JP7492961B2 - 人工毛髪用繊維 - Google Patents
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Description
本発明は、頭部に装脱着可能なかつら、ヘアウィッグ、つけ毛等の人工毛髪に用いられる繊維（以下、単に「人工毛髪用繊維」という。）に関するものである。
特許文献１には、ポリアミドと臭素系難燃剤を含有する樹脂組成物を繊維化した人工毛髪用繊維が開示されている。
特許文献１では、人工毛髪用繊維は、溶融紡糸によって形成した未延伸の糸を延伸することによって作製しているが、延伸の際に糸が均一に延伸されずに、延伸後の糸にコブ状の節が形成される場合がある。人工毛髪用繊維に節が存在していると、触感が悪くなる等の問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、節の形成が抑制された人工毛髪用繊維を提供するものである。
本発明によれば、樹脂組成物が延伸された繊維で構成されている人工毛髪用繊維であって、未延伸糸の１００℃における初期引張応力をＦ０と、２．５倍延伸時引張応力をＦ１とすると、前記樹脂組成物を紡糸して得られる未延伸糸のＦ１／Ｆ０が１．２以上である、人工毛髪用繊維が提供される。
本発明者が鋭意検討を行ったところ、Ｆ１／Ｆ０が１．２以上である未延伸糸を延伸して人工毛髪用繊維を製造することによって、節の発生が抑制された人工毛髪用繊維が得られることを見出し、本発明の完成に到った。
以下、本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の人工毛髪用繊維は、樹脂組成物が延伸された繊維で構成されていて、未延伸糸の初期引張応力をＦ０とし、２．５倍延伸時引張応力をＦ１とすると、
前記樹脂組成物を紡糸して得られる未延伸糸のＦ１／Ｆ０（以下、「樹脂組成物のＦ１／Ｆ０」）が１．２以上である。
本実施形態の人工毛髪用繊維は、樹脂組成物が延伸された繊維で構成されていて、未延伸糸の初期引張応力をＦ０とし、２．５倍延伸時引張応力をＦ１とすると、
前記樹脂組成物を紡糸して得られる未延伸糸のＦ１／Ｆ０（以下、「樹脂組成物のＦ１／Ｆ０」）が１．２以上である。
＜樹脂組成物＞
樹脂組成物を紡糸して得られる未延伸糸の引張応力は、温度：１００℃、チャック間距離：１００ｍｍ、引張速度：０．５ｍ／分の条件で測定することができる。初期引張応力Ｆ０は、測定開始直後（詳細には、未延伸糸が１％伸びたとき）の引張応力であり、２．５倍延伸時引張応力Ｆ１は、未延伸糸が２．５倍に延伸されたときの引張応力である。
樹脂組成物を紡糸して得られる未延伸糸の引張応力は、温度：１００℃、チャック間距離：１００ｍｍ、引張速度：０．５ｍ／分の条件で測定することができる。初期引張応力Ｆ０は、測定開始直後（詳細には、未延伸糸が１％伸びたとき）の引張応力であり、２．５倍延伸時引張応力Ｆ１は、未延伸糸が２．５倍に延伸されたときの引張応力である。
