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KR950009258B1 - 선상 알콕시화 알콜을 함유하는 안정한 생분해성 직물 유연 조성물 - Google Patents

선상 알콕시화 알콜을 함유하는 안정한 생분해성 직물 유연 조성물 Download PDF

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KR950009258B1
KR950009258B1 KR1019880012289A KR880012289A KR950009258B1 KR 950009258 B1 KR950009258 B1 KR 950009258B1 KR 1019880012289 A KR1019880012289 A KR 1019880012289A KR 880012289 A KR880012289 A KR 880012289A KR 950009258 B1 KR950009258 B1 KR 950009258B1
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linear
amine
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fabric
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KR1019880012289A
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KR890005338A (ko
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제임스 장 니에뉴안
Original Assignee
더 프록터 앤드 갬블 캄파니
리차드 찰스 위트
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Publication date
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Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]
선상 알콕시화 알콜을 함유하는 안정한 생분해성 직물 유연 조성물
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 직물 처리 조성물에 관한 것이다. 특히, 직물 세탁 작용의 세정 사이클에서 직물을 유연하게 하고 정전기를 조절하는데 유용한, 저장 안정성, 점도 특성 및 생분해성이 우수한 직물 처리 조성물에 관한 것이다. 본 출원에서의 조성물은 헤어 컨디셔너 조성물로도 또한 사용할 수 있다.
세탁하는 동안 직물을 유연하게 하고 정전기를 조절하는 잇점을 제공하기에 적합한 직물 처리 조성물은 당해 분야에서 널리 공지되어 있고, 상업적으로 대규모 이용되고 있다. 통상적으로, 세정시 첨가하는 직물 유연 조성물은 활성 유연 성분으로서, 2개의 알킬 장쇄를 갖는 실질적으로 수-불용성 양이온성 물질을 함유한다. 이러한 전형적인 물질은 디-탈로우 디-메틸 암모늄 클로라이드 및 2개의 스테아릴 그룹으로 차환된 이미다졸리늄 화합물이다. 이들 물질은 대개 수중 분산액 형태로 제조한다. 제품의 점도 및 안정성, 특히 승온에서 저장후의 안정성에 관한 처리하기 어려운 문제에 직면하지 않고 약 10% 이상의 양이온성 물질을 함유한 수성 분산액(이 조성물은 유출이 불가능하며, 세정수에서의 분산성 및 용해성이 불충분하다)을 제조하는 것은 일반적으로 불가능하다. 유연제 농도에 대한 이러한 물리적 제한은 자연적으로, 생산물을 과량 사용하지 않고 수득할 수 있는 유연 작용의 수준을 제한하며 또한 배포와 포장에 대한 비용을 실질적으로 부가한다. 따라서, 보다 높은 농도의 수-불용성 양이온성 유연 물질을 함유하는 물리적으로 허용 가능한 직물 처리 조성물의 제조가 상당히 요구된다.
또한, 저장-안정성이 있으며, 생분해성인 직물 유연 조성물이 바람직하다. 그러나, 생분해성인 재료는 흔히 안정한 액상 조성물로 제형하기가 어렵다.
본 발명의 한 목적은 저장 안정성이 있는 생분해성 직물 유연 조성물을 제공하는데 있다. 다른 목적은 직물 세척 작용의 세정 사이클에서 사용하기에 적합한 농축물을 포함하는 액상 제품의 형태로 상기 재료를 제공하는데 있다. 이러한 목적 및 기타의 목적은 하기 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명을 이용하여 달성된다.
양이온성 유연제 물질은 일반적으로 이소프로판올 등의 유기성 액체 내에 약 70% 내지 80%의 활성 물질을 함유하면서, 가끔 소량(약 10% 이하)의 물을 함유하는 슬러리 형태로 제업자에 의해 공급된다. 이어서, 판매용 직물 유연 조성물은 주의 깊게 조절된 조건하에서 유연제 슬러리를 온수에 분산시켜 제조한다. 그러나, 이러한 공업적 농축물의 물리적 형태 및 분산성의 어려움 때문에 가정의 소비자가 이들을 직접 사용하지 못하며; 사실, 판매용 직물 유연 조성물의 공업적 공급업자들 조차도 심각한 가공 문제에 직면할 수 있다.
양이온성 직물 유연제로서의 각종 4급화된 에스테르아민의 용도는 당해 분야에 공지되어 있다. 직물 유연제로서 작용하는 일련의 4급화된 에스테르-아민에 대해서는 문헌[참조 : 1982년 7월 13일자로 허여된 호프만 등의 미합중국 특허 제4,339,391호]을 참조한다. 각종 4급화된 에스테르-아민은 ICI로부터의 SYNPRO1AM FS 및 REWO로부터의 REWOQUAT 상표명으로 시판되고 있다.
불행하게도, 4급화된 에스테르-아민이 신속히 생분해할 수 있다고 간주하지만, 이들은 통상적인 양이온성 유연제(예 : 디탈로우 디메틸 암모늄 클로라이드 및 이의 동족체)보다 더욱 가수분해가 쉽기 때문에 장기간 보관시 가수분해성 안정성에 문제가 생기게 된다. 제품의 안정성 및 점도 문제가 농축된 수성 분산액에서는 점차적으로 더욱 다루기 힘든 문제로 되어 가고 있다.
소비자가 사용하기에 적합한 농축된 직물 유연 조성물을 제조하는 문제에 대한 각종 해결 방안이 당해 분야에서 제시되어 왔다. 예를 들어, 유연제 농축물 중의 점도 조절제로서 파라핀, 지방산 및 에스테르 중량제에 관해 문헌[참조 : Verbruggen의 1984년 1월 17일자로 허여된 미합중국 특허 제4,426,299호 및 1983년 30일자 허여된 제 4,401,578호]을 참조한다.
문헌[참조 : Clint 등의 1984년 3월 7일자로 허여된 유럽 특허 제0,018,039호]은 점도 및 안정성을 향상시키기 위한 유연제 농축물 중의 탄화수소와 가용성 양이온성 또는 비이온성 계면 활성제에 관한 것이다.
문헌[참조 : MacGilp 등의 1984년 6월 12일자 허여된 미합중국 특허 제4,454,049호]은 등방성 용액 형태로 수-불용성 디-C16-C24임의로 하이드록시-치환된 알킬, 알크아릴 또는 알케닐 양이온성 직물 유연제를 포함하는 농축된 액상 직물 처리 조성물을 기재하고 있는데, 여기서 상기 직물 유연제의 적어도 약 70%는 약 20℃ 미만의 용융 완결 온도를 갖는 하나 이상의 성분들, 수-불용성 비이온성 중량제, 특히 C100-C40탄화수소 또는 C8-C24지방산과 1가 또는 다가 알콜과의 에스테르 및 수-혼화성 유기 용매로 구성된다. 상기 농축물은 우수한 직물 유연 특성과 더불어, 향상된 제형 안정성 및 분산성을 갖는다.
문헌[참조 : Ooms의 1984년 3월 27일자로 허여된 미합중국 특허 제4,439,330호]은 에톡시화 아민을 포함하는 농축된 직물 유연제를 교시하고 있다.
문헌[참조 : Ooms의 1984년 10월 9일자로 허여된 미합중국 특허 제4,476,031호]은 암모늄, 이미다졸리늄 및 유사 물질과 혼합된 형태의 에톡시화 아민 또는 이의 양성자화 유도체를 교시하고 있다. 유연제 조성물중의 한 종류로서 알콕시화 아민의 용도는 문헌에 공지되어 있다[참조 : Jakobi 및 Schmade]의 1980년 1월 10일자 공개된 독일연방공화국 특허원 제2,829,022호, Mueller 등의 1969년 10월 30일자 공개된 독일연방공화국 특허원 제1,619,043호, Davis의 1978년 2월 28일자 허여된 미합중국 특허 제4,076,632호 및 Jaeger 및 Davis의 1979년 6월 5일자 허여된 미합중국 특허 제4,157,307호].
