CN101379229B - 氯乙烯系树脂纤维及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种由即使在超过100℃的温度下也难以热收缩的耐热性优良的氯乙烯系树脂制成的纤维。是将如下的树脂组合物进行熔融纺丝而成的纤维，即，含有氯乙烯系树脂及相对于该氯乙烯系树脂100质量份为1～300质量份的聚酯系树脂，并且，氯乙烯系树脂的粘均聚合度为600～2500，且聚酯系树脂为聚乳酸系树脂，另外，聚酯系树脂的熔点为100～300℃。

Description

氯乙烯系树脂纤维及其制造方法
技术领域
本发明涉及难以热收缩的耐热性优良的氯乙烯系树脂纤维及其制造方法。
背景技术
以往，氯乙烯系树脂由于耐候性、透明性、阻燃性、耐药品性优良、价格低廉，而被作为典型的通用塑料用于各种用途中。其纤维由于强度、延展性、触感等接近天然毛发，因此例如多被作为头发用假发或人偶头发等人工毛发用纤维使用。
但是，为了更近似天然毛发，实施了各种纤维二次加工，然而其结果是，在头发用假发等的加工工序中，会有热收缩到必需程度以上的问题。作为解决它的方法，提出过由氯乙烯树脂和氯化氯乙烯树脂构成的氯乙烯系纤维(参照专利文献1。)，然而该方法中，很难添加大量的氯化氯乙烯树脂，从而会有无法获得足够的效果的情况。
另外，提出过添加了2种特定的氯化氯乙烯树脂的氯乙烯系纤维(参照专利文献2。)。利用该方法可以使氯化氯乙烯树脂的添加量增加，能够抑制100℃左右的热收缩。但是，近年来，随着头饰用假发样式的多样化、复杂化，要求更高温度下的加工处理，利用该方法则难以应对，会有加工特性差的情况。
专利文献1：日本特公昭60-18323号公报
专利文献2：日本特开2003-193329号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供由即使在超过100℃的温度下也难以热收缩的耐热性优良的氯乙烯系树脂制成的纤维及其制造方法。
即，本发明具有以下的要点。
(1)一种氯乙烯系树脂纤维，其特征是，由树脂组合物的熔融纺丝纤维制成，所述树脂组合物含有氯乙烯系树脂及相对于该氯乙烯系树脂100质量份为1～300质量份的聚酯系树脂。
(2)根据上述(1)所述的氯乙烯系树脂纤维，其中，氯乙烯系树脂的粘均聚合度为600～2500。
(3)根据上述(1)或(2)所述的氯乙烯系树脂纤维，其中，聚酯系树脂的熔点为100～300℃。
(4)根据上述(1)～(3)中任意一项所述的氯乙烯系树脂纤维，其中，聚酯系树脂为聚乳酸系树脂。
(5)根据上述(1)～(4)中任意一项所述的氯乙烯系树脂纤维，其中，纤维的单纤度为1～200分特。
(6)一种由上述(1)～(5)中任意一项所述的氯乙烯系树脂纤维制成的人工毛发。
(7)一种氯乙烯系树脂纤维的制造方法，依次具有下列工序：
(a)将含有氯乙烯系树脂和聚酯系树脂的树脂组合物混合的工序；
(b)将上述树脂组合物从纺丝模具中在树脂温度为150～200℃下熔融纺丝的工序；
(c)将上述熔融纺丝后的纤维在拉伸处理温度为30～150℃的空气气氛下，以2～20倍的拉伸倍率拉伸的工序；
(d)将上述拉伸后的纤维在保持为80～200℃的温度的空气气氛下，进行热松弛处理至纤维全长达到处理前长度的99.8～50％的工序。
(8)根据上述(7)所述的氯乙烯系树脂纤维的制造方法，其中，所述熔融纺丝工序中所用的单个喷嘴孔的截面积在3mm2以下。
根据本发明，由于即使在超过100℃的温度下也难以热收缩，耐热性优良，光泽少，而且熔融纺丝时断线少，因此可以提供适于头发装饰用或人工毛发用纤维的由氯乙烯系树脂制成的纤维及其制造方法。
