JP2006316395A - 難燃性ポリエステル系人工毛髪 - Google Patents

Abstract

【課題】 通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、耐光性、カールセット性、触感、くし通りに優れ、高い難燃性を有するポリエステル系人工毛髪を提供することを目的とする。
【解決手段】 ポリエステルに臭素含有難燃剤、アンチモン化合物および光安定剤を含んでなる樹脂組成物を溶融紡糸して、繊維断面形状を特定の亜鈴形とすることにより、紡糸加工性に優れ、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、くし通り、耐光性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪が得られる。
【選択図】 なし

Description

本発明は、ポリエステルに臭素含有難燃剤、アンチモン化合物および光安定剤を含んでなる組成物を溶融紡糸して得られる、特定の繊維断面形状を有する難燃性ポリエステル系人工毛髪に関する。さらに、詳しくは、耐熱性、強伸度などの繊維物性を維持しつつ、セット性、触感、くし通り、耐光性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪に関するものである。

ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレートを主体とするポリエステルからなる繊維は、高融点、高弾性率で優れた耐熱性、耐薬品性を有していることから、カーテン、敷物、衣料、毛布、シーツ地、テーブルクロス、椅子張り地、壁装材、人工毛髪、自動車内装資材、屋外用補強材、安全ネットなどに広く使用されている。

一方、かつら、ヘアーウィッグ、付け毛、ヘアーバンド、ドールヘアーなどの頭髪製品においては、従来、人毛や人工毛髪（モダクリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維）などが使用されてきている。しかし、人毛の提供は困難になってきており、人工毛髪の重要性が高まってきている。人工毛髪素材として、難燃性の特長を生かしてモダクリルが多く使用されてきたが、耐熱温度の点では不十分であった。近年になり、耐熱性に優れるポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルを主成分とする繊維を用いた人工毛髪繊維が提案されるようになってきた。しかしながら、人工毛髪素材として使用するにあたっては、安全性の観点から難燃性付与が必要となってきている。従来のポリエステル繊維は、易燃性であるため、ポリエステル繊維の難燃性を向上させようとする試みは種々なされており、例えば、リン原子を含有する難燃性モノマーを共重合させたポリエステルからの繊維にする方法や、ポリエステル繊維に難燃剤を含有させる方法などが知られている。

前者の難燃性モノマーを共重合させる方法としては、例えば、リン原子が環員子となっていて熱安定性の良好なリン化合物を共重合させる方法（特許文献１）、また、カルボキシホスフィン酸を共重合させる方法（特許文献２）、ポリアリレートを含むポリエステルにリン化合物を配合または共重合させる方法（特許文献３）などが提案されている。前記難燃化技術を人工毛髪に適用したものとしては、例えばリン化合物を共重合させたポリエステル繊維が提案されている（特許文献４）。しかしながら、人工毛髪には高い耐燃性が要求されるため、これらの共重合ポリエステル繊維を人工毛髪に使用するには、その共重合量を多くしなければならず、その結果、ポリエステルの耐熱性が大幅に低下し、溶融紡糸が困難になったり、火炎が接近した場合、着火・燃焼はしないが、溶融・ドリップするという別の問題が発生する。

一方、後者の難燃剤を含有させる方法としては、ポリエステル繊維に、微粒子のハロゲン化シクロアルカン化合物を含有させる方法（特許文献５）、臭素原子含有アルキルシクロヘキサンを含有させる方法（特許文献６）などが提案されている。前記ポリエステル繊維に難燃剤を含有させる方法では、充分な耐燃性を得るために、含有処理温度を１５０℃以上の高温にすることが必要であったり、含有処理時間を長時間にする必要があったり、あるいは大量の難燃剤を使用しなければならないといった問題があり、繊維物性の低下や生産性の低下、製造コストがアップするなどの問題が発生する。

しかし、上記のような従来の人工毛髪用繊維として開発された繊維は、いずれも繊維断面形状の長さや角度が極めて限られた数値で限定された特異な形状を有しており、製造が必ずしも容易でないのに加えて、ブレード用やエクステンションヘアー用として用いた場合に必ずしも好ましい風合を有するものではなく、スタイルの保持やストレート性を重視するあまり、硬い触感の繊維となりがちであった。又、手作業時の扱い易さといった点でも充分ではなかった。また、扁平繊維は、従来からパイル用途には広く用いられていたが、かつら等の人工毛髪用繊維としては、ヘタリ感等が敬遠され、人工毛髪用繊維としての用途には不向きと考えられていた。

