KR100473765B1 - 섬유유연제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유유연제 조성물에 관한 것으로, 특히 지방산과 아민을 반응시키고 3급화한 후, 디메틸설페이트 또는 알킬할라이드로 4급화하여 제조되는 아미도 암모늄염을 포함하는 섬유유연제 조성물에 음이온성 계면활성제, 또는 분산안정제를 첨가하여 의류에 대한 흡착능이 우수하여 섬유유연제의 기본성능인 유연성, 정전기 방지효과, 및 흡수성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 분산안정성, 보관안정성, 및 생분해 효과가 우수하고, 물 분산성이 우수하여 세탁시 헹굼물이 맑은 섬유유연제 조성물에 관한 것이다.

Description

섬유유연제 조성물{FABRIC SOFTENER COMPOSITION}
본 발명은 섬유유연제 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의류에 대한 흡착능이 우수하여 섬유유연제의 기본성능인 유연성, 정전기 방지효과, 및 흡수성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 분산안정성, 보관안정성, 및 생분해 효과가 우수하고, 물 분산성이 우수하여 세탁시 헹굼물이 맑은 섬유유연제 조성물에 관한 것이다.
일반적인 섬유유연제의 주성분으로는 미국 유화학 협회지에서 보고된 바 있는 양이온성 디알킬디메틸암모늄염(JAOCS 61, 367(1984), 및 65(10), 1682(1988))이 오랫동안 사용되어 왔다. 최근에는 상기 디알킬디메틸암모늄염은 생분해도가 낮아 그 사용량이 감소 추세에 있으며, 알킬기에 에스테르나 아마이드와 같이 분해될 수 있는 작용기를 갖는 그룹을 분자 내에 도입하는 연구 및 응용이 활발히 진행되고 있다.
상기한 바와 같이 분해될 수 있는 작용기를 갖는 그룹을 포함하는 섬유유연제는 아미도아민형 4급암모늄염, 아미도에스테르아민의 4급암모늄염, 이미다졸린, 및 이미다졸린에스테르계의 양이온성 계면활성제들이 통상적으로 많이 사용되고 있다. 이들의 예로서 일본공개특허공보 평6-345704호에는 아미도아민 화합물 및 유연제 조성물이, 일본공개특허공보 평6-336466호에는 아미도에스테르아민 화합물 및 유연제 조성물이, 일본공개특허공보 평4-257372호에는 이미다졸린 에스테르를 함유하는 유연제 조성물이, 일본공개특허공보 평2-1479호에는 이미다졸린을 포함하는 컨디셔닝용 화합물이 기재된 바 있다. 상기 양이온성 계면활성제는 양이온성 디알킬디메틸암모늄염에 비하여 생분해성이 개선되기는 하였으나, 만족할 만한 수준으로 개선된 것은 아니다.
최근에는 양이온성 계면활성제 분자 내의 친유성 부분인 알킬기가 에스테르기와 같이 분해되기 용이한 작용기를 포함할 경우, 그의 생분해성은 상기한 종래의 디메틸디알킬 암모늄클로라이드, 아마이드계 4급암모늄염, 및 이미다졸린계 양이온성계면활성제에 비해 매우 우수해진다는 것이 보고되었다(Tenside Surfactant Detergent, 1993, 30, 186-191). 이에 따라 분자 내에 에스테르기를 갖고 있는 4급 암모늄염의 다양한 유도체가 개발되어 상업화되고 있다. 상업화된 대표적인 예로서, 국제공개특허공보 94/07978호는 트리에탄올아민으로부터 유도되는 4급 양이온 계면활성제를 이용한 유연제 및 모발 보호제에 대하여 개시하고 있으며, 국제공개특허공보 93/23510호에는 2 개의 소수기 그룹이 에스테르결합을 하고 있는 양이온성 계면활성제를 이용한 농축 섬유유연제 및 생분해성 섬유유연제 조성물에 대하여 개시하고 있으며, 국제공개특허공보 92/15745호는 이미다졸린 또는 이미다졸린에스테르형 지방알콜에톡시레이트 등이 사용된 농축 섬유유연제 조성물에 대하여 개시하고 있다. 이 외에도, 국제공개특허공보 94/14935호는 트리에탄올아민과 지방산으로부터 제조된 4급암모늄 화합물을 포함하는 농축 섬유유연분산제 조성물이, 국제공개특허공보 94/13772호는 분자내에 에스테르 그룹이 있는 4급암모늄 화합물과 비이온성 분산제를 소량 사용한 고농축 섬유유연제 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 상기 분자 내에 에스테르기를 함유한 상기의 4급 암모늄염들은 물에 대한 분산성이 낮아 장시간 동안 제품 안정성을 유지하기 위하여, 글리세린계, 저급 알코올류, 비이온성 분산제 등과 같은 화합물들을 다량 사용하게 된다. 이로 인하여 상기 4급 암모늄염 고유의 기본 성능이 저하된다는 문제점이 있다.
