KR0137001B1 - 아민 함량이 적은 고분자량 아미노폴리실록산을 사용하여, 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성을 저황변성과 함께 섬유 제품에 부여하는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 텍스타일을 NH₂로서의 아민 함량이 약 0.15 내지 0.25중량%이고 분자량이 약 30,000 이상인 아미노폴리실록산으로 처리함을 포함하여, 아민에 의한 바와 같은 유연성 및 감소된 황변성을 텍스타일에 부여하는 방법에 관한 것이다.

Description

아민 함량이 적은 고분자량 아미노폴리실록산을 사용하여, 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성을 저황변성과 함께 섬유 제품에 부여하는 방법

제1도는 본 발명의 상세한 설명과 실시예 2에 기술되어 있는 예측/회귀 모델 세트(predictive/regression model set)를 나타내기 위한 것으로서, 유연성 값(softness value)을 아민 함량(y축)과 분자량(x축)에 대해 나타낸 것이다.

본 발명은 황변성(yellowing)을 감소시키면서 유연성을 부여하기 위한 섬유 제품(textile)의 처리방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 NH₂로서의 아민 함량이 약 0.15 내지 0.25중량%의 범위이고 분자량이 30,000 이상인 아미노폴리실록산을 사용하여 섬유 제품을 처리하는 방법에 관한 것이다.

섬유 제품 가공용 실리콘 중합체를 선택하는 경우에 종종 특성들간의 교환적인 조건을 필요로 한다는 것은 익히 알여져 있다. 예를 들면, 유연성 및 비황변성은 섬유 및 직물 [직포와 부직포를 둘 다 포함함]과 같은 섬유 제품에 대한 특성들의 매우 바람직한 조합이다.

유연성이라는 용어는 사용자가 촉감이 부드럽다고 감지하는 품질을 뜻한다. 이러한 촉감으로 감지할 수 있는 유연성은 이에 제한되지는 않지만 회복성(resilience), 가요성(flexibility), 부드러움(smoothness), 및 주관적인 표현인 실크 또는 기모(flannel)와 같은 촉감등으로 특징지을 수 있다.

아미노폴리실록산은 섬유 제품에 유연성을 부여하거나 이의 태깔(hand)을 향상시키는 것으로 공지되어 있다. 일반적으로, 아미노폴리실록산으로 처리된 섬유 제품의 유연성은 폴리실록산의 아미 함량(아미노 관능 그룹의 수)과 직접 관련되어 있다. 즉, 섬유 제품을 처리하기 위해 사용된 아미노폴리실록산의 아민 함량이 증가함에 따라, 섬유 제품에 부여되는 유연성이 증가한다. 반대로, 아미노폴리실록산의 아민 함량이 감소됨에 따라, 섬유 제품의 유연성이 마찬가지로 감소한다.

불행하게도, 아미노폴리실록산의 아민 함량을 증가시켜 섬유 제품에 유연성을 제공하는 경우에는, 섬유 제품이 변색되거나 황변되기도 한다. 즉, 섬유 제품을 처리하기 위해 사용되는 아미노폴리실록산의 아민 함량이 높아짐에 따라, 섬유 제품의 변색 또는 황변 경향이 더욱 커진다.

섬유 제품의 황변이 관계되는 경우, 섬유산업의 실무에서, 산화반응에 대한 반응성 또는 민감성이 약화되고 따라서 황변이 감소되도록 아미노 관능 그룹들이 화학적으로 개질된 아미노폴리실록산으로 섬유 제품을 처리함으로써 섬유 제품에 유연성을 부여해 왔다. 이러한 화학적 개질을 사용한 섬유 제품 처리법은 섬유 제품을 아미드 그룹 또는 카바메이트 그룹을 포함하는 폴리실록산으로 처리하여 부드럽고 황변이 적은 섬유 제품을 제공함을 포함한다.

그러나, 유연성을 평가하는 당해 분야의 전문가들은 아미드 또는 카바메이트 그룹을 형성시킴으로써 화학적 반응성을 개질시켜온 이러한 폴리실록산이 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성 또는 아민이 제공하는 바와 동일한 태깔로서 주관적으로 기술된 것을 지니거나 보유하지 않는 것으로 보고하고 있다. 즉, 아미드 또는 카바메이트 그룹에 의해 개질된 폴리실록산으로 처리한 섬유 제품은 개질되지 않은 반응성 아미노폴리실록산으로 처리한 섬유 제품과 동일한 주관적인 촉감의 유연성을 지니지 않는다.