문헌[참조 : Ooms의 1983년 12월 27일자 허여된 미합중국 특허 제4,422,949호]은 디탈로우 디메틸암모늄클로라이드(DTDMAC), 글리세롤 모노스테아레이트 및 다가 양이온 물질을 기초로 한 유연제 농축물에 관한 것이다.
문헌[참조 : 1979년 5월 23일자로 공개된 Sherman 등의 영국 특허원 제2,007,734A호]에는, 하나 이상의 C8-C30알킬 치환체를 갖는 지방성 4급 암모늄 염의 혼합물 및 오일 또는 오일성/지방성 특성을 갖는 숯질적으로 수-불용성인 화합물을 함유하는 직물 유연제 농축물이 기술되어 있다. 이 농축물은 냉수중에 용이하게 분산되고/유화되어 직물 유연 조성물을 형성한다.
유연제 물질의 농축 분산액은 문헌[참조 : 유럽 특허원 제406호 및 1981년 10월 28일자로 공개된 Goffinet의 영국 특허 제1,601,360호]에 기술된 바와 같이, 유연 물질에 특정한 비이온성 부가물을 혼입시킴으로써 제조할 수 있다.
상기에서 볼 수 있듯이, 소비자가 사용하기에 적합한 농축된 형태의 직물 유연 조성물을 제조하는 특별한 문제에 대한 각종 해결 방안은 완전히 만족스럽지가 않았다. 유연제 조성물 중 이온화성 염의 존재가 점도를 감소시키는데 도움이 된다는 사실은 일반적으로 공지되어 있지만[참조 : 1972년 8월 1일자 허여된, Rudy의 미합중국 특허 제3,681,241호], 이러한 시도는 약 12% 이상의 분산된 유연제를 함유하는 조성물 중에서는 효과가 없는데, 점도를 매우 저하시키기 위해서 필요한 이온화성 염의 이러한 양은 제품 안정성을 상당히 손상시킨다.
본 발명에 이르러, 4급화된 에스테르-아민 유연제를 함유하는 농축된 직물 유연제 조성물의 제품 안정성 및 점도 특성은 상온 및 고온 둘다에서, 한정된 양의 특정한 선상 알콕시화(즉, 에톡시화 및/또는 프로폭시화)알콕을 여기에 첨가함으로써 현저하게 향상시킬 수 있다는 사실을 발견하였다. 이들 양이온성 직물 유연제 조성물의 점도 특성 및 안정성을 향상시키기 위해 본원에서 기술된 선상 알콕시화 알콜의 가치는 본 발명 이전까지 당해 분야에서 인지되지 않았다.
본 발명은 (a) 하기 일반식의 4급화된 에스테르-아민 유연 화합물(이 화합물은 액상 담체 중에 분산된 입자로서 존재한다) 및 이의 혼합물 약 1 내지 약 25중량%; (b) C8-C18선상 지방성 알콜과 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드 약 1 내지 10몰과의 축합 반응생성물 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 선상 알콕시화 알콜 약 0.1% 내지 약 10% 및 (c) 액상 담체 약 60 내지 약 98%를 포함하는 저장안정성, 생분해성 직물 유연 조성물에 관한 것이다 :
Figure kpo00001
상기식에서, R치환체는 각각 단쇄 C1-C6알킬 또는 하이드록시알킬 그룹, 또는 이의 혼합물이고; R1은
Figure kpo00002
(여기서, R2는 C13-C21하이드로카빌 그룹이다) 또는 C13-C19하이드로카빌 그룹이며; X-는 유연제 친화성 음이온이다.
이론에 의해 한정하지는 않지만, 에스테르 잔기가 유연 화합물에 생분해성을 제공하는 반면, 직물 유연조성물의 선상 알콕시화(즉, 에톡시화 및/또는 프로폭시화) 지방성 알콜을 첨가는 유연 화합물의 에스테르 가수분해 속도를 상당히 감소시키고, 이에 의해 조성물의 저장 안정성을 향상시키는 것으로 믿어진다. 실제적으로, 선상 알콕시화 지방 알콜은 이후에 기술하는 조건하에서 에스테르-아민 유연 화합물이 액상 조성물로서 안정하게 제형화되기에 충분한 가수분해 안정성을 제공한다. 바람직한 조성물의 점도는 이들이 농축물로서 제형화될 수 있게 한다. 더우기, 본 조성물에서 사용한 직물 유연 화합물이 양이온이므로, 본 조성물은 섬유 및 직물 유연성 뿐만 아니라, 대전 방지의 잇점을 제공한다.
본 발명은 상술된 일반식의 직물 유연 화합물 약 1중량% 이상, 선상 알콕시화 알콜(바람직하게는 에톡시화), 액상 담체(예 : 물, 바람직하게는 C1-C41가 알콜 및 물의 혼합물)를 포함하는 액상 직물 유연 및 대전방지 조성물을 포함한다. 상기의 액상 조성물은 바람직하게는 약 2.0 내지 약 5.0의 pH에서 제형화되어 우수한 저장 안정성을 제공한다. 세정법(throught-the-rinse mode)에서 일반적인 세탁 직물 유연용으로, 상기 조성물은 전형적으로 약 2 내지 약 10중량%의 직물 유연 화합물을 함유할 것이다.
본 명세서에서 바람직한 액상 조성물은 액상 담체중에 분산되는 입자로서 존재하는 유연 화합물을 함유한다. 입자는 바람직하게는 마이크론 이하의 크기이며, 일반적으로 평균 직경이 약 0.10 내지 0.50μ이다. 조성물의 가수분해 안정성을 강화시키는 것 외에, 선상 알콕시화 알콜은 또한 침전에 대해 분산액을 안정화시킨다.
중요하게, 유리 아민이 4급화된 에스테르-아민 유연 화합물의 분해를 촉매화할수 있으므로, 본 명세서의 액상 조성물은 유리(즉, 비양성자화)아민을 저장시에 실질적으로 함유하지 않는다(일반적으로, 약 1% 미만). 소량의 아민이 존재하는 경우에, 이들은 조성물이 제형화되는 동안에 산으로 양성자화 되어야만 한다. 이를 위해 강사(예 : H3PO4및 HCl)을 사용할 수 있다.
본 명세서의 유연 화합물 입자의 분산에 의해 나타나는 저점도로 인해, 본 화합물은 약 11 내지 약 25중량%의 직물 유연제 화합물을 함유하는 물로 희석 가능한 직물 유연제인 "고 농축물"로서 제형화될 수 있다. 상기의 고 농축물은 편의상 용기에 포장할 수 있고, 사용자가 이를 물로 희석하여 "단일-농도"의 유연제(전형적으로, 활성 유연제의 3 내지 5% 농도)를 제조할 수 있다.
본 발명은 또한, 섬유 또는 직물을 상기한 종류의 조성물로 접촉시킴을 특징으로 하여, 섬유(모발 포함) 또는 직물을 유연시키거나, 대전 방지 가공 처리를 하는 방법도 포함한다.
본 명세서에서의 모든 %, 비율 및 부분은 다른 지시가 없는 한 중량에 의한 것이다.
본 발명의 조성물은 1개 이상의 에스테르 결합을 함유하는 4급 아민 직물 유연제, 선상 알콕시화 알콜 및 액상 담체의 혼합물을 포함한다.
[4급화된 에스테르-아민 유연 화합물]
본 발명은 필수 성분으로서 하기 일반식의 4급화된 에스테르-아민 유연 화합물 또는 이의 혼합물 약 1 내지 약 25%, 바람직하게는 약 2 내지 약 10중량%를 함유한다.
Figure kpo00003
상기식에서, R치환체는 각각 단쇄(C1-C6, 바람직하게는 C1-C3)알킬 하이드록시알킬 그룹), 예를 들어, 메틸(가장 바람직하다), 에틸 프로필, 하이드록시에틸 등, 또는 이의 혼합물이며, R+은
Figure kpo00004
또는 C13-C19하이드로카빌 치환체, 바람직하게는 C16-C18알킬, 가장 바람직하게는 직쇄 C18알킬이고; R2는 장쇄 C13-C21하이드로카빌 치환체, 바람직하게는 C13-C17알킬, 가장 바람직하게는 C15직쇄알킬이다.