일본공개특허공보 평3-295855호, 평4-208964호, 평4-267468호, 평4-28023호, 및 평4-6984호에는 물 분산성이 우수한 아미도에스테르형 3급 아민 및 4급염을 주성분으로 하는 섬유유연제가 개시되어 있으며, 상기 섬유유연제들은 고온에서의 보관안정성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 4급 암모늄염 고유의 기본성능을 유지하면서, 동시에 분산안정성, 보관안정성, 및 생분해 효과를 향상시킬 수 있는 섬유유연제에 대한 연구가 더욱 필요한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 의류에 대한 흡착능이 우수하여 섬유유연제의 기본기능인 유연성, 정전기 방지효과, 및 흡수성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 분산안정성, 보관안정성, 및 생분해 효과가 우수하고, 물 분산성이 우수하여 세탁시 헹굼물이 맑은 섬유유연제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 아미도 암모늄염 1 내지 30 중량%를 포함하는 섬유유연제 조성물에 있어서, 상기 아미도 암모늄염 100 중량부에 대하여
a) 음이온성 계면활성제 0.1 내지 30 중량부; 또는
b) 분산안정제 0.1 내지 30 중량부
를 포함하는 섬유유연제 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1의 식에서,
R1은 탄소수 7 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
R2는 탄소수 1 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
X는 CH3, (CH2)mOH, (CH2)mOCOR3, (CH 2)mNH2, 또는 (CH2)mNHCOR3이고(이때 R3는 탄소수 7 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이며, m은 2 내지 6의 정수임),
Y는 수소, CH2CHOHCH2OH, CH2CHOHCH2Cl, CH2CH 2CN, CH2CH2COOCH3, CH2CH2COOH, 또는 CH2CH2OH이고,
M은 디메틸설페이트 또는 할로겐 원소이고,
n은 2 내지 6의 정수이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 4급 암모늄염 고유의 기본성능을 유지하면서, 동시에 분산안정성, 보관안정성, 및 생분해 효과를 향상시킬 수 있는 섬유유연제에 대하여 연구하던 중, 지방산과 아민을 반응시키고 3급화한 후, 디메틸설페이트 또는 알킬할라이드로 4급화하여 제조되어 분자 내에 아마이드기와 수산기를 가지는 아미도 암모늄염을 포함하는 섬유유연제 조성물에 음이온성 계면활성제, 또는 분산안정제를 첨가하여 섬유유연제를 제조한 결과, 의류에 대한 흡착능이 우수하여 섬유유연제의 기본기능인 유연성, 정전기 방지효과, 및 흡수성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 분산안정성, 보관안정성, 생분해 효과, 및 물 분산성이 우수함을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 섬유유연제 조성물은 분자 내에 아마이드기와 수산기를 가지는 상기 화학식 1로 표시되는 아미도 암모늄염, 및 음이온성 계면활성제 또는 분산안정제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 사용되는 상기 화학식 1로 표시되는 아미도 암모늄염에서 R2는 탄소수 1 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹으로, R2의 탄소수가 1개 미만일 경우에는 의류에의 흡착효과가 지속적이지 못하고 쉽게 탈락하여 유연효과 및 정전기 방지효과를 저하시킬 수 있으며, 탄소수가 21개를 초과할 경우에는 의류에 미끈거림 또는 과도한 유연효과로 촉감이 좋지 않다는 문제점이 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 아미도 암모늄염은 지방산과 아민을 반응시킨 다음, 3급화제를 사용하여 3급화한 후, 디메틸설페이트 또는 알킬할라이드로 4급화하는 하기 반응식 1의 방법으로 제조된다.