통상적으로, 섬유 제품의 아민이 제공하는 바와 동일한 태깔 또는 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성을 유지시키기 위하여, 섬유 제품을 NH₂로서의 아민 함량이 약 0.4 내지 2.5중량%의 범위인 아미노폴리실록산으로 처리시켜 왔다. 그러나, 아민 함량이 이러한 수준인 아미노폴리실록산으로 처리한 섬유 제품은 황변이 나타나는 것으로 공지되어 있다. 또한, 아민 함량이 이러한 수준 이상인 아미노폴리실록산으로 섬유 제품을 처리하는 경우에는 환경적인 허용성에 관한 문제점이 제기될 수 있다. 예를들면, 아민 함량이 위와 같은 수준인 아미노폴리실록산으로 섬유 제품을 처리하는 경우에는, 부식, 피부와 눈에 대한 자극(염증) 및/또는 적용 도중의 호흡곤란을 일으킬 수 있다.

따라서, 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성 및 저황변성을 부여하기 위한, 환경 보호 측면에서 더욱 허용될 수 있는 섬유 제품 처리방법을 제공할 필요성이 지속적으로 존재하여 왔다.

섬유산업은 유연성을 부여하기 위해 사용되는 아미노폴리실록산 및 (기타의 관능 그룹에 의해 치환되거나 치환되지 않은) 다른 폴리실록산의 점도에 의해 일반적으로 특징지워진다. 일반적으로, 섬유산업에서, 섬유 제품의 처리에 유용한 (치환되거나 치환되지 않은) 폴리실록산의 점도는, 폴리실록산이 유동 가능하거나 특별한 적용을 위해 유동 가능하도록 만들 수 있는 한 변화시킬 수 있다.

섬유산업에서 섬유 제품 처리에 유용한 폴리실록산을 특징지우기 위하여 점도를 사용하여 왔는데, 이것은 점도가 분자량과 직접 관련이 있고 폴리실록산의 일반식 또는 제조원료가 알려지지 않은 경우에는 분자량보다 더 쉽게 확인할 수 있다는 사실을 말해준다.[참조:미합중국 특허 제5,059,282호의 컬럼 2, 라인 46 내지 68 및 컬럼 8, 라인 3 내지 30, 및 Silicon Compounds, 1987, pp. 262 distributed by Petrarch Systems (Bristol, Pennsylvania)].

그러나, 오가노 개질된 폴리실록산과 같은 치환된 폴리실록산에 있어서, 점도와 분자량 사이의 직접적인 상관 관계는 더 복잡하다. 소정의 중합도에 있어서, 오가노 개질된 폴리실록산의 점도는 유기 관능가(organo-functionality)[(즉, 아미노, 카복실, 카보닐]의 형태와 중합체 중의 이러한 당해 관능가의 양과 관계가 있다.

각종 폴리실록산, 특히 아미노폴리실록산을 특징지우기 위해 점도를 광범위하게 사용한 결과로서, 유연성, 특히 황변성을 지니지 않은 유연성을 제공하기 위한 아미노폴리실록산의 능력에 있어서의 아민 함량과 분자량의 조합이 중요성은 인식되지 않았다.

놀랍게도, 본 발명의 방법은 고함량의 아민을 함유하는 시판용 아미노폴리실록산의 유연성과 동일한 유연성을 부여하고, 처리된 섬유 제품이 비황변성이고/이거나 변색 경향이 감소하는 추가의 이점을 제공한다. 본 발명의 방법에 따라 처리된 섬유 제품은 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성 또는 아민이 제공하는 바와 동일한 태깔을 보유한다. 본 발명의 방법에 사용된 아미노폴리실록산이 통상적으로 사용되는 것들에 비하여 아민 함량이 적기 때문에, 환경 보호적 측면에서의 적합성에 대한 문제가 적어질 수 있다.

