파,리미티드
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Abstract

내용 없음.

Description

섬유처리제 조성물
통상적인 섬유재료, 예를 들어, 면, 대마, 실크, 울, 앙고라 또는 모헤어와 같은 천연섬유, 레이욘 또는 벰베르크와 같은 재생 섬유, 아세테이트와 같은 반합성 섬유와 폴리에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 비닐론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드 및 스판덱스와 같은 합성섬유의 평활성을 향상시키기 위해, 주요 시약으로서 구조식 -CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2의 그룹을 함유하는 오가노폴리실록산을 함유하는 섬유처리제를 사용해 왔다 [참조 : 일본국 특허공보 제(소)57(1982)-43673호].
그러나, 섬유가 구조식 -CH2CH2CH2NHCH2CH2NH2의 그룹을 함유하는, 위에서 언급한 오가노폴리실록산으로 처리되는 경우에는 발수성이 너무 커지고, 생성되는 섬유를 속옷 및 타올의 구성 재료로서 사용하는 경우에는 땀 흡수성과 흡습성이 극히 저조하다. 게다가, 섬유가 시간에 따라 자연적으로 산화되어 황변(yellowish coloration)을 피할 수 없게 된다.
상술한 문제점들을 해소하기 위해 제안된 본 발명의 주 목적은 섬유재료를 황변시키지 않으면서 흡습성, 땀 흡수성, 및 평활성이 탁월한 섬유처리제를 제공하는 것이다.
상술한 목적은 (A)하기 일반식(Ⅰ)의 오가노폴리실록산과 (B)일반식(Ⅱ)의 화합물(여기서, 성분(B)의 양은 성분(A)의 1급 및 2급 아미노 그룹 1mol에 대하여 0.05 내지 5.0mol이다)을 포함하는 섬유처리제 조성물을 사용하여 달성될 수 있다.
Figure kpo00001
Figure kpo00002
상기식에서, R은 1가 탄화수소 그룹이고, A는 R 그룹, 하이드록실 그룹, 탄소수 1 내지 3의 알콕시 그룹 및 일반식 -R'(NHCH2CH2)aNH2의 그룹중에서 선택된 그룹이며, R12가 탄화수소 그룹이고, a는 0 내지 10이며, p 및 q는 각각 0 또는 1 이상의 수이고, p+q는 10 내지 2,000이며, R2는 탄소수 1 내지 3의 알콕시 그룹 및 일반식 -OR3COOH의 그룹중에서 선택된 그룹이고, b는 1이상의 수이며, R3은 2가 탄화수소 그룹이고, 일반식(Ⅰ)의 분자내에는 일반식 -R'(NHCH2CH2)aNH2의 그룹이 하나 이상 존재한다.
성분(A)로서 사용되는 화합물은 하기 일반식의 오가노폴리실록산이다.
Figure kpo00003
상기식에서, R은 1가 탄화수소 그룹이고, A는 R에 상응하는 그룹, 하이드록실 그룹, 탄소수 1 내지 3의 알콕시 그룹 및 일반식 -R'(NHCH2CH2)aNH2의 그룹중에서 선택된 그룹이며, R1은 2가 탄화수소 그룹이고, a는 0 내지 10이며, p 및 q는 각각 0또는 1이상이고, p+q는 10 내지 2,000이며, 당해 오가노폴리실록산은 분자내에 일반식 -R'(NHCH2CH2)aNH2의 그룹을 하나 이상 함유한다.
R은 1가 탄화수소 그룹이며, 이러한 그룹의 구체적인 예로는 알킬 그룹(예 : 메틸, 에틸, 프로필 및 부틸), 아릴 그룹(예 : 페닐, 크세닐 및 나프틸), 알크아릴 그룹( 예 : 톨릴 및 크실릴), 아르알킬 그룹( 예 : 2-페닐에틸 및 2-페닐프로필), 알케닐 그룹( 예 : 비닐, 프로페닐 및 부타디에닐), 할로겐 치환된 알킬 그룹( 예 : 3,3,3-트리플루오로프로필 그룹) 및 사이클로알케닐 그룹( 예 : 사이클로헥실 그룹)을 들 수 있다. 특히, 알킬 그룹, 알케닐 그룹 및 아릴 그룹이 특히 바람직하다. 메틸 그룹이 이상적이다. 단일 분자내의 각각의 R 그룹은 서로 동일하거나 상이할 수 있다.