Ｆ１／Ｆ０は、延伸に伴う引張応力の増大を示す指標である。Ｆ１／Ｆ０が大きいほど、延伸に伴って引張応力が増大する程度（ひずみ硬化の程度）が大きくなることを意味する。Ｆ１／Ｆ０が大きいと、延伸の程度が低い部位ほど延伸されやすくなる。延伸の程度が低い部位が節になるので、Ｆ１／Ｆ０が大きい未延伸糸を用いることによって節の発生が抑制される。具体的には、Ｆ１／Ｆ０が１．２以上である場合に節の発生が抑制され、Ｆ１／Ｆ０が１．３以上の場合に、節の発生が特に抑制される。Ｆ１／Ｆ０は、１．４以上がさらに好ましい。Ｆ１／Ｆ０の上限は、２．０以下であることが好ましく、１．８以下であることがより好ましく、１．６以下であることがさらに好ましい。この場合に製造時の溶融紡糸の速度を上げやすく、生産性に優れる。
＜ベース樹脂＞
本実施形態の人工毛髪用繊維を構成する樹脂組成物は、ベース樹脂を含み、難燃剤等の添加剤を任意的に含む。ベース樹脂は、樹脂組成物中に５０質量％以上含まれることが好ましく、８０質量％以上がより好ましい。この場合、樹脂組成物の溶融成形が容易となる。
本実施形態の人工毛髪用繊維を構成する樹脂組成物は、ベース樹脂を含み、難燃剤等の添加剤を任意的に含む。ベース樹脂は、樹脂組成物中に５０質量％以上含まれることが好ましく、８０質量％以上がより好ましい。この場合、樹脂組成物の溶融成形が容易となる。
ベース樹脂を紡糸して得られる未延伸糸のＦ１／Ｆ０（以下、「ベース樹脂のＦ１／Ｆ０」）は１．３以上が好ましく、１．４以上がさらに好ましい。この場合に、樹脂組成物のＦ１／Ｆ０が大きくなりやすい。ベース樹脂のＦ１／Ｆ０は２．０以下が好ましい。
本実施形態の樹脂組成物のベース樹脂の組成は、特に限定されず、ポリアミド、ポリエステル、塩化ビニル等のうちの少なくとも１種で構成されることが好ましい。ベース樹脂は、ポリアミドを５０質量％以上含むことが好ましく、８０質量％以上含むことがさらに好ましい。この場合、耐熱性及び触感に優れた人工毛髪用繊維が得られやすい。
ポリアミドは、脂肪族ポリアミドを含むことが好ましく、脂肪族ポリアミドと、脂肪族ジアミンと芳香族ジカルボン酸を縮合重合した骨格を持つ半芳香族ポリアミドとを含んでもよい。ポリアミドが脂肪族ポリアミドを５０質量％以上含むことが好ましく、ベース樹脂が脂肪族ポリアミドを５０質量％以上含むことがさらに好ましい。この場合、人工毛髪用繊維の触感が特に優れる。
脂肪族ポリアミドは、芳香環を有さないポリアミドであり、脂肪族ポリアミドとして、ラクタムの開環重合によって形成されるｎ－ナイロンや、脂肪族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸の共縮重合反応で合成されるｎ，ｍ－ナイロンが挙げられる。脂肪族ポリアミドとしては、例えば、ポリアミド６及びポリアミド６６が挙げられる。耐熱性の観点からはポリアミド６６が好ましい。
半芳香族ポリアミドとしては、例えば、ポリアミド６Ｔ、ポリアミド９Ｔ、ポリアミド１０Ｔ、及びそれらをベースに変性用モノマーを共重合させた変性ポリアミド６Ｔ、変性ポリアミド９Ｔ、変性ポリアミド１０Ｔが挙げられる。中でも、溶融成形のし易さの点からはポリアミド１０Ｔが好ましい。
ポリエステルは、例えばＰＥＴである。
ベース樹脂は、第１樹脂を含むことが好ましく、第１樹脂を紡糸して得られる未延伸糸のＦ１／Ｆ０（以下、「第１樹脂のＦ１／Ｆ０」）が１．３以上であることが好ましい。この場合に、樹脂組成物のＦ１／Ｆ０が大きくなりやすいからである。ベース樹脂中の第１樹脂の含有量は、例えば３０質量％以上であり、５０質量％以上が好ましく、６５質量％以上がさらに好ましく、８０質量％以上がさらに好ましい。この場合に、樹脂組成物のＦ１／Ｆ０がさらに大きくなりやすいからである。