본 발명은 섬유 제품을 NH₂로서의 아민 함량이 약 0.15 내지 0.25중량%의 범위이고 분자량이 약 30,000 이상인 아미노폴리실록산으로 처리함을 포함하여, 섬유 제품에 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성과 감소된 황변성을 부여하는 방법을 제공한다.

본 발명의 방법으로 처리할 수 있는 섬유 제품은 (i) 천연섬유[예:면, 아마, 견 및 양모], (ii) 합성섬유 [예:폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리우레탄] 및 (iii) 무기섬유[예:유리섬유 및 탄소섬유]로 예시된다. 바람직하게는, 본 발명의 방법으로 처리된 섬유 제품은 위에서 언급한 섬유상 물질 또는 이들의 혼합사(blend)중의 하나로부터 제조한 직물이다. 더욱 바람직하게는, 섬유 제품은 면 또는 면- 폴리에스테르 혼합사와 같은 면 함유 직물이다.

본 발명의 방법에서, 섬유 제품은 이의 중량을 기준으로하여, 약 0.1 내지 2.0중량%, 바람직하게는 약 0.2 내지 1.5중량%의 아미노폴리실록산 부가잔류량(add-on)을 제공하는 아미노폴리실록산으로 처리하거나 접촉시킨다. 부가잔류량이라는 용어는 건조 및 경화된 후에 섬유 제품에 잔류하는 아미노폴리실록산의 양을 뜻한다. 본 발명의 방법에서 사용된 아미노폴리실록산은 NH₂로서의 아민 함량이 약 0.15 내지 0.25중량%이고 분자량이 약 30,000 이상이다. 바람직하게는, 아미노폴리실록산의 분자량은 약 30,000 내지 80,000, 가장 바람직하게는 약 35,000 내지 약 60,000의 범위이다. 본 발명의 방법에서 사용된 아미노폴리실록산은 소수성이다. 여기서, 소수성이라는 용어는 아미노폴리실록산으로 처리한 섬유 제품이 습윤 가능(즉, 물을 흡수할 수 있는) 하지 않은 것을 뜻한다.

본 발명의 방법에서 사용된 아미노폴리실록산은 랜덤 또는 블록 형태일 수 있고 일반식(I)로 나타내어진다:

PR₂SiO(R₂SiO)_a(RQSiO)_bOSiR₂P(I)

상기식에서, R은 알킬, 아릴 및 아르알킬 그룹을 포함하는 탄소수 1 내지 10의 1가의 탄화수소 그룹이다. R 그룹은 서로 동일하거나 상이할 수 있고 메틸, 에틸, 헥실 및 벤질로 나타내어진다. 이들 중에서, 저급 알킬(C₁-C₄)이 바람직하다. 가장 바람직하게는, R은 메틸이다.

P는 R과 동일하거나 Q, 하이드록실 및 알콕시(C₁-C₄)로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, 알콕시 그룹은 메톡시 및 에톡시로 이루어진 그룹으로부터 선택된다.

일반식(I)에서, a 및 b는 (NH₃로서의) 아민 함량이 약 0.15% 내지 0.25%의 범위이고 중합체의 분자량은 30,000 이상이다. 바람직하게는, a는 약 400 내지 약 1,100의 범위이고 b는 약 1.4 내지 13의 범위이고, 가장 바람직하게는 a는 약 470 내지 800의 범위이고 b는 약 1.75 내지 9.6의 범위이다.

당해 분야의 전문가들은 아민 함량이 위에서 명시한 바와 같은 아미노폴리실록산을 수득하기 위하여, a 및 b는 a/b의 비가 약 83 내지 약 330의 범위가 되도록 선택되어야 함을 알 수 있을 것이다.

일반식(I)의 Q그룹은 하나 이상의 아민 그룹을 포함하고 하이드록실 치환체를 포함할 수도 있다. 특히, Q는 일반식(II)의 그룹이다.