짝이온 X-는 본 명세서에서 중요하지 않으므로 어떠한 유연제-적합성 음이온, 예를 들어, 클로라이드, 브로마이드, 메틸설페이트, 포메이트, 설페이트 및 니트레이트 등도 가능하다. 치환체 R, R1및 R2는 임의로 알콕실, 하이드록실 등의 각종 그룹으로 치환될 수 있거나, 측쇄를 가질 수 있는 것으로 인지되지만, 이러한 물질은 본 명세서에서 바람직하지 않다. 바람직한 화합물은 폭넓게 사용되는 직물 유연제인 디탈로우 디메틸 암모늄 클로라이드(DTDMAC)의 모노- 및 디-에스테르 변형 물질을 고려할 수 있다.
본 발명의 실시에서 활성 유연제 및 대전 방지 성분으로서 사용되는 상기의 화합물을 표준 반응 화학을 사용하여 제조한다. 예를 들어, DTDMAC의 모노-에스테르 변형 물질의 전형적인 합성에 있어서, 일반식 RR1NCH2CH2OH의 아민을, 일반식 R2C(O)Cl의 산 클로라이드로 하이드록실 그룹에서 에스테르화한 후, 알킬 할라이드, RX로 4급화하여, 목적하는 반응 생성물(여기에서, R, R1및 R2는 본원에서 정의된 바와 같다)을 수득한다. 바람직한 모노-에스테르 유연 화합물을 합성하는 방법을 이후에 상세히 기술한다. 그러나, 본 반응 과정에서 제조할 화합물을 광범위하게 선택할 수 있음을 화학 기술 분야의 숙련가들은 인지할 것이다. 비제한적인 예로는 하기의 4급화된 모노-에스테르 아민(여기에서, 모든 장쇄 알킬 치환체는 직쇄이다)을 언급할 수가 있다 :
Figure kpo00005
Figure kpo00006
Figure kpo00007
Figure kpo00008
Figure kpo00009
Figure kpo00010
유사하게, DTDMAC의 디-에스테르 변형 물질의 전형적인 합성에 있어서, 일반식 RN(CH2CH2OH)2의 아민을 일반식 R2C(O)Cl의 산 클로라이드로 두 하이드록실 그룹에서 에스테르화한 후, 알킬 할라이드, RX로 4급화하여, 목적하는 반응 생성물(여기에서, R 및 R2는 본원에서 정의된 바와 같다)을 수득한다. 바람직한 디-에스테르 유연 화합물을 합성하는 방법을 이후에 상세히 기술한다. 그러나, 본 반응 진행시 제조할 화합물을 광범위하게 선택할 수 있음은 화학기술 분야의 숙련가들은 인지할 것이다. 비제한적인 예로는, 하기의 화합물(여기에서, 모든 장쇄 알킬 치환체는 직쇄이다)을 언급할 수가 있다 :
Figure kpo00011
Figure kpo00012
Figure kpo00013
Figure kpo00014
Figure kpo00015
상기 화합물(모노-및 디-에스테르)은 가수분해에 다소 불안정하기 때문에, 본원의 조성물을 제형화하는데 사용하는 경우 이들을 조심스럽게 취급하여야 한다. 예를 들어, 본원에서 안정한 액상 조성물은 약 2.0 내지 약 5.0, 바람직하게는 약 3.5±0.5의 pH범위에서 제형화한다. pH는 브뢴스테드 산을 가하여 조절할 수 있다. 적당한 브뢴스테드산의 예로는 무기산, 카복실산, 특히 저분자량(C1-C5) 카복실산, 및 알킬설폰산을 포함한다. 적당한 무기산에는 HCl, H2SO4, HNO3및 H3PO4를 포함한다. 적당한 유기산에는 포름산, 아세트산, 메틸설폰산 및 에틸설폰산을 포함한다. 바람직한 산은 염산 및 인산이다.
[4급화된 모노-에스테르 아민 유연 화합물의 합성]
본원에 사용된 바람직한 생분해성, 4급화된 모노-에스테르아민 유연 화합물의 합성은 하기 두단계 방법으로 수행한다 :
[단계 A. 아민의 합성]
Figure kpo00016
옥타데실 에탄올 메틸 아민 0.6몰을 환류 응축기, 아르곤(또는 질소) 주입구 및 두개의 첨가 펀넬이 장착된 (3ℓ)용 3-구 플라스크에 넣는다. 하나의 첨가 깔데기에 트리에틸아민 0.4몰을 넣고 두번째 첨가 깔데기에는 메틸렌 클로라이드와 1 : 1 용액으로 팔미토일 클로라이드 0.6몰을 넣는다. 메틸렌 클로라이드(750㎖)를 아민이 함유된 반응 플라스크에 가하고, 35℃(수욕)로 가열한다. 트리에틸 아민을 약 30분 이상 교반하면서 적가함에 따라 온도는 40 내지 45℃까지 상승한다. 팔미토일 클로라이드/메틸렌 클로라이드 용액을 적가한 후, 밤새(12 내지 16시간) 불활성 대기하에서 40 내지 45로 가열한다.
반응 혼합물을 실온으로 냉각시킨 후, 클로로포름(1500㎖)으로 희석시킨다. 생성물의 클로로포름 용액을 분리 갈대기(4ℓ)에 넣고, 포화 NaCl, 묽은 Ca(OH)2, 50% K2CO2(3회) 및 최종적으로 포화 HaCl로 세척한다.
유기층을 수거하여 MgSO4상에서 건조시키고, 여과한 후, 용매는 회전 증발기를 통해 제거한다. 고진공(0.25mmHg)하에서 최종적으로 건조시킨다.
*주 : 50% K2CO3층은 클로로포름 층 하부에 있다.
[분석]
TLC(박층 크로마토그라피)**: 용매계(75% 디에틸에테르 : 25% 헥산)Rf=0.7
IR(CCl4) : 2910, 2850, 2810, 2760, 1722, 1450, 1370㎝-1
1H-NMR(CDCl3) : 2.1-2.5(8H), 2.1(3H), 1.20(58H), 0.9(6H) ppm(테트라메틸실란=0ppm에 대해).
* *10×20㎝ 예비 측정된 유리 판, 250μ
실리카겔; PMA(에탄올 중 포스포몰리브드산-5%) 착색에 의한 가시화.
[단계 B. 4급화 반응]
Figure kpo00017
단계 A에서 제조한 옥타데실 팔미토일옥시에틸 메틸 아민 0.5몰을 무수 아세토니트릴 200 내지 300㎖와 함께 오토클레이브 슬리브에 넣는다. 그런 다음, 시료를 오토클레이브에 주입하고 He(16275mmHg/21.4ATM)로 3회 및 CH3Cl로 1회 퍼지시킨다. 반응을 3604mmHg/4.7ATM의 압력하에서 80℃로 가열한다. CH3Cl 및 용매를 반응혼합물로부터 제거한다. 시료를 클로로포름 중에 용해시키고, 용매를 회전 증발기를 사용하여 제거한 다음, 고진공(0.25mmHg)하에 건조시킨다. 이러한 매우 바람직한 화합물에서 C18H37및 C15H31치환체는 둘다 n-알킬이다.
[분석]
TLC(5 : 1 클로로포름 : 메탄올)*: Rf=0.25.
IR(CCl4) : 2910, 2832, 1730, 1450㎝-1.
1H-NMR(CDCl3) : δ4.0-4.5(2H), 3.5(6H), 2.0-2.7(6H), 1.2-1.5(58H), 0.9(6H) ppm(테트라메틸실란=0ppm에 대해).
13C-NMR(CDCl3) : δ172.5, 65.3, 62.1, 57.4, 51.8, 33.9, 31.8, 29.5, 28.7, 26.2, 22.8, 22.5, 14.0(테트라메틸실란=0ppm에 대해).