[반응식 1]
상기 반응식에서,
R1은 탄소수 7 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
R2는 탄소수 1 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
X는 CH3, (CH2)mOH, (CH2)mOCOR3, (CH 2)mNH2, 또는 (CH2)mNHCOR3이고(이때 R3는 탄소수 7 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이며, m은 2 내지 6의 정수임),
Y는 수소, CH2CHOHCH2OH, CH2CHOHCH2Cl, CH2CH 2CN, CH2CH2COOCH3, CH2CH2COOH, 또는 CH2CH2OH이고,
Z는 디메틸설페이트 또는 알킬할라이드이고,
M은 디메틸설페이트 또는 할로겐 원소이고,
n은 2 내지 6의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 아미도 암모늄염은 섬유유연제 조성물에 1 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 각종 의류의 유연효과 또는 정전기 방지효과를 만족시킬 수 없으며, 30 중량%를 초과할 경우에는 유화안정성 및 빙결안정성이 불량해지는 문제점이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 음이온성 계면활성제는 유화 분산안정화제로 사용된다.
상기 음이온성 계면활성제는 탄소수 6~24의 알킬 설포네이트, 탄소수 6~24의 알킬 에테르 설포네이트, 탄소수 6~24의 알킬 에스테르 설포네이트, 탄소수 6~24의 소듐 자일렌 설포네이트, 탄소수 6~24의 암모늄라우릴설페이트, 탄소수 8~30의 알킬아미도 에테르 설페이트, 탄소수 6~24의 알킬 설페이트, 탄소수 6~24의 알킬 에테르 설페이트, 탄소수 6~24의 알킬 에테르 카르복실레이트, 탄소수 6~24의 설포숙시네이트, 또는 탄소수 6~24의 음이온성 알킬 폴리글리코사이드 등을 사용할 수 있다.
특히, 상기 음이온성 계면활성제는 하기 화학식 2, 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 그 예로는 탄소수 6~12의 알킬 설포네이트, 탄소수 6~12의 알킬 에테르 설포네이트, 탄소수 6~12의 알킬 에스테르 설포네이트, 탄소수 6~14의 알킬 설페이트, 또는 탄소수 6~14의 알킬 에테르 설페이트 등이 있다.
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 2, 및 화학식 3의 식에서,
R은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄상 또는 분지상 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
X는 각각 독립적으로 소듐, 소듐 설포네이트, 카복실레이트, 탄소수 1 내지 10의 직쇄상 또는 분지상 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
Y는 각각 독립적으로 히드록시기, 또는 소듐 설포네이트이다.
상기 음이온성 계면활성제는 상기 아미도 암모늄염 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 분산안정화제로의 효과를 미치지 못하며, 30 중량부를 초과할 경우에는 양이온성 유연성분인 상기 아미도 암모늄염과 복합체(complex)를 형성하여 일부 양이온성 유연성분을 상쇄하는 역할을 하여 양이온성 유연성분이 의류에 흡착되는 것을 방해하고, 이로써 유연효과를 저해할 뿐만 아니라, 제품의 상안정성이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명에 사용되는 상기 분산안정제는 탄소수 1 내지 8의 저급알콜 또는 글리콜류, 탄소수 12 내지 20의 고급알콜류, 탄소수 12 내지 20의 고급지방산류, 요소, 염화마그네슘, 염화나트륨, 염화칼슘, 또는 질산나트륨 등을 사용할 수 있다. 특히, 바람직하게는 헥실렌글리콜, 트리메틸펜탄디올, 라우릴미리스틸혼합조성알콜, 올레일알킬조성알콜, 세틸스테아릴혼합조성알콜, 라우릴산, 또는 올레인산 등의 고급지방산을 사용하는 것이다.
상기 분산안정제는 상기 아미도 암모늄염 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 안정성을 저해한다는 문제점이 있으며, 30 중량부를 초과할 경우에는 유연효과가 저하되고, 불필요한 원가 상승을 야기시킬 수 있다는 문제점이 있다.
또한 본 발명의 섬유유연제 조성물은 필요에 따라 유화 분산안정화제로 고급 알킬 아민계 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 고급 알킬 아민계 계면활성제로는 3급 아민류를 사용할 수 있으며, 특히 하기 화학식 4, 또는 화학식 5로 표시되는 트리에탄올아민 또는 고급 알킬 아민계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.
[화학식 4]
[화학식 5]
상기 화학식 4, 및 화학식 5의 식에서,
R은 각각 독립적으로 탄소수 10 내지 18의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이다.