-(X)_d(X¹)_e(Y)_f-N(R¹)(R²)(II)

상기식에서, X는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌 그룹 [예: 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌 또는 헥실렌], 바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 알킬렌 그룹이고, X₁은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌(예:메틸렌, 에틸렌 및 프로필렌) 또는 페닐렌 또는 바람직하게는 옥시프로필렌(즉, 산소원자가 Y 그룹의 탄소원자에 결합된 -C₃H₆O-)을 포함하는 2가의 유기 라디칼이고, Y는 탄소수 2 내지 8의 하이드록실 치환된 비사이클릭 알킬렌 그룹(예:구조식 -CH₂CH(OH)CH₂-의 2-하이드록시프로필렌) 또는 탄소수 8 이하의 하이드록실 치환 사이클릭 알킬레 그룹(예: 구조식의 2-하이드록시사이클로헥실렌), 바람직하게는 탄소수 2 내지 4의 비사이클릭 그룹이고, d, e 및 f는 0 또는 1이고, 단 e+f는 0 또는 2이며, R₁및 R₂는 독립적으로 수소이거나 탄소수 1 내지 8의 알킬[여기서, 저급 알킬(C₁-C₄)이 바람직하다], 탄소수 2 내지 4의 하이드록시알킬 그룹 또는 알킬렌아미노 그룹이다.

일반식(II)의 R¹및 R²의 영역내의 알킬렌아미노 그룹은 다시 일반식(III)의 그룹이다.

-CH_gH_2gN(R³)(R⁴)(III)

상기식에서, R³및 R⁴는 독립적으로 수소이거나, R¹및 R²에 대하여 위에서 정의한 바와 같은 알킬 또는 하이드록시알킬이고, g는 2 내지 8, 바람직하게는 4 이하의 정수이다.

일반식(II) 및 (III)에 포함되는 아미노 그룹은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 이들의 양자화된 형태 또는 4량체환된 형태로 사용할 수 있다.

위에서 언급한 바로부터, 아미노 함유 그룹 Q는 X, X¹, Y 및 R¹내지 R⁴에 대한 특정 그룹 및 g 값이 설명을 목적으로만 선택된 하기 형태의 모노아미노 그룹, 디아미노 그룹 또는 폴리아미노 그룹일 수 있다는 것이 명백하다:

-C₃H₆NH₂

-C₃H₆N(C₂H₅)₂

-C₃H₆N(CH₂CH₂OH)₂

-C₃H₆N(CH₃)CH₂CH₂NH₂

-C₃H₆NHCH₂CH₂NH₂

-C₃H₆O-CH₂CH(OH)CH₂NH₂

-C₃H₆-N(CH₂CH₂OH)(CH₂CH₂NH₂)

-C₃H₆O-CH₂CH(OH)CH₂N(H)CH₂CH₂NH₂

아미노오가노실록산 및 이의 수성 유화액의 제조방법은 당해 분야의 전문가에게 공지되어 있다. 예를들면, 아미노오가노실록산의 제조방법은 미합중국 특허 제3,003,815호, 제3,146,250호, 제3,335,424호, 제2,981,920호 및 제2,921,950호에 기술되어 있다. 아민 함량이 0.15 내지 0.25중량%이고 분자량이 30,000 이상인 아미노폴리실록산을 제조하기 위하여, 위에서 언급한 특허 문헌에 기술된 방법을 적용할 수 있다. 목적하는 아민 함량 및 분자량은 적합한 양의 반응물을 사용하여 성취할 수 있다.

전형적으로, 본 발명의 방법의 아미노폴리실록산은 과량의 물 속에서 아민 함유 디알콕시실란[일반식(I)의 RQSiO_1/2그룹의 공급원]을 가수분해시킨 다음, 생성된 가수분해물을 염기 촉매[예:KOH]의 존재하에서 가열하면서 디메틸사이클로폴리실록산[일반식(I)로 나타내어진 R₂SiO 그룹의 공급원] 및 데카메틸테트라실록산[일반식(I)로 나타내어진 R₃SiO 그룹의 공급원]을 사용하여 평형시킴으로써, 예를들면, 미합중국 특허 제4,247,592호에 기술된 바와 같이 제조한다. 하이드록시 또는 알콕시 말단 그룹을 갖는 반응성 아미노폴리실록산[PR₂SiO(여기서, P는 R을 제외하고는 일반식(I)에서 정의한 바와 같다)]은 유사하고 공지된 방법으로 아민 함유 실란 및 디메틸사이클로폴리실록산으로부터 제조한다.