*10×20㎝ 예비-측정된 유리 판, 250μ
실리카겔; PMA착색에 의한 가시화
[4급화된 디-에스테르 아민 유연 화합물의 합성]
본 발명에서 사용하는 바람직한 생분해성, 4급화된 디-에스테르 아민 직물 유연 화합물을 하기 2-단계 방법을 사용하여 합성할 수 있다.
[단계 A. 아민의 합성]
Figure kpo00018
메틸 디에탄올 아민 0.6mole을 환류 응축기, 아르곤 (또는 질소) 주입구 및 2개의 첨가 깔데기가 장착된 3ℓ들이 3-구 플라스크에 넣는다. 하나의 첨가 깔데기에 트리에틸아민 0.8mole을 넣고, 두번째 첨가 깔데기에 메틸렌 클로라이드와 1 : 1 용액으로 팔미토일 클로라이드 1.2mole을 넣는다. 메틸렌 클로라이드(750㎖)를 아민 함유 반응 플라스크에 가하고, 35℃(수욕)로 가열한다. 트리에틸아민을 적가하고, 30분 동안 교반하는 동안 온도가 40 내지 45℃로 상승한다. 팔미토일 클로라이드/메틸렌 클로라이드 용액을 적가하고 불활성 대기하에 밤새(12 내지 16시간) 40 내지 45℃에서 가열한다.
반응 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 클로로포름(1500㎖)으로 희석시킨다. 생성물의 클로로포름 용액을 분리 깔때기(4ℓ)에 넣고, 포화 NaCl, 묽은 Ca(OH)250% K2CO3(3회)*로 세척한 다음, 최종적으로 포화 NaCl로 세척한다. 유기층을 수거하고, MgSO4상에서 건조시킨 후 여과한다. 용매를 회전 증발기에 의해 제거한다. 고진공(0.25mmHg)하에서 최종적으로 건조시킨다.
*주 : 50% K2CO3층은 클로로포름층 하부이다.
[분석]
TLC(박층 크로마토그라피)*: 용매계(75% 디에틸에테르 : 25% 헥산)Rf=0.75
IR(CCl4) : 2920, 2850, 1735, 1450, 1155, 1100㎝-1
1H-NMR(CDCl3) : δ3.9-4.1(2H), 2.1-2.8(8H), 2.3(3H), 1.25(52H), 1.1(6H), 0.8(6H)ppm(테트라메틸실란=0ppm에 대해).
* *10×20㎝ 예비-측정된 유리 판, 250μ
실리카겔; PMA(에탄올 중 포스포몰리브덴산-5%) 착색에 의한 가시화.
[단계 B. 4급화 반응]
Figure kpo00019
단계 A로부터의 메틸 디에탄올 팔미테이트 아민 0.5몰을 무수 아세토니트릴 200 내지 300㎖와 함께 오토클레이브 슬리브에 넣는다. 그 후 시료를 오토클레이브에 주입하고, He(16275mmHg/21.4ATM)로 3회 및 CH3Cl로 1회 퍼지시킨다. 반응을 CH3Cl 3604mmHg/4.7ATM의 압력하에 24시간 동안 80℃로 가열한다. 그후 오토클레이브 슬리브를 반응 혼합물로부터 제거한다. 시료를 클로로포름 중에 용해시키고, 용매를 회전증발기에 의해 제거한 다음, 고진공(0.25mmHg)하에서 건조시킨다.
[분석]
TLC(5 : 1 클로로포름 : 메탄올)*: Rf=0.35
IR(CCl4) : 2915, 2855, 1735, 1455, 1150㎝-1
1H-NMR(CDCl3) : δ4.5-5.0(2H), 4.0-4.4(4H), 3.7(6H), 2.0-2.5(4H), 1.2-1.5(52H), 0.9(6H)ppm(테트라메틸실란=0ppm에 대해).
13C-NMR(CDCl3) : δ172.8, 63.5, 57.9, 52.3 33.8, 31.8, 31.4, 29.6, 24.6, 22.6, 14.1ppm(테트라메틸실란=0ppm에 대해).
*10×20㎝ 예비 측정된 유리판, 250μ
실리카겔; PMA 착색에 의한 가시화.
[선상 알콕시화 알콜]
본 발명은 필수성분으로서 약 0.1 내지 약 10%, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 3%의 선상 알콕시화 알코올 함유한다. 선상 알콕시화 알콜은 조성물 내에 함유된 4급화 에스테르-아민 유연 화합물의 에스테르 가수분해 속도를 저하시킴으로써 직물 유연 조성물의 화학적 안정성을 개선시킨다. 그 외에, 선상 알콕시화 알콜은 퇴적에 대한 유연 화합물의 미립자 분산물을 안정화시킴으로써 상기한 조성물의 물리적 안정성을 향상시킨다.
본 발명에서 유용한 선상 알콕시화 알콜은 C8-C18선상 지방 알콜과 에틸렌 옥사이드(가장 바람직하다) 또는 프로필렌 옥사이드 약 1 내지 약 10몰의 축한반응 생성물 및 이들의 혼합물(선상 에톡시화-프로폭시화 알콜을 포함한다)로 이루어진 그룹 중에서 선택한다. 이런 유형의 선상 에톡시화 지방 알콜의 예는 셀 케미칼 캄파니(Shell Chemical Co.)에 의해 시판되고 있는 네오돌(Neodol) 23-3(C12-C13선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 3몰과의 축합반응 생성물), 네오돌 91-2.5(C9-C11선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 2.5몰과의 축합반응 생성물), 네오돌 45-9(C14-C15선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 9몰과의 축합반응 생성물), 네오돌 45-7(C14-C15선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 7몰과의 축합반응 생성물), 네오돌 45-4(C14-C15선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 4몰과의 축합반응 생성물); 및 더 프록터 앤드 갬블 캄파니(The Procter ＆ Gamble Co.)에 의해 시판되고 있는 카이로(Kyro) EOB(C13-C15선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 9몰과의 축합 반응 생성물)를 포함한다. C10-C15선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 약 2 내지 약 5몰과의 축합반응 생성물이 바람직하며, 가장 바람직하게는 C12-C13선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 3몰과의 축합반응 생성물(예 : 네오돌 23-3)이 가장 바람직하다.
경우에 따라, 본원의 조성물은 표준 비염기성 유화제, 특히 비이온성 유화제를 사용하여 침전에 대하여 안정화될 수 있다. 이러한 비이온성 유화제 및 이의 사용 농도는 본 명세서에서 참고로 인용한 문헌[참조 : 1984년 6월 12일자 허여된 MacGilp 등의 미합중국 특허 제4,454,049호]에 기술되어 있다.
본원의 조성물용으로 사용하기에 적절한 비이온성 유화제의 구체적 예는 글리세롤의 지방산 에스테르(바람직하게는 글리세롤 모노스테아레이트) 및 지방 알콜(예 : 스테아릴알콜)을 포함한다. 경우에 따라, 표준 비이온성 유화제를 조성물의 0.1 내지 약 2.5중량% 농도에서 전형적으로 사용한다. 선상 에톡시화된 알콜 및 글리세롤 모노스테아레이트의 혼합물이 특히 바람직하다.
[액상 담체]
본원의 조성물은 액상 담체, 예를들어, 몰, 바람직하게는 물 및 C1-C4알콜(예 : 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 및 이의 혼합물, 이중 이소프로판올이 바람직함)의 혼합물을 함유한다. 상기 조성물은 약 60% 내지 약 98%, 바람직하게는 약 70% 내지 약 95%의 액상 담체를 함유한다. 바람직하게는, 액상 담체중의 C1-C41가 알콜의 양은 4급화된 에스테르-아민 유연 화합물의 약 5 내지 약 50중량%인데, 이때 액상 담체의 잔량은 물이다.