상기 고급 알킬 아민계 계면활성제는 상기 아미도 암모늄염 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 그 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 안정화제로서의 효과가 없으며, 30 중량부를 초과할 경우에는 제품의 물성 안정성이 저하되며, 불필요한 원가 상승을 야기시킬 수 있다는 문제점이 있다.
그 외에, 본 발명의 섬유유연제 조성물은 일반적으로 섬유유연제의 첨가제로 사용되는 향료, 방부제, 살균제, 형광증백제, 색소, 산화방지제, 또는 소포제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 그 함량은 제품 안정성에 영향을 미치지 않도록 섬유유연제 조성물 100 중량부에 0.1 내지 3 중량부로 포함되는 것이 좋다.
상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 섬유유연제 조성물은 상기 성분 이외에 잔량의 수성 용매를 포함한다.
통상적으로, 일반제품에서 섬유유연제의 순물질 기준 함량은 3 내지 12 중량%이며, 농축제품에서는 10 내지 30 중량%인 것이 대부분이지만, 세탁 후 헹굼시 각종 섬유에 유연처리를 하게 되는 표준 사용농도로 환산하면 일반제품이나 농축제품 모두 세탁수 1 L당 섬유유연제 순물질 0.7 mL의 동일한 농도를 사용한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
기계식 교반기, 온도계, 콘덴서(condenser), 증류장치가 설치된 4구 플라스크에 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올 156 g(1.5 mol)과 스테아르산(stearic acid) 400 g(1.5 mol, 평균분자량 267)을 첨가하고, 상압에서 165 ℃의 온도로 반응 중 생성되는 물을 제거하면서 5 시간 동안 아미드화(amidation)를 진행하였다. 반응이 끝난 후, 총 아민값은 104 %, 3급 아민값은 8 %, 산값은 4 % 이었다. 반응물의 분석은 A.O.C.S. 분석법(Official Method Te 2a-64, 1987)으로 아민가 및 산가를 측정하였으며, 이렇게 제조된 아미도에스테르아민에 에탄올 265 g을 넣고 에피클로로히드린 133 g을 서서히 적가하면서 2 시간 동안 반응을 진행시켰다. 이때, 총 아민값은 72 %이었고, 이에 해당하는 양만큼의 디메틸설페이트 140 g을 첨가하여 3 시간 동안 65 ℃의 온도에서 반응을 진행시킨 후 4급화하여 반응을 종결하여 하기 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄염을 제조하였다.
[화학식 1a]
(상기 식에서, R1은 탄소수 16~18의 지방산 알킬조성이고, R2는 CH3이고, X는 (CH2)mOH이고, Y는 CH2 CHOHCH2Cl이고, M은 CH3SO4 -이고, n은 2이다)
실시예 2
기계식 교반기, 온도계, 콘덴서(condenser), 증류장치가 설치된 4구 플라스크에 2-(2-아미노에틸아미노)에탄올 104 g(1.0 mol)과 스테아르산(stearic acid) 408 g(1.5 mol, 평균분자량 267)을 102~130 ℃의 온도로 반응중 생성되는 물을 환류시키면서 2 시간 동안 아미드화(amidation)를 진행하였다. 반응이 끝난 후, 총 아민값은 90 %, 3급 아민값은 10 %, 2급 아민값은 80 %이었다. 반응물의 분석은 A.O.C.S. 분석법(Official Method Te 2a-64, 1987)으로 아민가 및 산가를 측정하였으며, 이렇게 제조된 아미도에스테르아민에 에탄올 60 g을 넣고 에피클로로히드린 74 g을 서서히 적가하면서 1 시간 동안 반응을 진행시킨 후, 염산(35%) 97 g으로 중화하여 반응을 종결하여 하기 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄염을 제조하였다.