このように、従来のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度などの繊維物性を維持し、触感、セット性、くし通り、難燃性に優れた人工毛髪は、いまだ得られていないのが実状である。
特公昭５５−４１６１０号公報 特公昭５３−１３４７９号公報 特開平１１−１２４７３２号公報 特開平３−２７１０５号公報 特公平３−５７９９０号公報 特公平１−２４９１３号公報

本発明は、前述のごとき従来の問題を解決し、ポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、くし通り、耐光性に優れ、高い難燃性を有するポリエステル系人工毛髪を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリエステルに臭素含有難燃剤、アンチモン化合物および光安定剤を含んでなる組成物を溶融紡糸して、繊維断面形状を特定の亜鈴形とすることより、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、くし通り、耐光性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、臭素含有難燃剤（Ｂ）５〜３０重量部、アンチモン系化合物（Ｃ）０．５〜１０重量部および光安定剤（Ｄ）０．０１〜３重量部よりなる組成物から形成される難燃性ポリエステル系人工毛髪であって、人工毛髪の繊維断面形状が亜鈴形であり、下記（１）式および（２）式を満足するものである、難燃性ポリエステル系人工毛髪に関する。
１＜ｂ／ａ＜２ （１）
０．５＜ｃ／ａ＜０．９５ （２）
（ただし、式中ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、人工毛髪の繊維断面形状における亜鈴形の短軸径、長軸径、くぼみ部径である。）

本発明は、好ましくは、ポリエステル（Ａ）が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選ばれた少なくとも１種のポリマーである上記ポリエステル系人工毛髪、臭素含有難燃剤（Ｂ）成分が、臭素化芳香族系難燃剤、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物、臭素含有イソシアヌル酸系化合物よりなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物である上記ポリエステル系人工毛髪、アンチモン化合物（Ｃ）成分が、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種のアンチモン化合物である上記ポリエステル系人工毛髪、光安定剤（Ｄ）がベンゾトリアゾール系光安定剤、ベンゾエート系、トリアジン系光安定剤、ベンゾフェノン系光安定剤、ヒンダードアミン系光安定剤、の１種以上からなる化合物である、上記ポリエステル系人工毛髪に関する。

また、上記難燃性ポリエステル系人工毛髪は染色、または、原着されており、単繊維繊度が１０〜１００ｄｔｅｘであり、ウィッグまたはツーペ用人工毛髪であることが好ましい。

本発明によると、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、くし通り、耐光性に優れ、高い難燃性を有するポリエステル系人工毛髪が得られる

本発明の難燃性ポリエステル系人工毛髪は、ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）、臭素含有難燃剤（Ｂ）、アンチモン系化合物（Ｃ）および光安定剤（Ｄ）を含んでなる組成物を溶融紡糸して得られる、特定の断面形状を有する繊維である。

本発明に用いられるポリエステル（Ａ）に含まれるポリアルキレンテレフタレートまたはポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートおよび／またはこれらのポリアルキレンテレフタレートを主体とし、少量の共重合成分を含有する共重合ポリエステルがあげられる。ポリアルキレンテレフタレートとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートが、入手の容易性およびコストの点から、特に好ましい。

前記主体とするとは、８０モル％以上含有することをいう。

前記共重合成分としては、例えば、イソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スぺリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの多価カルボン酸、それらの誘導体、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルなどのスルホン酸塩を含むジカルボン酸、その誘導体、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、４−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトンなどがあげられる。

前記共重合ポリエステルは、通常、主体となるテレフタル酸および／またはその誘導体（例えばテレフタル酸メチル）と、アルキレングリコールとの重合体に少量の共重合成分を含有させて反応させることにより製造するのが、安定性、操作の簡便性の点から好ましいが、主体となるテレフタル酸および／またはその誘導体（例えばテレフタル酸メチル）と、アルキレングリコールとの混合物に、さらに少量の共重合成分であるモノマーまたはオリゴマー成分を含有させたものを重合させることにより製造してもよい。

前記共重合ポリエステルは、主体となるポリアルキレンテレフタレートの主鎖および／または側鎖に前記共重合成分が重縮合していればよく、共重合の仕方などには特別な限定はない。

前記ポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの具体例としては、例えばポリエチレンテレフタレートを主体とし、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテルを共重合したポリエステル、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合したポリエステル、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルを共重合したポリエステルなどがあげられる。

前記ポリアルキレンテレフタレートおよび共重合ポリエステルは、１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートを主体とし、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテルを共重合したポリエステル、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合したポリエステル、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルを共重合したポリエステルなど）が好ましく、これらは２種以上混合したものも好ましい。