본 발명에서 사용된 유연 화합물은 상기의 물-기본 담체중에서 불용성이며, 따라서 그중에 미립자의 분산액으로서 존재한다. 이들 입자는 크기가 마이크론 이하이며, 편리하게는 미립자로서 화합물에 분산시키는 고-전단 혼합에 의하여 제조된다. 바람직한 분산액의 제조방법이 하기 실시예 Ⅰ 내지 Ⅳ에 상세히 기술되어 있다. 또한, 유연 화합물이 가수분해적으로 불안정하기 때문에, 염기가 존재함을 피하고, 공정온도 및 pH를 하기의 구체화된 범위내로 유지하도록 주의해야 한다.
[임의의 성분]
충분히-제형화된 직물 유연 조성물은 신속하게 생분해가능한 본 명세서의 일반식의 4급 에스테르-아민 화합물, 선상 알콕시화 지방 알콜 및 액상 담체 이외에도, 하나 이상이 하기의 임의 성분을 함유할 수 있다.
[통상적인 4급 암모늄 유연제]
본 발명의 조성물은 통상의 디(고급 알킬) 4급 암모늄 유연제를 추가로 함유할 수 있다. 본원의 조성물은 0% 내지 약 25%(바람직하게는 약 0.1% 내지 약 10%)이 통상적인 디(고급 알킬) 4급 암모늄 유연제를 함유할 수 있다.
본 명세서에서 4급 암모늄 염과 관련하여 사용된 "고급 알킬"은 약 8 내지 약 30, 바람직하게는 약 11 내지 약 22의 탄소원자수를 함유한 알킬그룹을 의미한다. 이러한 통상의 4급 암모늄 염의 예로는 (ⅰ) 일반식
Figure kpo00020
(여기에서, R2는 아사이클릭 지방족 C15-C22탄화수소 그룹이고, R3는 C1-C4포화된 알킬 또는 하이드록시 알킬그룹이며, R4는 R2또는 R3로부터 선택되고, A는 음이온이다)의 아사이클릭 4급 암모늄 염;
(ⅱ) 일반식
Figure kpo00021
(여기에서, R1은 아사이클릭 지방족 C15-C22탄화 수소그룹이고, R2는 탄소수 1내지 3의 2가 알킬렌그룹이며, R5및 R0은 C1-C4포화 알킬 또는 하이드록시알킬그룹이고, A는 음이온이다)의 디아미도 4급 암모늄 염; (ⅲ) 일반식
Figure kpo00022
(여기에서, n은 약 1내지 5인 수이고, R1, R2, R5및 A는 상기에서 정의한 바와 같다)의 디아미도 알콕시화 4급 암모늄 염; (ⅳ) 일반식
Figure kpo00023
(여기에서, R1은 C15-C17포화 알킬이고, R2는 C1-C4포화 알킬 또는 H이며, Z는 NH 또는 산소이고, A는 음이온이다)의 4급 이미다졸리늄 화합물이 포함된다.
성분(ⅰ)의 예로는 디탈로우디메틸암모늄클로라이드, 디탈로우디메틸암모늄 메틸설페이트, 디(수소화 탈로우) 디메틸암모늄클로라이드, 디베헤닐디메틸암모늄클로라이드 등의 널리 공지된 디알킬디메틸암모늄 염이다.
성분(ⅱ) 및 (ⅲ)의 예로는 메틸비스(탈로우아미도에틸)(2-하이드록시에틸)암모늄 메틸설페이트 및 메틸비스(수소화 탈로우아미도에틸)(2-하이드록시에틸)암모늄 메틸설페이트가 있으며, 여기에서, R1은 아사이클릭 지방족 C15-C17탄화수소그룹이고, R2는 에틸렌그룹이며, R5는 메틸그룹이고, R8은 하이드록시알킬그룹이며 A는 메틸설페이트 음이온이고; 이들 물질은 각기 상품명 바리소프트R(VarisoftR) 222 및 바리소프트R110으로 시판(Sherex Chemical Company 제조)되고 있다.
성분(ⅳ)의 예로는 1-메틸-1-탈로우아미노-에틸-2-탈로우이미다졸리늄 메틸 설페이트 및 1-메틸-1-(수소화 탈로우아미도에틸)-메틸설페이트가 있다.
[유리 아민]
본원의 액상 조성물은 실제로 유리(즉, 비양성자화) 아민을 함유하지 않아야 한다(일반적으로 약 1% 미만). 이들 아민의 소량이 조성물의 분산안정성을 증진시키기 위해 사용되는 경우, 이들을 제형화시 산으로 양성자화시켜야 하며, 그렇지 않으면 이들 유리 아민은 저장시 생분해성 4급 암모늄 화합물의 분해를 촉진하게 됨을 유의해야만 한다.
전형적으로 약 0.05% 내지 약 1.0%인 소량의 양성자화 아민, 즉 탄소수 약 12 내지 약 22의 직쇄 유기그룹을 하나 이상 함유하는 1급, 2급 및 3급 아민을 본 발명의 조성물중에 사용하여 분산안정성을 향상시킬 수 있다. 바람직한 이런 종류의 아민은 분자당 총 약 2 내지 약 30의 에폭시그룹을 함유하는 모노탈로우-디폴리에톡시아민 등의 에톡시아민이다. 또한 탈로우-N,N',N'-트리스(2-하이드록시에틸)-1,3- 프로필렌디아민, 또는 C16-C18-알킬-N-비스(2-하이드록시에틸)아민 등의 디아민이 적합하다.
상기 화합물들의 예는 훽스트사에 GENAMIN C, S, O 및 T)라는 상품명으로 시판되고 있다.
[디-(고급 알킬)사이클릭아민]
본원의 조성물은 임의로 하기 일반식의 디(고급 알킬)사이클릭아민 직물 유연제를 조성물의 0 내지 약 25중량%(바람직하게는 약 0.1 내지 10중량%)을 함유한다 :
Figure kpo00024
상기식에서, n은 2 또는 3, 바람직하게는 2이고; R1및 R2는 독립적으로 C8-C30알킬 또는 알케닐, 바람직하게는 C11-C22알킬, 더욱 바람직하게는 C15-C18알킬, 또는 이런 알킬 라디칼의 혼합물인데 이러한 혼합물의 예로는 코코넛 오일, "연성(비-경화) 탈로우 및 경화 탈로우로부터 수득한 알킬 라디칼이며; Q는 CH 또는 N, 바람직하게는 N이고; X는
Figure kpo00025
[여기에서, T는 0 또는 NR5이고, R5는 H 또는 C1-C4알킬, 바람직하게는 H이며, R4는 2가의 C1-C3알킬렌 그룹 또는 m이 약 1 내지 약 8인 (C2H4P)m이다]이다.
[실리콘 성분]
본원의 직물 유연 조성물은 주로 선상 폴리디알킬 또는 알릴 실록산(여기에서, 알킬그룹은 탄소수 1 내지 5를 함유할 수 있으며, 전체적으로 또는 부분적으로 플루오르화될 수 있다)의 수성 유액을 임의로 포함한다. 이들 실록산은 향상된 직물 감촉을 제공하도록 작용한다. 적합한 실리콘은 25℃에서 점도가 약 100 내지 100,000cs, 바람직하게는 약 1,000 내지 약 12,000cs인 폴리디메틸 실록산이다.
본 발명에서 사용된 실리콘의 이온 전하 특성은 실리콘의 침착 정도 및 분포의 균일함을 둘다 결정하는데 중요하므로 이것으로 처리된 직물의 특성에도 중요하다고 밝혀졌다.
양이온 특성을 갖는 실리콘은 향상된 침착성을 나탄낸다. 실리콘은 주로 선상특성을 함유하는 직물의 감촉을 향상시키는데 가치가 있는 것으로 밝혀졌으며, 바람직하게는 알킬그룹이 대부분 통상적으로 메틸인 폴리디알킬 실록산이다. 이러한 실리콘 중합체는 주로 비이온 또는 혼합 비이온성 음이온 유화체제의 존재하에 강산 또는 강알칼리 촉매를 사용한 유화 중합시켜 상업적으로 제조된다. 직물 감촉을 향상시키는 것외에, 실리콘 성분은 또한 본원의 유연 조성물로 처리된 직물의 흡수성을 향상시킨다.