具体实施方式
本发明的由氯乙烯树脂制成的纤维是由含有氯乙烯系树脂及相对于该氯乙烯系树脂100质量份为1～300质量份的聚酯系树脂的树脂组合物制成的。
本发明中所用的氯乙烯系树脂可以使用利用本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等得到的树脂，然而考虑到纤维的初期着色性等，优选使用利用悬浮聚合制造的树脂。
所谓氯乙烯系树脂是以往公知的作为氯乙烯的单聚物的氯乙烯的均聚物树脂或者以往公知的各种氯乙烯共聚物树脂，没有特别限定。
作为上述氯乙烯共聚物树脂，可以使用以往公知的共聚物树脂。例如，可以代表性地例示出氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂、氯乙烯-丙酸乙烯酯共聚物树脂等氯乙烯与乙烯基酯类的共聚物树脂；氯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物树脂、氯乙烯-丙烯酸-2-乙基己酯共聚物树脂等氯乙烯与丙烯酸酯类的共聚物树脂；氯乙烯-乙烯共聚物树脂、氯乙烯-丙烯共聚物树脂等氯乙烯与烯烃类的共聚物树脂；氯乙烯-丙烯腈共聚物树脂等。特别优选使用作为氯乙烯的单聚物的均聚物树脂、氯乙烯-乙烯共聚物树脂、氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂等。
在上述氯乙烯共聚物树脂中，共聚物的含量没有特别限定，可以根据成形加工性、丝特性等需求质量而决定。共聚物的含量优选为2～30质量％，特别优选为2～20质量％。
本发明中所用的氯乙烯系树脂的粘均聚合度优选为600～2500，更优选为600～1800。如果氯乙烯系树脂的粘均聚合度小于600，则由于熔融粘度降低，因此所得的纤维有可能容易热收缩。另一方面，如果粘均聚合度超过2500，则由于熔融粘度升高，因此喷嘴压力变高，有可能难以进行安全的制造。而且，粘均聚合度是将200mg树脂溶解于50ml硝基苯中，在30℃恒温槽中使用乌氏粘度计测定该聚合物溶液的特性粘度，利用JIS-K6720-2算出的值。
本发明中所用的聚酯系树脂可以举出：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等芳香族聚酯系树脂；聚乳酸、聚羟丁酸、聚己内酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚丁二酸乙二醇酯、聚乙醇酸、聚-3-羟基丙酸酯、聚-3-羟基丁酸酯等脂肪族聚酯树脂等。
另外，在上述聚酯系树脂中，还包含上述所示的聚酯系树脂的共聚物、聚酯系树脂的嵌段或接枝聚合物以及与其他的树脂的掺合物。其中，虽然没有特别限定，但是从与氯乙烯系树脂的混合性方面考虑，优选脂肪族聚酯树脂，特别优选聚乳酸系树脂。
本发明的聚酯系树脂的熔点优选为100～300℃，特别优选120～250℃，最优选130～200℃，优选使用具有结晶性的树脂。聚酯系树脂的熔点如果小于100℃，则会有所得的纤维的耐热性差的情况。另一方面，如果熔点超过300℃，则会有难以与氯乙烯系树脂混合的情况。
聚酯系树脂的上述熔点表示使用差示扫描型热量计(DSC)，将约5g试样在氮气中以10℃/分钟的升温速度升温时达到熔化热的峰的温度，是根据JISK-7121算出的值。
作为本发明中优选的聚乳酸系树脂，没有特别限制。一般来说，已知如果聚乳酸系树脂的光学纯度低，则结晶性会降低，特别是熔点会降低。由此，可使用含有70％以上、优选80％以上、特别优选90％以上的L体的树脂。