[화학식 1b]
(상기 식에서, R1은 탄소수 16~18의 지방산 알킬조성이고, X는 (CH2)mOH이고, Y는 CH2CHOHCH2Cl이고, Z는 HCl이고, n은 2이다)
실시예 3
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 올레일알킬조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 올레인산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 4
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 올레일알킬조성) 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 5
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 6
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 올레인산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 7
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 올레일알킬조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 8
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 올레인산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 9
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 10
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 음이온성 계면활성제로 탄소수 1~14의 알킬 에테르 설페이트 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 11
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 음이온성 계면활성제로 탄소수 1~10의 알킬 에테르 설포네이트 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 12
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량%, 음이온성 계면활성제로 탄소수 1~10의 알킬 에테르 설포네이트 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 13
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 14
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 음이온성 계면활성제로 탄소수 1~10의 알킬 에테르 설포네이트 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 15
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 1 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 올레인산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 16
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 17
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 올레인산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 18
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 19
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 올레일알킬조성) 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 20
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 올레일알킬조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 21
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 올레일알킬조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 올레인산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 22
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 올레인산잔기) 0.5 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 23
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 음이온성 계면활성제로 탄소수 1~10의 알킬 에테르 설포네이트 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 24
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 음이온성 계면활성제로 탄소수 1~14의 아릴 에테르 설페이트 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 25
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 0.5 중량%, 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량%, 음이온성 계면활성제로 탄소수 1~10의 알킬 에테르 설포네이트 1 중량%, 탄소수 10 내지 18의 아민계 계면활성제 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 26
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 음이온성 계면활성제로 탄소수 1~14의 알킬 에테르 설페이트 1 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실시예 27
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 분산안정제로 고급지방알콜(ROH, 여기서 R은 라우릴미리스틸혼합조성) 0.5 중량% 및 고급지방산(RCOOH, 여기서 R은 라우린산잔기) 0.5 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
비교예 1
탄소수 16~18의 디알킬디메틸형 4급 암모늄염 6 중량%, 경화피마자유 에틸렌옥시드부가물(분자량 40) 0.5 중량%, 에틸렌 글리콜 0.5 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
비교예 2
탄소수 16~18의 디알킬 에스테르형 4급 암모늄염 6 중량%, 경화피마자유 에틸렌옥시드부가물(분자량 40) 0.5 중량%, 에틸렌 글리콜 0.5 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
비교예 3
올레일 이미다졸린형 4급 암모늄염 6 중량%, 경화피마자유 에틸렌옥시드부가물(분자량 40) 0.5 중량%, 에틸렌 글리콜 0.5 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
비교예 4
상기 실시예 1에서 제조된 화학식 1a로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 경화피마자유 에틸렌옥시드부가물(분자량 40) 0.5 중량%, 에틸렌 글리콜 0.5 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
비교예 5
상기 실시예 2에서 제조된 화학식 1b로 표시되는 아미도 암모늄 6 중량%, 경화피마자유 에틸렌옥시드부가물(분자량 40) 0.5 중량%, 에틸렌 글리콜 0.5 중량%, 적량의 향, 방부제, 및 소포제, 및 잔량의 물을 균일하게 혼합하여 섬유유연제 조성물을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 3 내지 27, 및 비교예 1 내지 5에서 제조한 섬유유연제 조성물을 사용하여 하기와 같이 유연효과, 정전기 방지성, 생분해도, 및 안정성을 측정하였다.
(유연효과)
먼저, 일반 세탁세비교예 1 내지 5제 표준사용량을 사용하여 시판되는 면 100 %의 타올을 세탁기로 5 회 반복 세탁한 후 탈수시켰다. 상기 탈수된 면타올을 상기 실시예 3 내지 27, 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 섬유유연제 조성물 표준사용량을 기준으로 용해한(6.7 mL/10 세탁수 또는 2.2 mL/10 세탁수) 각각의 헹굼물(욕비 1:30, 25)에 유연처리한 다음 탈수하여 25 ℃, 상대습도 65 %의 조건에서 2 시간 동안 콘디쇼닝(conditioning)하였다.
그 다음 상기 실시예 3 내지 27, 및 비교예 1 내지 5의 섬유유연제 조성물로 유연처리한 순면타올에 대하여 숙련된 피실험자를 대상으로 하여 촉감정도를 관능평가하였다. 촉감정도를 유연점수로 하여 최저 1 점에서 최고 5 점까지 부여하여 3 회 이상 반복하여 측정한 후, 그 평균값으로 유연효과를 측정하였다. 이때, 유연성 평가기준으로는 비교예 1의 섬유유연제 조성물로 유연처리한 순면타올로 하였다. 유연효과는 하기 표 1에 따라 평가하였다.