R1은 2가 탄화수소 그룹이며, 이러한 그룹의 구체적인 예로는 알킬렌 그룹( 예 : 메틸렌, n-프로필렌, n-부틸렌, 이소부틸렌 및 이소프로필렌), 아릴렌 그룹(예 : 페닐렌) 및 알킬렌아릴렌 그룹(예 : 에틸렌페닐렌)을 들 수 있다. 상술한 그룹중에서 알킬렌 그룹이 특히 바람직하다. a는 0 내지 10이다.
p 및 q는 0 또는 1 이상이고, p+q는 10 내지 2,000이다. p+q가 10보다 작은 경우에는 섬유재료의 가요성과 편평도를 효과적으로 향상시키기 어렵다. 반면에 p+q가 2,000을 초과하는 경우에는 유화 효율이 저하된다.
A는 R에 상응하는 그룹, 하이드록실 그룹, 탄소수 1 내지 3의 알콕시 그룹 및 일반식 -R1(NHCH2CH2)aNH2의 그룹중에서 선택되는 그룹이다. 탄소수 1 내지 3의 알콕시 그룹으로서 메톡시 그룹, 에톡시 그룹, 이소프로폭시 그룹 및 n-프로폭시 그룹을 사용할 수 있다. A에 상응하는 2개의 그룹 모두가 일반식 -R1(NHCH2CH2)aNH2의 그룹인 경우, q의 값은 0일 수 있다.
성분(A)를 구성하는 구조식 디오가노폴리실록산 부위는 가요성과 편평도를 증가시키고, 아미노 그룹 부위는 성분 (B)와 염 또는 아미드 결합을 형성한다.
성분(B)는 일반식 R12(C2H4O)6R3COOH의 화합물이다. 성분 (B)는 성분(A)의 아미노 그룹과 염을 형성하거나, 가열 조건에 따라 아미드 결합을 형성할 수 있다. 결과적으로, 처리된 직물의 내황변도, 흡습성 및 땀흡수성이 향상된다. 또한, 내세탁성이 향상된다. 성분은 또한 본 조성물을 유화함으로써 수득되는 에멀젼의 안정성을 향상시킨다.
상기 일반식에서, R2는 탄소수 1 내지 3의 알콕시 그룹 및 일반식- OR3COOH의 그룹중에서 선택되는 그룹이다.
탄소수 1 내지 3의 알콕시 그룹의 구체적인 예로는 메톡시 그룹, 에톡시 그룹, 이소프로폭시 그룹 및 n-프로폭시 그룹을 들 수 있다. 4개의 이상의 탄소원자를 함유하는 알콕시 그룹을 사용하는 경우, 소수성이 증가된다. 따라서, 흡습성과 땀 흡수성이 저하된다. b는 1 이상, 바람직하게는 5 내지 25이다. 옥시에틸렌 단위가 존재하는 경우, 흡습성, 땀 흡수성 및 대전방지성이 향상된다. R3은 2가 탄화수소 그룹이며, 이로서는 알킬렌 그룹(예 : 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 및 이소부틸렌) 및 알킬렌아릴렌 그룹 (예 :C2H4C6H4)을 사용할 수 있다. 특히, 알킬렌 그룹이 바람직하며, 메틸렌 그룹이 이상적이다.
이러한 성분을 제조하는 경우, 폴리에틸렌 글리콜의 2개의 말단 하이드록실 그룹 모두를 모노클로로아세트산을 사용하여 탈염산 반응으로 카복실화하여 2개의 말단 그룹이 모두 카복실화된 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 생성시킨다. 다른 방법으로는, 에틸렌 옥사이드를 알콜, 예를 들어, 메탄올 또는 에탄올과 부가반응시킨다. 이어서, 생성된 부가반응 생성물을 모노클로로아세트산을 사용하여 탈염산 반응으로 카복실화하여 하나의 말단 그룹이 카복실화된 폴리에틸렌 글리콜 유도체를 생성시킨다.