第１樹脂は、３００℃、せん断速度２４００（１／ｓ）時の溶融粘度が１００（Ｐａ・ｓ）以上であることが好ましい。この場合、第１樹脂のＦ１／Ｆ０の値が高くなりやすいからである。上記条件での第１樹脂の溶融粘度は、１１０（Ｐａ・ｓ）以上が好ましい。この場合、第１樹脂のＦ１／Ｆ０の値が高くなりやすいからである。
第１樹脂は、ポリアミドであることが好ましく、脂肪族ポリアミドであることがさらに好ましく、ポリアミド６又はポリアミド６６であることがさらに好ましく、ポリアミド６６であることがさらに好ましい。この場合に、第１樹脂のＦ１／Ｆ０の値が特に高くなりやすいからである。
（難燃剤）
本発明の人工毛髪用繊維は、難燃剤を含むことが好ましい。難燃剤は、臭素系難燃剤が好ましい。難燃剤の添加量は、ベース樹脂１００質量部に対して３～３０質量部が好ましく、より好ましくは５～２５質量部であり、より好ましくは１０～２５質量部である。このような場合に、人工毛髪用繊維の外観、スタイリング性、及び難燃性が特に良好になるからである。
本発明の人工毛髪用繊維は、難燃剤を含むことが好ましい。難燃剤は、臭素系難燃剤が好ましい。難燃剤の添加量は、ベース樹脂１００質量部に対して３～３０質量部が好ましく、より好ましくは５～２５質量部であり、より好ましくは１０～２５質量部である。このような場合に、人工毛髪用繊維の外観、スタイリング性、及び難燃性が特に良好になるからである。
臭素系難燃剤としては、例えば臭素化フェノール縮合物、臭素化ポリスチレン樹脂、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ樹脂、臭素化フェノキシ樹脂、臭素化ポリカーボネート樹脂および臭素含有トリアジン系化合物が挙げられる。
（その他の添加剤）
本実施形態で用いられる樹脂組成物には、必要に応じて添加剤、例えば、難燃助剤、微粒子、耐熱剤、光安定剤、蛍光剤、酸化防止剤、静電防止剤、顔料、染料、可塑剤、潤滑剤等を含有させることができる。
本実施形態で用いられる樹脂組成物には、必要に応じて添加剤、例えば、難燃助剤、微粒子、耐熱剤、光安定剤、蛍光剤、酸化防止剤、静電防止剤、顔料、染料、可塑剤、潤滑剤等を含有させることができる。
＜製造工程＞
以下に、人工毛髪用繊維の製造工程の一例を説明する。
本発明の一実施形態の人工毛髪用繊維の製造方法は、溶融紡糸工程と、延伸工程と、アニール工程を備える。
以下、各工程について詳細に説明する。
以下に、人工毛髪用繊維の製造工程の一例を説明する。
本発明の一実施形態の人工毛髪用繊維の製造方法は、溶融紡糸工程と、延伸工程と、アニール工程を備える。
以下、各工程について詳細に説明する。
（溶融紡糸工程）
溶融紡糸工程では、樹脂組成物を溶融紡糸することによって未延伸糸を製造する。具体的には、まず、上述した樹脂組成物を溶融混練する。溶融混練するための装置としては、種々の一般的な混練機を用いることができる。溶融混練としては、たとえば一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどがあげられる。これらのうちでは、二軸押出機が、混練度の調整、操作の簡便性の点から好ましい。人工毛髪用繊維は、ポリアミドの種類により適正な温度条件のもと、通常の溶融紡糸法で溶融紡糸することにより製造することができる。