유연효과 점수 평가 표시
4.5 이상 매우 우수 ◎
3.5∼4.5 우수 ○
2.5∼3.5 보통 △
2.5 미만 불량 ×
(정전기 방지성(반감기 측정법))
상기 유연효과 측정과 동일한 방법으로 유연처리한 다음, 25 ℃, 상대습도 40 %의 항온항습조건에서 24 시간 동안 콘디쇼닝시킨 것을 KS K-0555A 시험방법에 의해 스위스 Rothschild사 제품인 정전전압계(Satic Voltmeter) 기기를 이용하여 초기전압 150 V를 인가한 후, 전압이 반으로 떨어지는 시간으로 정전압 누설속도를 측정하고, 이를 3 회 이상 반복하여 평가하였다. 이때 정전기 방지성은 하기 표 2에 따라 평가하였다.
정전기 방지성 평가 표시
누설속도 10 초 이하 매우 우수 ◎
누설속도 10∼104 초 우수 ○
누설속도 104∼105 초 보통 △
누설속도 105 초 이상 불량 ×
(생분해도)
경제협력개발기구 301D 밀폐된 병 시험(OECD 301D Closed bottle test)으로 생분해도를 측정하였다. 상기 시험법은 시료가 분해되기 시작한 때부터 14 일 이내에 60 % 이상의 생분해 가능여부를 판단하는 시험으로서, 60 % 이상의 분해 수치가 나오면 시료가 쉽게 생분해(readily biodegradable)되는 것으로 간주하였다.
상기 실시예 3 내지 27, 및 비교예 1 내지 5의 섬유유연제 조성물을 호기성 수용액 배지에서 표준물질 2 내지 10 ㎎/L의 농도로 시험하여 생분해도를 측정하였다. 또한 식종액의 활성도를 측정하기 위하여 비교물질로는 아닐린(aniline), 소듐아세테이트(sodium acetate), 소듐벤조에이트(sodium benzoate) 등을 사용하였다. 이때 생분해도는 하기 표 3에 따라 평가하였다.
생분해도 평가 표시
생분해율 60 % 이상 쉽게 분해 ○
생분해율 30∼60 % 보통 △
생분해율 30 % 이하 불량 ×
(안정성)
상기 실시예 3 내지 27, 및 비교예 1 내지 5의 섬유유연제를 사용하여 40 ℃ 및 -10 ℃의 온도조건에서 안정성 평가시험을 실시하여 저장안정성을 평가하였다. 이때, -10 ℃의 온도조건에서는 냉동 및 해동을 2 회 실시하였다. 이때 안정성은 하기 표 4에 따라 평가하였다.
안정성 평가 표시
유지기간 12 주 초과 매우 우수 ◎
유지기간 8~12 주 우수 ○
유지기간 4~8 주 보통 △
유지기간 4 주 미만 불량 ×
상기와 같이 실시예 3 내지 27, 및 비교예 1 내지 5의 섬유유연제 조성물의 유연효과, 정전기 방지성, 생분해도, 및 안정성을 측정한 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
구분 유연성 정전기 방지성 생분해도 안정성
40 ℃ -10 ℃
실시예 3 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 4 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 5 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 6 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 7 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 8 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 9 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 10 ○ ○ ○ ◎ ○
실시예 11 ○ ○ ○ ◎ ○
실시예 12 ◎ ○ ○ ◎ ○
실시예 13 ◎ ○ ○ ○ ○
실시예 14 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 15 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 16 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 17 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 18 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 19 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 20 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 21 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 22 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 23 ○ ○ ○ ◎ ○
실시예 24 ○ ○ ○ ◎ ○
실시예 25 ◎ ◎ ○ ◎ ○
실시예 26 ○ ○ ○ ○ ○
실시예 27 ◎ ○ ○ ○ ○
비교예 1 ◎ ◎ × ○ ○
비교예 2 ○ ○ △ △ ○
비교예 3 ○ ○ △ ○ ○
비교예 4 ○ ◎ ○ ○ △
비교예 5 ○ ◎ ○ ○ △
상기 표 5를 통하여, 본 발명의 분자 내에 아마이드기와 수산기를 가지는 화학식 1로 표시되는 아미도 암모늄염, 및 음이온성 계면활성제 또는 분산안정제를 포함하는 실시예 3 내지 27의 섬유유연제 조성물이 비교예 1 내지 5의 조성물과 비교하여 유연성, 정전기 방지성, 생분해도, 및 안정성이 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 섬유유연제 조성성물은 의류에 대한 흡착능이 우수하여 섬유유연제의 기본기능인 유연성, 정전기 방지효과, 및 흡수성이 우수할 뿐만 아니라, 동시에 분산안정성, 보관안정성, 및 생분해 효과가 우수하고, 물 분산성이 우수하여 세탁시 헹굼물이 맑다는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 아미도 암모늄염 1 내지 30 중량%를 포함하는 섬유유연제 조성물에 있어서, 상기 아미도 암모늄염 100 중량부에 대하여