本发明中所用的聚乳酸系树脂的分子量，以利用凝胶渗透色谱法测定的标准苯乙烯换算的重均分子量计，优选为1万～100万，更优选2万～75万，特别优选3万～50万。如果重均分子量小，则所得的纤维缺乏耐热性提高的效果，如果大则会有难以与氯乙烯系树脂混合的情况。
作为形成本发明的纤维的树脂组合物，是含有：氯乙烯系树脂；相对于氯乙烯系树脂100质量份为1～300质量份、优选为2～200质量份、特别优选为5～150质量份、最优选为10～100质量份的聚酯系树脂的组合物。如果聚酯系树脂小于1质量份，则所得的纤维的耐热性差。另一方面，如果聚酯系树脂超过300质量份，则所得的纤维的阻燃性差。
本发明的纤维形成用的树脂组合物中，除了氯乙烯系树脂和聚酯系树脂以外，可以根据目的混合氯乙烯系树脂中所用的以往公知的添加剂。这些添加剂没有特别限定，然而可以根据目的配合公知的添加剂。例如有润滑剂、热稳定剂、加工助剂、强化剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、填充剂、阻燃剂、颜料、初期着色改善剂、导电性赋予剂、表面处理剂、光稳定剂、香料等。
下面，对本发明的氯乙烯系树脂纤维的制造方法进行叙述。
本发明的纤维的制造中所用的含有氯乙烯系树脂、聚酯系树脂以及根据需要添加的添加剂的树脂组合物，可以作为使用例如亨舍尔搅拌机、超级搅拌机、螺条式混合机等以往公知的混合机混合而成的粉末混合物；或作为将其熔融混合而成的颗粒混合物使用。
粉末混合物可以在以往公知的通常条件下制造。另外，颗粒混合物可以与通常的氯乙烯系颗粒的制造同样地制造。例如，可以使用单轴挤出机、异向双轴挤出机、锥形双轴挤出机、同向双轴挤出机、螺杆混炼机、行星齿轮挤出机、辊式混炼机等混炼机来制成颗粒混合物。
本发明中，将上述树脂组合物制成纤维状的未拉伸丝时，可以利用以往公知的纺丝法来进行。纺丝法没有特别限定，然而优选熔融纺丝法。在进行熔融纺丝之时可以使用以往公知的挤出机。例如，可以使用单轴挤出机、异向双轴挤出机、锥形双轴挤出机等，然而特别优选使用口径优选为35～200mm左右的单轴挤出机或口径优选为35～150mm左右的锥形双轴挤出机。
本发明中，可以使用以往公知的喷嘴来进行熔融纺丝。最好是例如，单个喷嘴孔的截面积优选在3mm2以下，更优选在1mm2以下，特别优选在0.5mm2以下的喷嘴安装于口模(纺丝模具)的头端部而进行熔融纺丝。如果单个喷嘴孔的截面积超过3mm2，则为了制成细纤度的未拉伸丝或拉伸丝就需要施加过大的张力，从而会有断线的情况。喷嘴孔的截面的形状优选为圆形的空心形、眼镜形、Y形或C形。
本发明中，最好使丝束从由单个喷嘴孔的截面积在3mm2以下的多个喷嘴孔排列在口模中而形成的复式喷嘴孔(喷嘴孔数优选为50～500个，喷嘴排列数优选为1～5列)中流出，制造单纤度优选在300分特以下的未拉伸丝。
具体来说，可以通过将树脂组合物的颗粒混合物等例如使用短轴挤出机在优选为150～200℃、更优选为155～195℃的树脂温度下熔融纺丝来得到未拉伸丝。
对利用上述熔融纺丝得到的未拉伸丝利用公知的方法实施拉伸处理及热处理，可以制成优选在600分特以下的细纤度的纤维(拉伸丝)。作为拉伸处理条件，最好在拉伸处理温度优选保持为30～150℃的温度的空气气氛下，以优选为2～20倍的拉伸倍率来拉伸。特别优选的是，在拉伸处理温度为80～140℃的空气气氛下，以2～10倍的拉伸倍率拉伸。