다른 접근방법에서, 본 발명의 방법에 사용된 아미노폴리실록산은 미합중국 특허 제4,409,267호에 기술된 바와 같이 아민과의 공지된 에폭시 개환반응을 사용하여 목적하는 분자량 및 관능가 수준으로 오가노 개질된 폴리실록산 [예:에폭시 폴리실록산]으로부터 제조할 수 있다.

본 발명의 방법에 따른 아미노폴리실록산은 순수하게 사용할 수 있지만, 적용의 용이성 때문에, 대개 적합한 액체 매질 속에 용해, 분산 또는 유화시켜 섬유 제품에 적용시킨다. 바람직하게는, 예를들면, 본 발명의 방법에서 아미노폴리실록산을 수성 용액, 유화액 또는 현탁액 형태로 섬유 제품에 적용시킬 수 있다. 또한, 아미노폴리실록산은, 비수성 용매[예:이소프로판올 및 헥산] 또는 아미노폴리실록산이 혼화성인 액체[예:톨루엔]중의 용액으로서 적용시킬 수 있다. 가장 바람직하게는, 아미노폴리실록산을 수성 유화액으로서 섬유 제품에 적용시킨다.

아미노폴리실록산의 수성 유화액의 제조방법은 당해 분야에 공지되어 있다. 이러한 제조방법 중의 하나는, 예를들면, 미합중국 특허 제5,039,738호에 기술되어 있다. 수성 유화액을 제조하기 위하여, 아미노폴리실록산은 당해 분야에 공지된 유화제와 임의로 혼합하고 물로 희석시켜 목적하는 수준의 중합체를 수득한다.

본 발명의 방법에서, 물을 사용하여 아미노폴리실록산 유화액을 목적하는 중합체 수준으로 희석시키고 분무, 침지 또는 접촉 롤 적용(kiss roll applicatiion)과 같은 방법으로 섬유 또는 섬유 제품에 적용시킬 수 있다. 실제로, 운반 비용 및/또는 취급 비용을 절감하기 위하여 중합체 함량이 더 많은 유화액을 제조한 다음, 사용 직전에 이 유화액을 물로 희석시키는 것이 보다 일반적이다. 본 발명의 방법에 따른 아미노폴리실록산 유화액의 중합체 함량은, 유화액의 총 중량을 기준으로 하여, 약 10 내지 80%, 바람직하게는 약 20 내지 40%의 범위이다.

임의로, 섬유 제품을 처리하는데 있어서 전형적으로 사용되는 기타의 첨가제를 유화액 속에 포함시키거나 별도로 섬유 제품에 적용시킬 수 있다. 이러한 첨가제는, 예를들면, 내구성 압축 수지, 경화 촉매, 방부제 또는 살충제를 포함할 수 있고, 수용성 안료 또는 염료, 방향제, 충전제, pH 조절제 및 소포제 또는 탈포제를 사용할 수 있다.

섬유 제품을 실온에서 건조시키거나 가열시켜 건조시킨 후에, 섬유 제품의 용융온도 또는 분해온도 미만의 온도로 경화시킨다. 가열은 특정의 적합한 방법으로 수행할 수 있지만, 바람직하게는 섬유 제품을 가열 공기 오븐에 통과시켜 수행한다. 따라서, 수득된 처리한 섬유 제품은 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성 또는 아민이 제공하는 바와 동일한 태깔 및 백도(whiteness)(즉, 비황변성)를 갖는다.

본 발명의 정확한 범위를 첨부한 특허청구의 범위에 나타내었지만, 하기의 구체적인 실시예는 본 발명의 특정한 측면을 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 단지 본 발명을 설명하고자 하는 것이며, 이로써 본 발명을 제한하려는 것으로 해석되어서는 안된다. 모든 부와 퍼센트는 달리 언급하지 않는 한 중량에 대한 것이다.

[실시예]

실시예에서, 섬유 제품을 ASTM법 D-1776-79에 따라 시험을 위해 콘디셔닝(conditioning)시킨다. 섬유 제품 처리 내구성 압축 수지(시판되는 디메틸올) 디하이드록시-에틸렌우레아, DMDHEU) 및 경화 촉매(MgCl₂)를 사용하여 전형적인 섬유 제품 가공을 모의시험한다.