    a) 음이온성 계면활성제 0.1 내지 30 중량부; 또는
    b) 분산안정제 0.1 내지 30 중량부
    를 포함하는 섬유유연제 조성물:
    [화학식 1]
    상기 화학식 1의 식에서,
    R1은 탄소수 7 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
    R2는 탄소수 1 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
    X는 CH3, (CH2)mOH, (CH2)mOCOR3, (CH 2)mNH2, 또는 (CH2)mNHCOR3이고(이때 R3는 탄소수 7 내지 21의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이며, m은 2 내지 6의 정수임),
    Y는 수소, CH2CHOHCH2OH, CH2CHOHCH2Cl, CH2CH 2CN, CH2CH2COOCH3, CH2CH2COOH, 또는 CH2CH2OH이고,
    M은 디메틸설페이트 또는 할로겐 원소이고,
    n은 2 내지 6의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아미도 암모늄염이 지방산과 아민을 반응시킨 다음, 3급화제를 사용하여 3급화한 후, 디메틸설페이트 또는 알킬할라이드로 4급화하는 방법으로 제조되는 섬유유연제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 음이온성 계면활성제가 탄소수 6~24의 알킬 설포네이트, 탄소수 6~24의 알킬 에테르 설포네이트, 탄소수 6~24의 알킬 에스테르 설포네이트, 탄소수 6~24의 소듐 자일렌 설포네이트, 탄소수 6~24의 암모늄라우릴설페이트, 탄소수 8~30의 알킬아미도 에테르 설페이트, 탄소수 6~24의 알킬 설페이트, 탄소수 6~24의 알킬 에테르 설페이트, 탄소수 6~24의 알킬 에테르 카르복실레이트, 탄소수 6~24의 설포숙시네이트, 및 탄소수 6~24의 음이온성 알킬 폴리글리코사이드로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 섬유유연제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 a)의 음이온성 계면활성제가 하기 화학식 2, 또는 화학식 3으로 표시되는 탄소수 6~12의 알킬 설포네이트, 탄소수 6~12의 알킬 에테르 설포네이트, 탄소수 6~12의 알킬 에스테르 설포네이트, 탄소수 6~14의 알킬 설페이트, 및 탄소수 6~14의 알킬 에테르 설페이트로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 섬유유연제 조성물:
    [화학식 2]
    [화학식 3]
    상기 화학식 2, 및 화학식 3의 식에서,
    R은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 직쇄상 또는 분지상 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
    X는 각각 독립적으로 소듐, 소듐 설포네이트, 카복실레이트, 탄소수 1 내지 10의 직쇄상 또는 분지상 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이고,
    Y는 각각 독립적으로 히드록시기, 또는 소듐 설포네이트이다.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 c)이 분산안정제가 탄소수 1 내지 8의 저급알콜 또는 글리콜류, 탄소수 12 내지 20의 고급알콜류, 탄소수 12 내지 20의 고급지방산류, 요소, 염화마그네슘, 염화나트륨, 염화칼슘, 및 질산나트륨으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 섬유유연제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 섬유유연제 조성물이 상기 아미도 암모늄염 100 중량부에 대하여 고급 알킬 아민계 계면활성제 0.1 내지 30 중량부를 추가로 포함하는 섬유유연제 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고급 알킬 아민계 계면활성제가 하기 화학식 4, 또는 화학식 5로 표시되는 트리에탄올아민 또는 고급 알킬 아민계 계면활성제인 섬유유연제 조성물:
    [화학식 4]
    [화학식 5]
    상기 화학식 4, 및 화학식 5의 식에서,
    R은 각각 독립적으로 탄소수 10 내지 18의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기, 알케닐기, 또는 이들이 1 종 이상 혼합되어 이루어진 그룹이다.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 섬유유연제 조성물이 향료, 방부제, 살균제, 형광증백제, 색소, 산화방지제, 및 소포제로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 첨가제를 섬유유연제 조성물 100 중량부에 0.1 내지 3 중량부로 포함되는 섬유유연제 조성물.
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