이러한 성분 (B)의 양은 성분 (A)의 1급 및 2급 아미노 그룹 1mol에 대하여 0.05 내지 5.0mol이어야 한다. 첨가량이 0.05mol미만인 경우, 내황변도, 흡습성, 땀 흡수성 및 대전방지성을 향상시킬 수 없다. 첨가량이 5mol을 초과하는 경우, 촉감이 저하된다.
본 발명의 조성물은 성분(A) 및 (B)를 균질하게 혼합함으로써 제조할 수 있다. 상기 성분들을 40 내지 180℃에서 가열하고 혼합하는 경우, 특히 바람직한 결과가 수득된다.
본 발명의 조성물은 섬유재료에 직접 부착시킬 수 있거나, 유기 용매, 예를 들어, 톨루엔, 크실렌, 벤젠, 헥산, 헵탄, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 미네랄 터펜, 퍼클로로에틸렌 또는 트리클로로에틸렌에 용해시킨 후 섬유 처리 과정에 사용할 수 있다. 상기 조성물은 또한 양이온성 또는 비이온성 계면활성제를 사용하여 유화시킬 수 있다.
양이온성 계면활성제의 구체적인 예로는 옥틸트리메틸암모늄 하이드록사이드, 도데실트리메틸암모늄 하이드록사이드 , 헥사데실트리메틸암모늄 하이드록사이드, 옥틸디메틸벤질암모늄 하이드록사이드, 데실디메틸벤질암모늄 하이드록사이드, 디도데실디메틸암몬늄 하이드록사이드, 디옥타데실디메틸암모늄 하이드록사이드, 비프(beef)트리메틸암몬늄 하이드록사이드, 코코넛유 트리메틸암모늄 하이드록사이드, 다른 4급 암모늄 하이드록사이드 및 이들의 염을 들 수 있다.
비이온성 계면활성제의 구체적인 예로는 폴리옥시알킬렌 알킬 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬페놀 에테르, 폴리옥시알킬렌 알킬 에스테르, 폴리옥시알킬렌 소르비탄 알킬 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜을 들 수 있다.
성분(A)로서 사용되는 오가노폴리실록산 100중량부에 대하여 계면활성제의 양은 5 내지 50중량부, 바람직하게는 10 내지 30중량부인 것이 바람직하다.
물의 양에 대해 특별한 제한은 없으나, 오가노폴리실록산 농도가 5 내지 60중량%, 바람직하게는 10 내지 40중량%인 경우에 특히 바람직한 결과가 수득된다.
본 발명의 조성물을 유화시키는 경우, 상술한 계면활성제와 소량의 물을 성분(A) 및 (B)로 구성되는 혼합물에 가하고, 내용물이 균질하게 혼합된 후, 생성된 혼합물을 적절한 유화 장치, 예를 들어, 균질기, 콜로이드 분쇄기, 라인 혼합기, 프로펠러 혼합기 또는 진공 유화기에서 유화시킨다.
또한, 본 발명의 목적에 역영향을 끼치지 않는 한, 통상적으로 공지된 여러 가지 첨가제, 예를 들어, 대전방지제, 유연성 증진제, 방추제, 내열성 증진제, 방염제, 실란 커플링제(이는 아미노 그룹 또는 에폭시 그룹을 함유한다)를 가할 수 있다.
섬유재료를 본 발명의 조성물로 처리할 경우, 분무 피복법, 롤 피복법, 브러쉬 피복법, 또는 침지 피복법을 사용할 수 있다. 부착된 최적량은 섬유재료의 유형에 좌우되지만, 일반적으로 말해서, 섬유재료에 부착된 오가노폴리실록산의 양이 0.01 내지 10.0중량%인 것이 바람직하다. 이어서, 생성된 섬유재료를 상온에서 방지하고, 온풍으로 건조시키거나 열처리한다. 섬유 구성재료의 구체적인 예로는 천연 섬유, 예를 들어, 면, 대마, 실크, 울, 앙고라 또는 모헤어, 재생섬유, 예를 들어, 레이욘 또는 벰베르크, 반합성 섬유, 예를 들어, 아세테이트, 합성 섬유, 예를 들어, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐클로라이드, 비닐론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 스판덱스 및 무기 섬유, 예를 들어, 유리섬유, 탄소섬유 또는 탄화규소섬유를 들 수 있다. 섬유 형상의 구체적인 예로는 스테이플, 필라멘트, 토우, 톱 및 사를 들 수 있다. 이러한 섬유들은 편포, 직포 또는 부직포로 처리될 수 있다.