另外，通过将拉伸后的纤维在优选保持为80～200℃的温度的空气气氛下，热松弛处理至纤维全长达到处理前长度的优选99.8～50％、更优选99.8～70％，就可以使热收缩率降低。该热松弛处理既可以与拉伸处理连动地实施，也可以分开地实施。
另外，本发明中，可以将以往公知的有关熔融纺丝的技术，例如有关各种喷嘴截面形状的技术、有关加热筒的技术、有关热处理的技术等自由地组合而应用。
对未拉伸丝进行了拉伸处理及热处理的纤维的一根的单纤度，优选为1～200分特，更优选为5～150分特，特别优选为10～100分特。这里，纤维无论是细或粗都会背离天然品，从而损害自然感。
所谓分特是测定20根长度100cm的纤维的重量，将其每一根的平均重量1万倍后的值。
本发明中虽然没有特别限定，然而上述的纤维不一定需要单纤度是均一的，根据情况不同，也可以在纺丝的过程中或在纺丝后混合(掺合)单纤度不同的多根纤维而使用。
实施例
下面，将基于实施例对本发明进行更为详细的说明，然而本发明并不应当理解为限定于它们。
(实施例1)
依次经过下列工序得到了单纤度为65分特的纤维：(a)将含有氯乙烯系树脂(大洋聚氯乙烯公司制，TH-1000，粘均聚合度1000)100质量份、聚乳酸系树脂(尤尼吉可公司制，Terramac TE-4000，熔点170℃)50质量份、水滑石系复合热稳定剂(日产化学工业公司制，CP-410A)1质量份及酯系润滑剂(理研维他命公司制EW-100)0.75质量份的混合物，使用亨舍尔搅拌机搅拌升温至100℃而得到树脂组合物的工序；(b)将上述树脂组合物利用使用圆形喷嘴、喷嘴孔截面积为0.05mm2及喷嘴孔数为180个的纺丝模具，且控制为175～185℃的40mm单轴挤出机，以模具温度190℃及挤出量15kg/小时进行熔融纺丝，得到平均纤度为150分特的未拉伸丝的工序；(c)将上述熔融纺丝后的纤维在105℃的空气气氛下拉伸为300％的工序；以及(d)对上述拉伸后的纤维，在140℃的空气气氛下，热松弛处理至纤维的全长收缩为处理前长度的75％的工序。
(实施例2～10)
使用表1中所示的氯乙烯系树脂、聚酯系树脂的配合量，与实施例1同样地得到了纤维。
(实施例11)
除了将氯乙烯系树脂变更为聚合度低的氯乙烯树脂(大洋聚氯乙烯公司制，TH-700，粘均聚合度700)以外，其余与实施例1同样地得到了纤维。
(实施例12)
除了将氯乙烯系树脂变更为聚合度高的氯乙烯树脂(大洋聚氯乙烯公司制，TH-2000，粘均聚合度2000)以外，其余与实施例1同样地得到了纤维。
(实施例13)
除了将氯乙烯系树脂变更为氯乙烯-乙烯共聚物树脂(大洋聚氯乙烯公司制，E-1050，氯乙烯含量98质量％，粘均聚合度1050)以外，其余与实施例1同样地得到了纤维。
(实施例14)
除了将氯乙烯系树脂变更为氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物树脂(大洋聚氯乙烯公司制，TV-800，氯乙烯含量93质量％，粘均聚合度780)以外，其余与实施例1同样地得到了纤维。
(实施例15)
除了将聚乳酸系树脂变更为结晶性聚酯树脂(东洋纺织公司制，VYLON GM-925，熔点166℃)以外，其余与实施例1同样地得到了纤维。
(实施例16)
除了将聚乳酸树脂变更为结晶性聚酯树脂(东洋纺织公司制，VYLON GA-5410，熔点117℃)以外，其余与实施例1同样地得到了纤维。
(比较例1)
除了不含有聚乳酸系树脂以外，其余与实施例1同样地得到了纤维。
(比较例2、3)
除了取代聚乳酸系树脂，以表2中所示的配合量使用氯化氯乙烯树脂(积水化学工业公司制，HA-24K)以外，其余以与实施例1同样的过程得到了纤维。