溶融紡糸工程では、樹脂組成物を溶融紡糸することによって未延伸糸を製造する。具体的には、まず、上述した樹脂組成物を溶融混練する。溶融混練するための装置としては、種々の一般的な混練機を用いることができる。溶融混練としては、たとえば一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどがあげられる。これらのうちでは、二軸押出機が、混練度の調整、操作の簡便性の点から好ましい。人工毛髪用繊維は、ポリアミドの種類により適正な温度条件のもと、通常の溶融紡糸法で溶融紡糸することにより製造することができる。
本実施形態における人工毛髪用繊維の単繊度は、２０～１００デシテックスが好ましく、より好ましくは３５～８０デシテックスである。この単繊度にするためには、溶融紡糸工程直後の繊維（未延伸糸）の繊度を３００デシテックス以下にしておくことが好ましい。未延伸糸の繊度が小さければ、細繊度の人工毛髪用繊維を得る為に延伸倍率を小さくすることができ、延伸処理後の人工毛髪用繊維に光沢が発生しにくくなることで、半艶～七部艶状態を維持することが容易になる傾向があるためである。
（延伸工程）
延伸工程では、得られた未延伸糸を延伸倍率１．５～５．０倍で延伸して延伸糸を製造する。このような延伸によって、１００デシテックス以下の細繊度の延伸糸を得ることができ、かつ繊維の引張強度を向上させることができる。延伸倍率は、２．０～４．０倍が好ましい。延伸倍率は、適度に大きい方が繊維の強度発現が適度に起こる傾向にあり、適度に小さい方が延伸処理時に糸切れを発生し難くなる傾向にあるためである。
延伸工程では、得られた未延伸糸を延伸倍率１．５～５．０倍で延伸して延伸糸を製造する。このような延伸によって、１００デシテックス以下の細繊度の延伸糸を得ることができ、かつ繊維の引張強度を向上させることができる。延伸倍率は、２．０～４．０倍が好ましい。延伸倍率は、適度に大きい方が繊維の強度発現が適度に起こる傾向にあり、適度に小さい方が延伸処理時に糸切れを発生し難くなる傾向にあるためである。
延伸処理の際の温度は、９０～１２０℃が好ましい。延伸処理温度があまりに低いと繊維の強度が低くなると共に糸切れを発生し易くなる傾向にあり、あまりに高いと得られる繊維の触感がプラスチック的な滑り触感になる傾向にあるためである。
（アニール工程）
アニール工程では、延伸糸に対して好ましくは１５０～２００℃の熱処理温度で熱処理を行う。この熱処理によって、延伸糸の熱収縮率を低下させることができる。熱処理は、延伸処理の後に連続して行っても、一旦巻き取った後に時間を開けて行うこともできる。熱処理温度は、好ましくは１６０℃以上、さらに好ましくは１７０℃以上、さらに好ましくは１８０℃以上である。
アニール工程では、延伸糸に対して好ましくは１５０～２００℃の熱処理温度で熱処理を行う。この熱処理によって、延伸糸の熱収縮率を低下させることができる。熱処理は、延伸処理の後に連続して行っても、一旦巻き取った後に時間を開けて行うこともできる。熱処理温度は、好ましくは１６０℃以上、さらに好ましくは１７０℃以上、さらに好ましくは１８０℃以上である。
＜実施例・比較例の人工毛髪用繊維の製造＞