섬유 제품의 비황변성 또는 백도를 AATCC법 110-1979[표제:Reflectance, Blue and Whiteness of Bleached Fabric]에 따라 측정한다. 실시예의 섬유 제품은 표백제 처리없이도 백도를 제공하거나 황변을 감소시킨다.

수작 판넬(panel)을 사용하여 유연성 및/또는 아민에 의한 바와 같은 태깔 평가를 수행한다. 유연성 평가에 있어서, 섬유 제품을 1 내지 10등급으로 분류하는데, 1등급은 가장 부드러운 것이고 10등급은 가장 거친것이다. 유체 A 및 B는 2종의 시판되는 유연제이다. 표1에 기술된 유연제 A(유연성 값 3) 및 유연제 B(유연성 값 2.0)는 본 발명의 방법에 따라 처리된 섬유 제품에 대한 대조용으로서 사용된다. 유체 C는 유니온 카바이드 케미칼즈 앤드 플라스틱즈 캄파니 인코포레이티드(Union Carbide Chemicals and Plastics Company Inc.)에서 LE-46(디메틸 실리콘 오일 35% 수성 유화액)으로 시판하는 디메틸 실리콘 오일이다.

본 발명의 방법에서 사용된 아미노폴리실록산의 아민 함량은 하기 방법으로 측정한다. 5g의 아미노폴리실록산을 엘렌메이어 플라스크(Erlenmeyer flask)속에서 50 내지 100ml의 이소프로판올에 용해시킨다. 이 용액에 5ml의 물과 3방울의 브로모크레졸 그린(Bromocresol green)을 가한다. 용액을 색상이 청색에서 황녹색으로 변할 때까지 0.1N 염산으로 적정한다. 아민 함량은 다음과 같이 계산한다:

아민 함량(%)=[(N×V)/W]×1.6

상기 수학에서, N은 HCl 용액의 실제 노르말 농도이고, V는 적정시에 사용된 HCl의 용적이며, W는 아미노폴리실록산 샘플의 중량이다.

아미노폴리실록산을 제조하기 위하여 사용된 출발물질의 양을 기준으로 하여 아미노폴리실록산의 분자량을 다음과 같이 계산한다:

아미노폴리실록산의 분자량=헥사메틸디실록산의 분자량+(디메틸실록시 단위의 당량 분자량×디메틸실록시 단위의 수)+(아미노 개질된 실록시 단위의 당량 분자량×실록시 단위의 수)

[실시예 1]

아미노폴리실록산 유화액의 제조

표 1에 나타낸 아미노폴리실록산을 미합중국 특허 제4,247,592호에 기술된 방법에 따라 제조하여 유화액으로 제형화시킨다. 유화액을 형성하기 위하여, 아미노폴리실록산을 용기 속에서 3.6부의 테르지톨(Tergitol) 15-S-15(탄소수 11 내지 15의 직쇄 알콜의 폴리에틸렌 글리콜 에테르) 및 2.4부의 테르지톨15-S-3(탄소수 11 내지 15의 직쇄 알콜의 폴리에틸렌 글리콜 에테르)의 계면활성제 혼합사와 혼합한다. 예비혼합물을 공급기 속에 넣고, 만톤-그라울린 매뉴팩춰링 캄파니, 인코포레이티드(Manton-Graulin Mfg. Co., Inc.; Evert, MA)에서 시판하는 균질화기 타입(Homogenizer Type) 15M을 3,000 내지 4,000 psig로 통과시킨다. 나머지 물(48부)을 균질화기 공급기에 서서히 가한다. 동일한 압력에서, 혼합물을 균질화기를 통해 2회 통과시킨다. 유화액은 60부의 물에 40부의 아미노폴리실록산을 포함한다.

[표 1]

1. M=O_1/2Si(CH₃)₃

D=OSi(CH₃)₂

D^*=OSi(CH₃)C₃H₆NHC₂H₄NH₂

M^*=O_1/2Si(CH₃)₂C₃H₆OCH(OH)CH₂NHC₂H₄NH₂

2. 적정에 의해 측정된 아민 함량

3. 면/폴리에스테르(65/35) 혼합사

4. 분자량을 측정할 수 없도록 축합됨

[실시예 2]

유연성 예측 모델

미니탭통계학적 소프트웨어[MinitabStatistical Software; copyright 1989, Minitab, Inc. (State College, Pennsylvania)]를 사용하여 유연성 예측 모델을 만든다.