하기에서, 본 발명은 적용 실시예에 관하여 자세하게 설명될 것이지만, 이로써 제한되는 것은 아니다. 이하의 적용 실시예에서, 부 및 %는 각각 중량부 및 중량%이다. 점도는 25℃에서 측정된 것이며 Me는 메틸을 가리킨다.
적용 실시예 1
점도가 1,100cst이고 구조식
Figure kpo00004
으로 표시되는 아미노 그룹 함유 오가노폴리실록산 (실록산 A로 표시한다), 구조식 CH3O(C2H4O)7CH2COOH(수평균 분자량 400)로 표시되는 화합물 B 및 표 Ⅰ에 나타낸 조성에 따른 톨루엔을 사용하여 처리욕(a) 내지 (f)를 제조한다.
Figure kpo00005
* 1급 및 2급 아미노 그룹 1mol당 화합물 B의 mol수
형광중백제로 처리한 100% 면 광폭 직물(치수 : 50㎝×50㎝)을 생성된 처리욕 각각에 10초 동안 침지시킨 후, 꺼내어, 압착 롤러를 사용하여 100%의 압착율로 압착시킨 후, 펼쳐 실온에서 건조시킨다(부착된 실록산 A의 양 : 0.9%). 직물을 150℃의 온풍 건조기에서 5분 동안 열처리한 후, 회수한다.
생성된 광폭 직물을 중간에서 2개오 자른 후, 상술한 열처리의 결과로서 황색지수(YⅠ)를 컬러 컴퓨터SM(Suga Kikai Co. 제품)을 사용하여 측정한다. 견고성/유연성 지수(즉, 가요성 파라미터)를 클라크(Clark) 방법으로 측정하고 방추성을 몬산토(Mousanto) 방법으로 측정한다(이들 두 인자는 직물의 종방향으로만 측정한). 남성용 와이셔츠 직물로서의 종합적인 등급을 다음과 같은 기준에 따라 평가한다(결과는 표 Ⅱ에 나타낸다) : E : 탁월한 촉감(즉, 견고성/유연성 지수), 황변 없음 및 탁월한 방추성(남성용 와이셔츠 직물에 대해 이상적인 처리제) ; Q :다소 문제점 있는 종합적인 성능 ; U : 종합적인 성능으로 보아 남성용 와이셔츠 직물 처리제로서 허용할 수 없음(즉, 상당한 황변도 및 직물이 너무 얇음).
표 Ⅱ의 결과가 명백히 나타내는 바와 같이, 본 발명의 처리제는 황변을 수반하지 않으며, 탁월한 유연성과 및 방추성이 수득된다. 따라서, 상기 시약은 남성용 와이셔츠 직물을 처리하는데 이상적이다.
Figure kpo00006
적용실시예 2
점도가 1,200cst이고 구조식
Figure kpo00007
으로 나타내어지는 아미노 그룹 함유 오가노폴리실록산(실록산 B로 표시한다) 10부, 구조식 HOOCCH2O(C2H2O)23CH2COOH(수평균 분자량 1,000)으로 나타내어지는 화합물 2.6부 및 톨루엔 987.4부를 충분히 혼합하여 처리용(g)을 수득한다. 100% 면 평직물(30㎝×60㎝)을 생성된 욕에 30초 동안 침지시킨 후, 맹글롤러를 사용하여 100%의 압착율로 압착시킨다. 이어서, 이를 실온에서 건조시킨다(부착된 오가노폴리실록산의 양 : 약 1.0%).