임의의 실리콘 성분은, 25℃에서 실리콘 점도가 약 100 내지 100,000cs인 경우, (a) 유화제로서 양이온성 또는 비이온성 계면 활성제를 사용한 유화 중합에 의해 제조된 주로 선상 디-C1-C5알킬 또는 C1-C5알킬 아릴 실록산; (b) α-w-디-4급화된 디-C1-C5알킬 또는 C1-C5알킬 아릴 실록산 중합체; 또는 (c) 아미노-작용성 디-C1-C5알킬 또는 알킬 아릴 실록산 중합체(여기서, 아미노그룹은 치환되고 4급화될 수 있으며, 치환도(d.s)가 약 0.0001 내지 약 0.1, 바람직하게는 0.01 내지 0.075의 범위이다)중의 하나로서 정의된 양이온성의 실리콘을 포함한다.
본원의 직물 유연 조성물은 약 15% 이하, 바람직하게는 약 0.1% 내지 약 10%의 실리콘 성분을 함유할 수 있다.
[중점제]
본원의 조성물은 0% 내지 약 3%, 바람직하게는 약 0.01% 내지 약 2%의 중점제를 함유한다. 중점제의 적합한 예는 셀룰로오즈 유도체, 고분자량 합성중합체(예 : 카복시비닐 중합체 및 폴리비닐알코올) 및 양이온성 구이검이 있다.
본원에서 중점제로서 작용하는 셀룰로오즈성 유도체는 다우 캐미칼 인코포레이트사(Dow Chemical Inc.)에 의해 시판되는 메토셀K(MethocelK) 등의 특정 셀룰로오즈의하이드록시에테르; 또한 유니온 카바이드(Union Carbide)사에 의해 시판되는 중합체 JR-125R, JR-400R및 JR-30MR등의 특정 양이온성 셀룰로오즈에테르 유도체로서 특정지울 수 있다.
효과적인 기타의 중점제는 스테인홀(Stein Hall)사에 의해 시판되는 자구아 플러스R(Jaguar PlusR) 및 제너랄 밀즈(General Mills)사에 의해 시판되는 겐드라이브(Gendrive) 458R등의 양이온성 구아검이다.
본원에서의 바람직한 중점제는 메틸 셀룰로오즈, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오즈, 또는 하이드록시부틸 메틸셀룰로오즈로 구성된 그룹중에서 선택하며, 상기 셀룰로오즈성 중합체는 2% 수용액중의 점도가 20℃에서 약 15 내지 약 75,000cp이다.
[방오제]
본 명세서에서의 조성물은 임의로 0% 내지 약 10%, 바람직하게는 약 0.2% 내지 약 5%의 방오제를 함유한다. 바람직하게는, 이러한 방오제는 중합체이다. 본 발명에서 유용한 중합체성 방오제는 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 옥사이드 또는 폴리프로필렌 옥사이드의 공중합체성 블럭 등을 포함한다.
바람직한 방오제는 테레프탈레이트와 폴리에틸렌 옥사이드의 블럭을 함유하는 공중합체이다. 더욱 구체적으로는, 이들 중합체는 에틸렌 테레프탈레이트 단위 대 폴리에틸렌 옥사이드 테레프탈레이트 단위의 몰비가 약 25 : 75 내지 약 35 : 65인 에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 옥사이드 테레프탈레이트의 반복 단위로 이루어지며, 상기 폴리에틸렌 옥사이드 테레프탈레이트는 분자량이 약 300 내지 약 2000인 폴리에틸렌 옥사이드 블럭을 함유하고 있다. 이들 중합체성 방오제의 분자량은 약 5,000 내지 약 55,000 범위이다.
바람직한 다른 중합체성 방오제는, 평균 분자량이 약 300 내지 약 6,000인 폴리옥시에틸렌 글리콜로부터 유도된 약 10중량% 내지 약 50중량%의 폴리옥시에틸렌 테레프탈레이트 단위와 함께 약 10 내지 약 15중량%의 에틸렌 테레프탈레이트 단위를 함유하는 에틸렌 테레프탈레이트 반복 단위를 갖는 결정성 폴리에스테르이며, 이때 결정 중합체성 화합물중 에틸렌 테레프탈레이트 단위 대 폴리옥시에틸렌 테레프탈레이트 단위의 몰비가 2 : 1 내지 6 : 1이다. 이러한 중합체의 예는 상업적으로 시판되는 젤콘R(ZelconR) 4780(Dupont사 제조) 및 밀리즈R(MileaseR) T(ICI사 제조)를 포함한다.
특히 바람직한 방오제는 하기 일반식의 중합체이다 :
Figure kpo00026
상기식에서, X는 모든 적합한 캠핑 그룹일 수 있으며, X는 각각 수소 및 탄소수 약 1 내지 약 4의 알킬 또는 아실그룹으로 이루어진 그룹으로부터 선택되고; n은 수용성을 위해 선택되며, 일반적으로 약 6 내지 약 113, 바람직하게는 약 20 내지 약 50이고; u는 비교적 이온 농도가 높은 액상 조성물의 제형에서 중요하며 거의 대부분의 물질에서 u는 10 이하이고 또한, 20% 이상, 바람직하게는 40% 이상의 물질에서 u는 약 3 내지 약 5이며; R1잔기는 필수적으로, 1,5-페닐렌 잔기이다. 본 명세서에서 언급한 바와 같이, "R1잔기는 필수적으로 1,4-페닐렌 잔기이다"라는 용어는 R1잔기가 완전히 1,4-페닐렌 잔기로 이루어져 있거나, 부분적으로 기타 아릴렌 또는 알크아릴렌 잔기, 알킬렌 잔기, 알키닐렌 잔기, 또는 이의 혼합물로 치환된 화합물을 의미한다. 1,4-페닐렌으로 부분치환될 수 있는 아릴렌 및 알크아릴렌 잔기는 1,3-페닐렌, 1,2-페닐렌, 1,8-나프탈렌, 1,4-나프탈렌, 2,2-비페닐렌, 4,4-비페닐렌 및 이의 혼합물을 포함한다. 부분적으로 치환될 수 있는 알킬렌 및 알케닐렌 잔기는 에틸렌, 1,2-프로필렌, 1,4-부틸렌, 1,5-펜닐렌, 1,6-헥사메틸렌, 1,7-헵타메틸렌, 1,8-옥타메틸렌, 1,4-사이클로헥실렌 및 이의 혼합물을 포함한다.
R1잔기에 대해서는, 1,4-페닐렌 이외의 잔기와의 부분치환도는 화합물의 방오성에 크게 악영향을 주지 않는 정도이어야 한다. 통상적으로, 허용가능한 부분 치환도는 화합물의 주쇄 길이에 의존하는데, 즉, 더 긴 주쇄는 1,4-페닐렌 잔기에 대한 부분치환도가 더 높을 수 있다. 대개, R1이 약 50% 내지 약 100%의 1,4-페닐렌 잔기(1,4-페닐렌 이외에 다른 잔기는 약 0% 내지 약 50%)를 포함하는 화합물은 충분한 방오작용을 갖는다. 예를들면, 본 발명에 따라 이소프탈산(1,3-페닐렌)대 테레프탈산(1,4-페닐렌)의 몰비를 40 : 60으로 하여 제조한 폴리에스테르는 충분한 방오작용을 갖는다. 그러나, 섬유 제조에서 사용되는 대부분의 폴리에스테르는 에틸렌 테레프탈레이트 단위로 이루어지기 때문에 통상적으로 최대의 방오작용을 위해서 1,4-페닐렌 이외의 잔기와의 부분 치환도를 최소화시키는 것이 바람직하다. 바람직하게는, R1잔기는 완전히(즉, 100%) 1, 40페닐렌 잔기로 이루어지는데, 즉 각각의 R1잔기는 1,4-페닐렌이다.