이러한 소프트웨어를 사용하는 경우, 제1도에 나타낸 바와 같은 유연성을 예측하기 위한 통계학적 모델을 개발하기 위해 사용되는 방법은 최소 제곱 회귀법(aleast squares regression procedure)이다. 모델에 포함되는 영향은 (1) 아민 함량(ac) 및 (2) 분자량(mw) 및 또한 이들의 상호작용(ac^*mw) 및 2개의 2차 방정식적 영향(ac^*mc 및 mw^*mw)이다. 모델 개발에 따르는 단계는

(a) (1) 및 (2)의 각각의 값으로부터 이들의 평균치를 뺀 중심 데이타[즉, (1) 및 (2) 각각의 효과에 대한 데이타]를 수득하고;

(b) 중심 데이타로부터 상호작용 및 2차식의 영향을 발생시키고;

(c) 중심 데이타를 전방 및 단계적 방법으로 어떠한 기타의 변수도 중요한 것으로 결정되지 않을 때까지 회귀 모델에 대한 중요 변수를 순차적으로 선택하고;

(d) 이러한 중요 변수들을 중심 데이타 및 후방의 단계적 방법으로 검공(verify)시켜 회귀 모델로부터 중요 변수들을 순차적으로 제거시킨 다음,

(e) 최소 제곱 회귀법에 존재하는 중심화되지 않은(실제) 데이타를 사용하여 모델 파라메터(즉, 계수)를 결정하는 단계이다.

프로그램에 따라, 유연성 데이타를 실시예1에 나타낸 바와 같이 아미노폴리실록산 I 내지 VII, 1 내지 5, 및 대조용 A 및 B에 대한 아민 함량 및 분자량의 함수로서 분석한다. 경화된 중합체의 효과적인 분자량을 규정할 수 없기 때문에 반응성 아미노폴리실록산 VII은 당해 분석으로부터 배제시킨다.

중심 데이타의 단계적 회귀를 선택하여 이후의 예측 모델을 발생시키기 위해 사용되는 모든 중요한 항목 및 상호 작용을 확인한다.

데이타로부터 하기 회귀 모델을 수득한다:

[표 2]

모델은 NH₂로서의 아민 함량(X₁) 및 중합체의 분자량(X₂)의 측면으로 유연성 값(s)을 규정한다.

유연성(s)=2.977+2.610(X₁)+2.472·10^-5(X₂)-2.370·10^-4(X₁X₂)

예측된 유연성, NH₂로서의 아민 함량 및 분자량 사이의 관계를 제1도에 도시한 윤곽선(contour plot)(A-E)으로 나타내었다. 윤곽선 A 내지 E의 유연성 값은 다음과 같다:A=1, B=1.5, C=2, D=2.5 및 E=3)

윤곽선(A-E)을 사용하여 하기 사항을 평가하고 측정할 수 있다:

1. 아민 함량과 분자량이 알려진 경우 아미노폴리실록산의 유연성을 평가한다.

유연성 값은 소정의 아민 함량 및 분자량에 있어서 축에 평행하게 도시된 선의 교점에서 발견된다. 윤곽선에 위치된 교점 및 선들 사이에 위치된 점에 대한 정확한 유연성 값을 제공하고, 이러한 선들로부터의 거리를 기준으로 하여 유연성 값을 평가한다.

2. 목적하는 유연성을 생성시키는 아미노폴리실록산의 아민 함량과 분자량을 측조정한다.

축에 평행한 선택된 유연성 점을 통해 도시된 선들은 목적하는 유연성을 생성시키는 아미노폴리실록산의 아민 함량 및 분자량에 상응하는 지점에서 축들과 교차된다.

제1도로부터, NH₂로서의 아민 함량이 약 0.15 내지 0.25의 범위이고 분자량이 30,000 이상인 아미노폴리실록산은 유연성 값이 약 2 내지 약 3의 범위로 수득되는 것을 알 수 있는데, 이러한 유연성은 아민 함량이 더 큰 아미노폴리실록산과 비교할 만한 것이다.