将上述实施例1～16及比较例1～3的结果分别汇总表示在表1及表2中。
表1
Figure S2007800041870D00101
[表2]
Figure S2007800041870D00111
表1中所谓“纺丝性”是表示在将树脂组合物熔融纺丝之时的成形性。是在纺丝性的试验中，测定了从纺丝模具中同时地将120根纤维挤出成形之时的、该纤维的断线发生次数(是在熔融挤出中数根纤维状体中途断裂的现象，测定时间为30分钟，测定次数为3次。)而得的结果。
表1中所谓“热收缩(％)”是表示将试验体热处理之时产生的热收缩率。具体来说，热收缩率是将调整为长100mm的纤维的试验体12根在130℃的吉尔老化试验箱中放置15分钟，根据((放置前的长度-放置后的长度)/放置前的长度)×100算出了放置前后的试验体的长度之比的值。另外，数值是排除了12根中的最大值、最小值后的10根的平均值。
表1中所谓“光泽”是通过将24000根纤维捆扎，在直射日光照射的室内和荧光灯下利用目视判定评价的。评价基准如下所示。
优良：有平滑感，光泽少的纤维
良好：平滑感少，但是光泽少的纤维
尚可：有凹凸感而光泽少、或平滑而略有光泽的纤维
不良：凹凸大、或光泽强的纤维
从表1、2中可以清楚地看到，根据本发明，很容易得到热收缩性优良、光泽少并且在熔融纺丝时断线少的纤维。
使用本发明的树脂组合物得到的纤维可以适用于例如贴身内衣、袜子等服饰纤维产品、铺垫织物、窗帘、毛巾等生活相关纤维产品中，特别可以适用于头发装饰用或人工毛发用纤维中。
而且，在这里引用2006年2月28日申请的日本专利申请2006-051859号的说明书、技术方案的范围及摘要的全部内容，作为本发明的说明书的内容。

Claims (6)

1.一种氯乙烯系树脂纤维，其特征是，由树脂组合物的熔融纺丝纤维制成，所述树脂组合物含有氯乙烯系树脂及相对于该氯乙烯系树脂100质量份为1～300质量份的聚酯系树脂，
所述聚酯系树脂的熔点为100～300℃，
所述聚酯系树脂为聚乳酸系树脂，
所述聚乳酸系树脂的分子量，以利用凝胶渗透色谱法测定的标准苯乙烯换算的重均分子量计为3万～50万，
所述聚乳酸系树脂含有90％以上的L体。
2.根据权利要求1所述的氯乙烯系树脂纤维，其中，氯乙烯系树脂的粘均聚合度为600～2500。
3.根据权利要求1或2所述的氯乙烯系树脂纤维，其中，纤维的单纤度为1～200分特。
4.一种由权利要求1～3中任意一项所述的氯乙烯系树脂纤维制成的人工毛发。
5.一种氯乙烯系树脂纤维的制造方法，依次具有下列工序：
(a)将含有氯乙烯系树脂和聚酯系树脂的树脂组合物混合的工序，所述聚酯系树脂的熔点为100～300℃，
所述聚酯系树脂为聚乳酸系树脂，
所述聚乳酸系树脂的分子量，以利用凝胶渗透色谱法测定的标准苯乙烯换算的重均分子量计为3万～50万，
所述聚乳酸系树脂含有90％以上的L体；
(b)将所述树脂组合物从纺丝模具中在树脂温度为150～200℃下熔融纺丝的工序；
(c)将所述熔融纺丝后的纤维在拉伸处理温度为30～150℃的空气气氛下，以2～20倍的拉伸倍率拉伸的工序；
(d)将所述拉伸后的纤维在保持为80～200℃的温度的空气气氛下，进行热松弛处理至纤维全长达到处理前长度的99.8～50％的工序。
6.根据权利要求5所述的氯乙烯系树脂纤维的制造方法，其中，所述熔融纺丝工序中所用的单个喷嘴孔的的截面积在3mm2以下。
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