비교하기 위해, 동일한 평직물을 다음과 같은 처리욕(h) 및 (i)에서 처리한다. 처리욕(h) : 실록산 B 10.0부 및 구조식 HO(C2H4O)22·3H(분자량 : 약 1,000)로 나타내어지는 폴리에틸렌 글리콘 2.6부를 톨루엔 987.4부에 용해시킨다. 처리욕(I) : 실록산 B 10부를 톨루엔 990부에 용해시킨다.
평직물을 둘로 자른후, 하나를 다음과 같은 조건하에서 3회 세탁한다. 이리하여, 반복해서 세탁한 처리직물을 수득한다.
세탁 처리 과정 : 각 직물을 가정용 전기 세탁기에서 러브(Love; Nissan Sekken Co.가 제조한 시판용 세탁물 세제)를 함유하는 0.3% 용액 (40℃)으로 15분 동안 세탁한 후, 사용하지 않은 공급수를 가하여 직물을 5분에 걸쳐 3회 세척한다. 이러한 일련의 과정을 1회 세탁 사이클로 정의한다.
3회 세탁 사이클을 행한 처리된 직물과 세탁하지 않은 직물을 펼치고, 각 직물에 물을 1방울 가한 후, 물방울이 완전히 확산되기 전에 경과한 시간을 기록한다(즉, 흡습성 테스트). 세탁하지 않은 직물의 촉감을 주관적으로 평가하고, 속옷 처리제로서 종합적으로 평가한다. 결과는 표 Ⅲ에 약되어 있다.
처리제를 사용한 경우, 탁월한 영구적인 흡습성은 세탁과정 동안에도 지속된다. 비교용 샘플의 영구적인 흡습성은 저조하다.
Figure kpo00008
* 비교용
** 미처리
+ 이상
적용 실시예 3
점도가 135cst이며 구조식
Figure kpo00009
으로 표시되는 아미노 그룹 함유 오가노폴리실록산 (실록산 C로 표시한다) 990부 및 구조식 CH3O(C2H4O)7CH2COOH으로 표시되는 화합물 10부를 300ml들이 4구 플라스크에 넣은 후, 플라스크를 질소 가스로 밀봉한다. 이어서, 내용물을 140 내지 150℃에서 60분 동안 가열한다. 생성된 처리 용액을 냉각시킨 후, 용액 40부를 500ml들이 비이커로 옮긴다. 폴리옥시에틸렌(6mol 가함) 트리메틸노난올에테르 8.0부 및 폴리옥시에틸렌(10mol 가함)트리메틸노난올에테르 2.0부를 생성된 용액에 가한 후, 내용물을 진탕기구를 사용하여 10분 동안 혼합하고, 이어서 생성된 혼합물에 물 10부를 가한 후, 내용물을 10분 동안 진탕시킨다. 이어서, 생성된 혼합물에 물 140부를 가한 후, 내용물을 30분 동안 혼합한다. 이와 같이 하여 에멀젼을 수득한다(처리 용액(j)).
비교하기 위해, 실록산 C를, 상기 유화제(즉, 두 가지 유형의 폴리옥시에틸렌 트리메틸노난올 에테르 유화제) 및 물과 혼합하여 동일한 과정에 따라 에멀젼을 제조한다(처리 용액(k)).
생성된 각각의 처리용액((j) 및 (k)) 5부에 물 95부를 가하여 처리욕을 수득한다. 이어서, 형광증백제로 처리한 100%면 광폭 직물(치수 : 30㎝×30㎝)을 처리욕에 10초 동안 침지시킨다.
직물을 맹글 롤러를 사용하여 압착율 100%로 압착시킨 후, 실온에서 건조시킨다. 이어서, 직물을 130℃오븐에서 3분 동안 가열한다. 이어서, 생성된 처리직물의 촉감을 주관적으로 평가한다. 처리된 직물을 5㎝×10㎝ 시험 조각으로 자른 후, 생성된 시험 조각의 반응 흑색 종이로 덮고, 이를 페이드-오미터(Fade-Ometer) 내광성 시험기를 사용하여 3시간 동안 노출시킨 후, 황변도를 JIS L 0804(등급)으로 나타낸 페이딩 그레이 (Fading gray)스케일을 사용하여 평가한다.