吸湿率が１０００ｐｐｍ未満になる様に乾燥したポリアミド、ＰＥＴ及び臭素系難燃剤を表１にある配合比になる様にブレンドを行った。表１中のポリアミド、ＰＥＴ及び臭素系難燃剤に関する配合量についての数値は、質量部を表す。ブレンドした材料は、φ４０ｍｍ二軸押出機を用い、バレル設定温度２８０℃で溶融混練し、その後ギアポンプにより一定吐出量になるように調整し、温度２９５度、穴径０．５ｍｍ／本のダイスから鉛直方向に溶融紡出させ、ノズル直下２ｍの位置に設置した引取機に未延伸糸を一定速度で巻き取った。得られた未延伸糸について、後述する評価方法及び基準に従って、初期引張応力Ｆ０と、２．５倍延伸時引張応力Ｆ１の比Ｆ１／Ｆ０を測定した。その結果を表１に示す。
吸湿率が１０００ｐｐｍ未満になる様に乾燥したポリアミド、ＰＥＴ及び臭素系難燃剤を表１にある配合比になる様にブレンドを行った。表１中のポリアミド、ＰＥＴ及び臭素系難燃剤に関する配合量についての数値は、質量部を表す。ブレンドした材料は、φ４０ｍｍ二軸押出機を用い、バレル設定温度２８０℃で溶融混練し、その後ギアポンプにより一定吐出量になるように調整し、温度２９５度、穴径０．５ｍｍ／本のダイスから鉛直方向に溶融紡出させ、ノズル直下２ｍの位置に設置した引取機に未延伸糸を一定速度で巻き取った。得られた未延伸糸について、後述する評価方法及び基準に従って、初期引張応力Ｆ０と、２．５倍延伸時引張応力Ｆ１の比Ｆ１／Ｆ０を測定した。その結果を表１に示す。
得られた未延伸糸を１００℃で延伸し、その後、１８０℃でアニールを行い、所定維度の人工毛髪用繊維を得た。延伸倍率は２．３倍、アニール時の弛緩率は６～７％にて行った。アニール時の弛緩率とは、（アニール時の巻取りローラの回転速度）／（アニール時の送り出しローラの回転速度）で算出される値である。
得られた人工毛髪用繊維について、後述する評価方法及び基準に従って、延伸性の評価を行った。その結果を表１に示す。
また、表１に示す三種のＰＡ６６について、溶融粘度を測定した。その結果を表２に示す。
表１～表２にある素材は、以下のものを採用した。以下のリスト中の溶融粘度は、３００℃、せん断速度２４００（１／ｓ）で測定した値である。
ＰＡ６６（Ａ）：自社調製品、Ｆ１／Ｆ０＝１．５５、溶融粘度１６３（Ｐａ・ｓ）
ＰＡ６６（Ｂ）：自社調製品、Ｆ１／Ｆ０＝１．５４、溶融粘度１４５（Ｐａ・ｓ）
ＰＡ６６（Ｃ）：自社調製品、Ｆ１／Ｆ０＝１．０７、溶融粘度７５（Ｐａ・ｓ）
ＰＡ６：自社製、Ｆ１／Ｆ０＝１．４６、溶融粘度１３０（Ｐａ・ｓ）
ＰＡ１０Ｔ：ダイセルエボニック株式会社製、ＶＥＳＴＡＭＩＤ ＨＯ Ｐｌｕｓ Ｍ３０００、Ｆ１／Ｆ０＝１．１６、溶融粘度６８（Ｐａ・ｓ）
ＰＥＴ：三井化学株式会社製、Ｊ１２５Ｓ、Ｆ１／Ｆ０＝１．１４、溶融粘度６７（Ｐａ・ｓ）
臭素系難燃剤：阪本薬品工業株式会社製、臭素化エポキシ樹脂 ＳＲＴ－２００００
ＰＡ６６（Ａ）：自社調製品、Ｆ１／Ｆ０＝１．５５、溶融粘度１６３（Ｐａ・ｓ）
ＰＡ６６（Ｂ）：自社調製品、Ｆ１／Ｆ０＝１．５４、溶融粘度１４５（Ｐａ・ｓ）
ＰＡ６６（Ｃ）：自社調製品、Ｆ１／Ｆ０＝１．０７、溶融粘度７５（Ｐａ・ｓ）
ＰＡ６：自社製、Ｆ１／Ｆ０＝１．４６、溶融粘度１３０（Ｐａ・ｓ）
ＰＡ１０Ｔ：ダイセルエボニック株式会社製、ＶＥＳＴＡＭＩＤ ＨＯ Ｐｌｕｓ Ｍ３０００、Ｆ１／Ｆ０＝１．１６、溶融粘度６８（Ｐａ・ｓ）