R2잔기에 대해서는 적합한 에틸렌 또는 치환된 에틸렌 잔기에는 에틸렌, 1,2-프로필렌, 1,2-부틸렌, 1,2-헥실렌, 3-메톡시-1,2-프로필렌 및 이의 혼합물이 포함된다. 바람직하게는, R2잔기는 본질적으로 에틸렌 잔기, 1,2-프로필렌 잔기 또는 이의 혼합물이다. 에틸렌 잔기의 함유율이 높으면 화합물의 방오작용이 향상된다. 놀랍게도, 1,2-프로필렌의 함유율이 높을경우 화합물의 수용성이 향상된다.
따라서, 액상 직물 유연 조성물에 방오성분을 상당량으로 혼입하기 위해서는 1,2-프로필렌 잔기 또는 유사한 측쇄 등가물을 사용하는 것이 바람직하다. R2잔기는 바람직하게는 약 75% 내지 약 100%, 더욱 바람직하게는 약 90% 내지 약 100%가 1,2-프로필렌 잔기이다.
각각의 n값은 약 6 이상이고, 바람직하게는 약 10 이상이다. 각각의 n값은 통상적으로 약 12 내지 약 113이다. 전형적으로, 각각의 n값은 약 12 내지 약 43 범위내이다.
이러한 매우 바람직한 방오제에 대한 더욱 상세한 기술은 본원에서 참고로 인용한 문헌[참조 : 1986년 6월 25일자 공개된 Gosselink의 유럽 특허원 제185,427호]에 기재되어 있다.
[점도 조절제]
점도 조절제를 본 발명의 조성물(바람직하게는 농축조성물)에 사용할 수 있다. 유기 점도 조절제의 예는 지방산 및 에스테르, 지방성 알콜 및 단쇄 알콜과 같은 수혼화성 용매이다. 무기 점도 조절제의 예는 수용성 이온성 염이다. 다양한 이온성 염을 사용할 수 있다. 적합한 염의 예는 원소주기율표의 ⅠA 및 ⅡA족 금속의 할라이드인데, 예를들면, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화나트륨, 브롬화칼륨, 및 염화리튬이다. 염화칼슘이 바람직하다. 이온성 염은 특히 성분을 혼합하여 본원의 조성물을 제조하고, 목적하는 점도를 수득하는데 유용하다. 이온성 염의 사용량은 조성물중의 활성 성분 사용량에 의존하며 목적하는 조성자의 필요에 따라서 조절할 수 있다. 조성물 점도를 조절하는데 사용되는 전형적인 염의 농도는 조성물 중량의 약 20 내지 약 3,000ppm, 바람직하게는 약 20 내지 약 2,000ppm이다.
[살균제]
본 발명의 조성물에 사용되는 살균제의 예는 글루 타르알데히드, 포름알데히드, 상표면 브로노폴R(BronopolR)로 이놀렉스 케미칼스(Inolex Chemicals)에 의해 시판되는 2-브로모-2-니트로-프로판-1,3-디올 및 상표명 카톤R(KathonR) CG/ICP로 롬 및 하스 캄파니(Rohm and Haas Company)에 의해 시판되는 5-클로로-2-메틸-4-이소티아졸린-3-온 및 2-메틸-4-이소티아졸린-3-온의 혼합물이 있다. 본 조성물에 사용되는 전형적인 살균제의 농도는 조성물 중량의 약 1 내지 약 1,000ppm이다.
[기타의 임의 성분]
본 발명은 직물 처리 조성물에 통상적으로 사용 또는 기타의 임의 성분, 예를들면, 색소, 향료, 방부제, 광학 광택제, 유백체, 직물 컨디셔닝제, 계면활성제, 안정화제(예 : 구아검 및 폴리에틸렌 글리콜), 방축제, 주름방지제, 직물 크리스핑제, 스포팅제, 살균제(germicides), 살진균제, 산화방지제(예 : 부틸화 하이드록시 톨루엔) 및 부식방지제 등을 포함할 수 있다.
본 발명의 방법의 측면에서, 직물 또는 섬유를 수욕중에서 일반적으로 약 20㎖ 내지 약 200㎖(처리될 섬유 또는 직물 3.5㎏당)이 본원의 조성물 유효량과 접촉시킨다. 물론, 사용량은 조성물의 농도, 섬유 또는 직물형, 목적하는 유연도 등에 따라, 사용자의 판단에 근거한다. 전형적으로, 5% 유연 화합물 분산액 약 120㎖를 25ℓ들이 세탁물 세정욕에서 사용하여 3.5㎏ 하중의 혼합된 직물을 유연하게 하고 대전방지효과를 수득한다. 바람직하게는, 세정욕조는 본원의 직물 유연 조성물 약 25ppm 내지 약 100ppm을 함유한다.
하기 실시예는 본 발명의 실시를 설명하나 이로, 제한하지는 않는다.
[실시예 Ⅰ]
본 발명의 저장안정성 생분해가능한 직물 유연 조성물은 하기와 같이 제조된다 :
성분 중량%
Figure kpo00027
5.0%
이소프로판올 1.0%
글리세릴 모노스테아레이트(GMS) 1.2%
네오돌 23-3 0.5%
브로노폴 0.01%
염료 20ppm
0.1N HCl 0.25%
물 잔여량
생분해성 모노-에스테르 아민 유연 화합물 20g 및 이소프로판올 5g을 혼합하고, 80℃까지 가열하여 유동화 "용융물"을 형성한다. 그후, GMS 4.8g 및 네오돌 23-2 3g을 용융물에 가해 균질한 용융된 혼합물을 형성한다. 그후 용융된 혼합물을 고 전단혼합시키면서 몰 시트(seat) 400g에 붓는다. 물을 70℃까지 예열시키고, 혼합에 앞서 청색 염료 20ppm 및 브로노폴 100ppm을 물에 가한다. 혼합물을 물에 붓기전에 이소프로판올 약 1g을 용융된 혼합물로부터 증발시킨다. 분산액을 7000rpm(Tekmar 고 전단혼합기)에서 25분동안 혼합시킨다. 혼합시 분산액의 온도는 빙수욕에 의해 70 내지 75℃ 내로 유지한다. pH는 0.1N HCl 1㎖을 가해 조절한다. 수득한 분산액 점성이 50cp(25℃)이고 pH는 4.0이다. 분산액중의 평균입자크기는 0.20μ이다.
[실시예 Ⅱ]
본 발명의 저장안정한 생분해성 직물 유연 조성물은 하기와 같이 제조한다 :
성분 중량%
Figure kpo00028
5.0%
이소프로판올 1.1%
글리세릴 모노스테아레이트(GMS) 1%
네오돌 23-3 1%
0.1N HCl 0.25%
물 잔여량
생분해성 모노-에스테르 아민 유연제 화합물 20g 및 이소프로판올 5g을 혼합하고, 75℃로 가열하여 유동화 "용융물"을 형성한다. 그후, GMS 4g 및 네오돌 23-3 4g을 용융물에 가하여 균질한 용융 혼합물을 형성한다. 그후 용융 혼합물을 고 전단혼합시키면서 물 시트 365g에 붓는다. 물을 70℃로 예열한다. 물에 붓기전에 이소프로판올 0.6g을 용융 혼합물로부터 증발시킨다. 분산액을 7200rpm(Tekmar 고 전단혼합기)에서 20분간 혼합시킨다. 0.1N HCl 1㎖를 가함으로써 pH를 조절한다. 수득한 분산액은 점도가 48cp(25℃에서)이며, pH는 4.0이다. 평균 입자 크기는 0.17μ이다.
[실시예 Ⅲ]
본 발명의 저장안정한 생분해성 직물 유연 조성물은 하기와 같이 제조한다 :
성분 중량%
(CH3)2-+N-[CH2CHOC(O)C15H31]2Cl-4.5%
이소프로판올 0.6%
글리세릴 모노스테아레이트(GMS) 1.2%
네오돌 23-3 0.3%
폴리디메틸실록산(PDMS) 0.1%
0.1N HCl 0.25%
물 잔여량
생분해성 디-에스테르 아민 유연제 화합물 18g 및 이소프로판올 2.4g을 혼합하고, 74℃로 가열하여 유동화 "용융물"을 형성한다. 그후, GMS 4.8g 및 네오돌 23-3 1.2g을 용융물에 가하여 균질한 용융 혼합물을 형성한다. 그후 용융 혼합물을 고 전단혼합시키면서 물 시트 375g에 붓는다. 물을 70℃로 예열한다. 분산액을 7000rpm(Tekmar 고 전단혼합기)에서 15분간 혼합시킨다. 분산액을 약 30℃로 냉각시킨 다음, 저전단 혼합(3000rpm에서 3분간)시키면서 PDMS 0.4g을 분산액에 가한다. 0.1N HCl 1㎖를 가함으로써 pH를 조정한다. 수득한 분산액은 점도가 88cp(25℃에서)이며, pH는 3.9이다. 분산액에서 평균 입자 크기는 0.19μ이다.