표 Ⅳ의 결과가 명백히 나타내는 바와 같이, 본 발명의 처리제를 사용하는 경우에 탁월한 촉감이 지속되며, 빛의 존재하에서의 황변도가 최소화된다.
Figure kpo00010
* 비교용
** 미처리
적용 실시예 4
정도가 1,450cst이며 구조식
Figure kpo00011
으로 표시되는 아미노 그룹 함유 오가노폴리실록산(실록산 D로 나타낸다) 936.0부를 500ml들이 비이커에 넣고, 구조식 C2H5O(C2H4O)5·8CH2COOH로 표시되는 화합물 4.0부를 가한다. 이어서, 내용물을 진턍기구를 사용하여 10분 동안 혼합한다. 폴리옥시에틸렌(6mol 가함) 트리메틸노난올에테르 8.0부와 폴리옥시에틸렌(10mol 가함) 트리메틸노난올에테르 2.0부를 생성된 혼합물에 가하고, 진탕기구를 사용하여 10분 동안 내용물을 혼합한다. 이어서, 물 10.0부를 가한 후, 내용물을 10분 동안 진탕시키고, 물 140부를 가한 후, 내용물을 30분 동안 혼합한다. 이와 같이 하여 에멀젼을 수득한다(처리 용액(ℓ)).
비교하기 위해, 상기 유화제(즉, 두 가지 유형의 폴리옥시에틸렌 트리메틸노난올에테르 유화제) 및 물과 혼합된 아미노 그룹 함유 실록산 D를 사용하여 동일한 과정에 따라 에컬젼을 제조한다(처리용액(m)).
생성된 각각의 처리 용액 5부에 물 95부를 가하여 처리욕을 수득한다. 적용 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 100% 면 광폭 직물을 처리욕에서 처리한 후, 황색 지수(YI)를 측정하고, 남성용 와이셔츠 직물로서의 종합적인 성능을 평가한다. 결과는 표 Ⅴ에 요약되어 있다.
본 발명의 처리제를 사용한 경우, 황변은 일어나지 않으며, 이는 남성용 와이셔츠 직물 처리제로서 이상적이다.
Figure kpo00012
* 비교용
** 미처리된 용액
본 발명의 개념이 실현될 경우, 섬유재료를 황변시키지 않으면서 섬유재료의 흡습성, 땀 흡수성, 가요성, 평활성 및 복원 탄성을 증가시킬 수 있는 섬유처리제 조성물의 수득될 수 있다
또한, 봉 발명의 섬유처리제 조성물은 쉽게 유화될 수 있으며,생성된 에멀젼의 안정성도 또한 탁월하다..

Claims (3)

  1. (A) 일반식(I) 오가노폴리실록산과 (B) 일반식(Ⅱ)의 화합물(여기서, 성분(B)의 양은 성분(A)의 1급 및 2급 아미노 그룹 1mol에 대하여 0.05 내지 5.0mol이다)을 포함하는 섬유처리제 조성물.
    Figure kpo00013
    R2(C2H4O)bR3COOH
    상기식에서, R은 1가 탄화수소 그룹이고, A는 R 그룹, 하이드실 그룹, 수 1내지 3의 알콕시 그룹 및 일반식 -R1NHCH2CH2)aNH2의 그룹중에서 선택된 그룹이며, R1는 2가 탄화수소 그룹이고, a는 0 내지 10이며, p 및 q는 각각 0 또는 1 이상의 수이고, p+q는 10 내지 2,000이며, R2는 탄소수 1내지 3의 알콕시 그룹 및 일반식 -OR3COOH에서 선택된 그룹이고, b는 1 이상의 수이며, R3은 2가 탄화수소 그룹이고, 일반식(Ⅰ)의 분자내에서 일반식 -R1NHCH2CH2)aNH2의 그룹이 하나 이상 존재한다.
  2. 제1항에 있어서, 조성물용 유기 용매를 추가로 포함하는 섬유처리제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 물고, 조성물을 물 속에서 유화시키기에 충분한 양의 하나 이상의 계면활성제를 추가로 포함하는 섬유처리제 조성물.
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