ＰＥＴ：三井化学株式会社製、Ｊ１２５Ｓ、Ｆ１／Ｆ０＝１．１４、溶融粘度６７（Ｐａ・ｓ）
臭素系難燃剤：阪本薬品工業株式会社製、臭素化エポキシ樹脂 ＳＲＴ－２００００
＜各種測定・評価＞
以下に示す方法で、各種特性・物性の測定及び評価を行った。
以下に示す方法で、各種特性・物性の測定及び評価を行った。
（引張応力）
実施例・比較例の引張応力は、ストログラフＴ（株式会社東洋精機製作所製）を用い、温度：１００℃、チャック間距離：１００ｍｍ、引張速度：０．５ｍ／分、繊維直径１２５μｍの条件で測定した。初期引張応力Ｆ０は、測定開始直後（詳細には、未延伸糸が１％伸びたとき）の引張応力であり、２．５倍延伸時引張応力Ｆ１は、未延伸糸が２．５倍に延伸されたときの引張応力である。
実施例・比較例の引張応力は、ストログラフＴ（株式会社東洋精機製作所製）を用い、温度：１００℃、チャック間距離：１００ｍｍ、引張速度：０．５ｍ／分、繊維直径１２５μｍの条件で測定した。初期引張応力Ｆ０は、測定開始直後（詳細には、未延伸糸が１％伸びたとき）の引張応力であり、２．５倍延伸時引張応力Ｆ１は、未延伸糸が２．５倍に延伸されたときの引張応力である。
（溶融粘度）
実施例・比較例の溶融粘度は、Ｃａｐｉｌｏｇｒａｐｈ １Ｄ（株式会社東洋精機製作所製）を用い、温度：３００℃で、表２のせん断速度でＪＩＳ Ｋ ７１９９に準じて測定した。
実施例・比較例の溶融粘度は、Ｃａｐｉｌｏｇｒａｐｈ １Ｄ（株式会社東洋精機製作所製）を用い、温度：３００℃で、表２のせん断速度でＪＩＳ Ｋ ７１９９に準じて測定した。
（延伸性評価）
延伸倍率２．５倍又は４倍で作製した人工毛髪用繊維について、目視評価で１本・１０ｍ当たりの節の数を数えた。
延伸倍率２．５倍又は４倍で作製した人工毛髪用繊維について、目視評価で１本・１０ｍ当たりの節の数を数えた。
＜考察＞
Ｆ１／Ｆ０が１．２以上である全ての実施例では、延伸性が良好であり、全ての比較例では、延伸性が良好でなかった。また、Ｆ１／Ｆ０が１．３以上である実施例１～４では、延伸性が特に良好であった。
Ｆ１／Ｆ０が１．２以上である全ての実施例では、延伸性が良好であり、全ての比較例では、延伸性が良好でなかった。また、Ｆ１／Ｆ０が１．３以上である実施例１～４では、延伸性が特に良好であった。
Claims (3)
- 樹脂組成物が延伸された繊維で構成されている人工毛髪用繊維であって、
前記樹脂組成物を、φ４０ｍｍ二軸押出機を用い、バレル設定温度２８０℃で溶融混練し、温度２９５度、穴径０．５ｍｍ／本のダイスから鉛直方向に溶融紡出させることにより未延伸糸を得たとき、前記未延伸糸の１００℃における初期引張応力をＦ０と、２．５倍延伸時引張応力をＦ１とすると、前記樹脂組成物を紡糸して得られる未延伸糸のＦ１／Ｆ０が１．２以上であり、
前記樹脂組成物は、第１樹脂を含有するベース樹脂を含み、
前記第１樹脂は、ポリアミドである、人工毛髪用繊維。 - 請求項１に記載の人工毛髪用繊維であって、
前記第１樹脂を紡糸して得られる未延伸糸のＦ１／Ｆ０が１．３以上である、人工毛髪用繊維。 - 請求項２に記載の人工毛髪用繊維であって、
前記ベース樹脂中の前記第１樹脂の含有量が５０質量％以上である、人工毛髪用繊維。
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