[실시예 Ⅳ]
본 발명의 저장안정한 생분해성 농축 직물 유연 조성물은 하기와 같이 제조한다 :
성분 중량%
(CH3)2-N+-[CH2CHOC(O)C15H31]2Cl-15%
이소프로판올 2.5%
글리세릴 모노스테아레이트(GMS) 1.0%
네오돌 23-3 0.5%
CaCl20.06%
0.1N HCl 0.25%
물 잔여량
생분해성 디에스테르 아민 유연제 화합물 30g 및 이소프로판올 5g을 혼합하고 75℃로 가열하여 유동화 용융물을 형성한다. 그후 GMS 2g 및 네오돌 23-3 1g을 용융물에 가하여, 균질한 용융 혼합물을 형성한다. 그후 용융물을 고 전단 혼합시키면서 물 시트 165g중에 붓는다. 물을 60℃까지 예열시킨다. 분산액을 7000rpm(Tekmar 고 전단 혼합기)에서 15분동안 혼합시킨다. 혼합하는 동안 분산액이 겔화되는 것을 방지하기 위해 2% CaCl2수용액 6㎖를 분산액에 가한다. 혼합하는 동안 분산액의 온도는 약 60℃로 유지한다. pH는 0.1N HCl 0.5㎖를 가함으로써 조절한다. 수득한 분산액은 점도가 25℃에서 210c.p이고 pH는 3.8이다. 분산액중의 평균 입자 크기는 0.26μ이다.
통상적 방법에 있어서, "단일농도" 유연 조성물을 제조하기 위해 이 농축된 조성물을 사용하기 전에 개방시킨 간단한 플라스틱 용기내에 농축된 조성물의 4배 용적의 물을 붓고 포장함으로써, 저장 공간 뿐만 아니라 포장 및 운송비를 절약한다.
전형적으로, 상기 실시예중의 액상 직물 유연 조성물을 통상적 세탁기의 세정 사이클에 가한다. 다량의 세정제를 사용할 경우, 직물 유연 조성물은 최종 세정액에 가하는 것이 바람직하다. 세정 사이클에 가한 양은 처리되는 직물 3.5㎏당 일반적으로 실시예 Ⅰ 내지 Ⅲ의 조성물(및 실시예 Ⅳ의 희석된 조성물) 약 20㎖ 내지 약 200㎖이다.
상기 모든 실시예에서, 네오돌 23-3을 전체 또는 부분적으로 네오돌 45-9(에틸렌 옥사이드 4몰과 C14-C15선상 알코올과의 축합반응 생성물), 네오돌 45-7(에틸렌 옥사이드 7몰과 C14-C15선상 알코올과의 축합반응 생성물), 네오돌 91-2.5(에틸렌 디옥사이드 2.5몰과 C9-X11선상 알코올과의 축합반응 생성물), 네오돌 45-4(에틸렌 옥사이드 4몰과 C14-C15선상 알코올과의 축합반응 생성물) 및 카이로 EOB(에틸렌 옥사이드 9몰과 C13-C15선상 알코올과의 축합반응 생성물)로 대치할 경우, 거의 유사한 결과가 수득된다.
생분해성 4급 모노-에스테르 아민 유연 화합물을 전체 또는 부분적으로 하기 생분해성 4급 모노-에스테르 아민 유연 화합물중의 어느 것과 대치할 경우에도 실시예 Ⅰ 및 Ⅱ에서 유사한 결과가 수득된다.
Figure kpo00029
Figure kpo00030
Figure kpo00031
Figure kpo00032
Figure kpo00033
Figure kpo00034
실시예 Ⅲ 및 Ⅳ에서, 생분해성 4급 디-에스테르 유연 화합물을 전체 또는 부분적으로 하기의 생분해성 4급 디-에스테르 화합물중의 어느 것으로 대치할 경우에도 유사한 결과가 수득된다.
Figure kpo00035
Figure kpo00036
Figure kpo00037
Figure kpo00038
Figure kpo00039
상기 실시예에서의 이소프로판올을 전체 또는 부분적으로 에탄올, 프로판올, 부탄올 또는 이의 혼합물로 대치하고, HCl을 전체 또는 부분적으로 H3PO4로 대치할 경우에도 유사한 결과가 수득된다.
중요하게, 상기의 생분해성 조성물을 비선상 에톡시화 알코올을 함유하는 조성물과 비교하여, 천연 및 합성 직물 둘 모두에서 유연 특성이 뛰어나고, 상온 및 승온 모두에서 점도가 낮으며, 생성물 안정성 및 분산성이 우수한 것으로 나타난다.

Claims (11)

  1. (a) 하기 일반식의 4급화된 에스테르-아민 유연화합물(당해 화합물은 액상 담체 속에 분산된 입자로서 존재한다) 및 이의 혼합물 1 내지 25중량%; (b) C9-C18선상 지방 알콜과 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드 1 내지 10몰과의 축합반응 생성물 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 선상 알콕시화 알콜 0.1 내지 10% 및; (c) 물과 C1-C41가 알콜의 혼합물로 이루어지고, 1가 알콜의 양이 유연화합물의 5 내지 50중량%인 액상 담체 60 내지 98%를 함유함을 특징으로 하는 비양성자화된 아민을 거의 함유하지 않고 pH가 2.0 내지 5.0이며 유연 화합물과 액상 담체를 포함하는 액상 직물 유연 및 대전방지성 조성물.
    Figure kpo00040
    상기식에서, R치환체는 각각 C1-C6알킬 또는 하이드록시알킬 그룹, 또는 이의 혼합물이고; R1은
    Figure kpo00041
    (여기서, R2는 C13-C21하이드로카빌 그룹이다) 또는 C13-C19하이드로카빌 그룹이며; X-는 유연제-친화성 음이온이다.
  2. 제1항에 있어서, C12-C13선상 알콜과 에틸렌 옥사이드 3몰과의 축합반응 생성물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 선상 에톡시화 알콜 0.1 내지 3%를 함유하는 액상 직물 유연 및 대전방지성 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 4급화된 에스테르-아민 유연 화합물 1 내지 25중량%를 함유하는 액상 직물 유연 및 대전방지성 조성물.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 유연화합물이 평균 직경이 0.1 내지 0.5μ인 입자로서 존재하는 액상 직물 유연 및 대전방지성 조성물.
  5. 제1항 내지 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 글리세롤의 지방산 에스테르 0.1 내지 2.5%를 추가로 함유하는 조성물.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 4급화된 에스테르-아민 유연 화합물이
    Figure kpo00042
    인 조성물.
  7. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 4급화된 에스테르-아민 유연 화합물이
    Figure kpo00043
    인 조성물.
  8. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 염화칼슘, 염화마그네슘, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화리튬 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 염 20 내지 3,000ppm을 추가로 함유하는 조성물.
  9. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 통상적인 디-(고급 알킬) 4급 암모늄 유연제 0.1 내지 10%를 추가로 함유하는 조성물.
  10. 제1항에 있어서, C10-C15선상 지방 알콜과 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드 2 내지 5몰과의 축합반응 생성물 및 이의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 선상 알콕시화 알콜 0.1 내지 10%를 함유하는 액상 직물 유연 및 대전방지성 조성물.
  11. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 글리세롤 모노스테아레이트 0.1 내지 2.5%를 추가로 함유하는 조성물.
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