[실시예 3]

본 발명의 방법에 따른 아미노폴리실록산으로 처리한 섬유 제품의 황변 평가

실시예 1에서 규정한 아미노폴리실록산 1 내지 5, VII, 대조용 A, B 및 C(디메틸실리콘 오일)를 100% 면 및 65/35 폴리에스테르-면 혼합사에 적용시킨다. 내구성 압축수지(DMDHEU; 시판됨) 및 경화 촉매(MgCl₂)를 모든 처리에 사용하여 전형적인 섬유제품 가공법을 모의시험한다. 처리용 조성물(아미노폴리실록산, 내구성 압축 수지, 경화 촉매 및 물을 포함함)중의 중합체 농도는 1%이다. 습윤 수율은 혼합사에 대해서는 80%로 조정하고, 면에 대해서는 100%로 조정하며, 경화 조건은 171℃에서 1.5분간이다. 가공물의 황변특성을 평가하기 위하여, 처리된 섬유 제품을 오븐 속에서 200℃에서 100초 동안 그슬린 후, 헌터 랩(Hunter Lab.)으로부터의 컬러퀘스트색도계(ColorquestColorimeter)를 사용하여 백도를 측정한다. 백도/반사율 데이타를 표 3에 요약해서 나타내었다. 비교시의 편의를 위해 표 1로부터의 판넬 유연성 결과를 반복해서 나타내었다.

[표 3]

Claims (9)

1. NH₂로서의 아민 함량 범위가 0.15 내지 0.25중량%이고 분자량이 30,000 내지 80,000인 아미노폴리실록산을 사용하여 섬유 제품(textile)을 처리함을 포함하여, 아민이 제공하는 바와 동일한 유연성을 저황변성과 함께 섬유 제품에 부여하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 아미노폴리실록산이 일반식(I)의 화합물인 방법.

   PR₂SiO(R₂SiO)_a(RQSiO)_bOSiR₂P(I)

   상기식에서, R은 동일하거나 상이하고, 탄소수 1 내지 10의 알킬, 탄소수 6 내지 10의 아릴 및 탄소수 7 내지 10의 아르알킬로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1가의 탄화수소이고, P는 R, Q 하이드록실 및 탄소수 1 내지 4의 알콕시로 이루어진 그룹[여기서, Q는 일반식 -(X)_d(X¹)_e(Y)_f-N(R₁)(R₂) 의 그룹{여기서, X는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌이고; X₁은 탄소수 1 내지 4의 알킬렌, 페닐렌 및 옥시프로필렌으로 이루어진 그룹(여기서, 산소원자는 Y의 탄소원자에 결합된다)으로부터 선택되고; Y는 탄소수 8이하의 하이드록실 치환된 비사이클릭 또는 사이클릭 알킬렌 그룹이고; d, e 및 f는 0 또는 1이고, 단 d+e는 1이고 e+f는 0 또는 2이고; R₁및 R₂는 독립적으로 수소, 탄소수 내지 8의 알킬 그룹 또는 일반식 -C_gH_2gN(R₃)(R₄)의 알킬렌아미노(여기서, R₃및 R₄는 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 8의 알킬 그룹 또는 탄소수 2 내지 4의 하이드록시알킬 그룹이며, g는 2 내지 8의 정수이다)이다}이다]으로부터 선택되고 a 및 b는 아미노폴리실록산의 NH₂로서의 아민 함량 범위가 0.15 내지 0.25중량%로 되고 분자량 범위가 30,000 내지 80,000으로 되도록 선택된다.
3. 제2항에 있어서, a가 400 내지 1,100의 범위이고, b가 1.4 내지 13의 범위이며, a/b가 83 내지 330의 범위인 방법.
4. 제3항에 있어서, a가 470 내지 800의 범위이고, b가 1.75 내지 9.6의 범위이며, 분자량이 35,000 내지 60,000의 범위인 방법.
5. 제1항에 있어서, 아민 그룹이 양자화된 방법.
6. 제1항에 있어서, 아민 그룹이 4량체화된 방법.
7. 제1항에 있어서, 섬유 제품이 면 또는 면/폴리에스테르 혼합사인 방법.
8. 제1항에 있어서, 섬유 제품이 아미노폴리실록산의 유화액으로 처리되는 방법.
9. 제1항의 방법에 따라 처리된 섬유 제품.