本発明に用いられるポリエステル（Ａ）の固有粘度としては、０．５〜１．４が好ましく、０．６〜１．２であるのがより好ましい。ポリエステル（Ａ）の固有粘度が０．５未満の場合、得られる繊維の機械的強度が低下する傾向があり、１．４を超えると、分子量の増大に伴い溶融粘度が高くなり、溶融紡糸が困難になったり、繊度が不均一になる傾向がある。

本発明に用いられる臭素含有難燃剤（Ｂ）には特に限定はなく、一般に用いられている臭素含有難燃剤であれば使用することができる。

本発明における臭素含有難燃剤（Ｂ）の具体例としては、例えば、ペンタブロモトルエン、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモジフェニル、デカブロモジフェニルエーテル、ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、テトラブロモ無水フタル酸、エチレンビス（テトラブロモフタルイミド）、エチレンビス（ペンタブロモフェニル）、オクタブロモトリメチルフェニルインダン、トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェートなどの臭素含有リン酸エステル類、一般式（１）で表される臭素化ポリスチレン類、一般式（２）で表される臭素化ポリベンジルアクリレート類、一般式（３）で表される臭素化エポキシオリゴマー類、臭素化フェノキシ樹脂、一般式（４）で表される臭素化ポリカーボネートオリゴマー類、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（２，３−ジブロモプロピルエーテル）、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（アリルエーテル）、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（ヒドロキシエチルエーテル）などのテトラブロモビスフェノールＡ誘導体、トリス（トリブロモフェノキシ）トリアジンなどの臭素含有トリアジン系化合物、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートなどの臭素含有イソシアヌル酸系化合物などが挙げられる。これらは１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

（式中、Ｙは１〜５、ｎは５〜２００を示す）

（式中、ｐは５〜１００を示す）

（式中、Ｒ⁷は炭素数１〜１０の炭化水素基、アリール基、アラルキル基、反応性基を含む炭化水素基、臭素含有アリール基、または臭素含有アラルキル基であり、それらはそれぞれ同一であってもよく異なっていてもよい、ｐは１〜８０を示す）

（式中、Ｒ⁸は水素または臭素原子であり、それらはそれぞれ同一であってもよく異なっていてもよい、ｑは１〜８０を示す）。

これらのなかでは、難燃性付与の点から、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ樹脂系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物、臭素含有イソシアヌル酸系化合物が好ましく、繊維物性、耐熱性および加工安定性の点から、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ樹脂系難燃剤がさらに好ましい。

本発明における臭素含有難燃剤（Ｂ）成分の使用量は、ポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、５〜３０重量部が好ましく、６〜２５重量部がより好ましく、７〜２０重量部がさらに好ましい。臭素含有難燃剤（Ｂ）成分の使用量が５重量部未満では難燃効果が得られにくい傾向があり、３０重量部を超えると、得られる繊維の機械的特性、耐熱性、耐ドリップ性が損なわれる傾向がある。
本発明においては、臭素含有難燃剤（Ｂ）成分を配合することにより難燃性は発現されるが、アンチモン化合物（Ｃ）成分を配合することにより難燃効果が著しく向上する。

本発明に用いられるアンチモン化合物（Ｃ）には、特に限定はなく、具体例としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムなどが挙げられる。これらのなかでは、組成物の紡糸加工性の点から、アンチモン酸ナトリウムが好ましい。

本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）の平均粒子径は、０．０２〜１５μｍが好ましく、０．１〜１２μｍがより好ましく、０．２〜１０μｍがさらに好ましい。

本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）は、必要に応じて、エポキシ化合物、シラン化合物、イソシアネート化合物、チタネート化合物等で表面処理されてもよい。

本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）の使用量は、（Ａ）成分１００重量部に対し、０．５〜１０重量部が好ましく、０．６〜９重量部がより好ましく、０．７〜７重量部がさらに好ましい。アンチモン化合物（Ｃ）の使用量が０．５重量部未満では、難燃効果の向上が小さくなる傾向があり、１０重量部を超えると、加工安定性、外観性、透明性が損なわれる傾向がある。

本発明においては、光安定剤（Ｄ）を使用することにより、耐光性の良好なフィラメントが得られる。

本発明に用いられる光安定剤（Ｄ）は特に限定はなく、一般に用いられているものであれば、使用することができるが、耐熱性に優れるものが好ましい。

本発明における光安定剤（Ｄ）の具体例としては、例えば、２−（２ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−p−クレゾール、２−（２ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）−４−６−ビス（１−メチル−１−フェニルエチル）フェノール、２−[５−クロロ（２Ｈ）−ベンゾトリアゾール−２−イル]−４−メチル−６−（ｔｅｒｔ−ブチル）フェノール、２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−６−（５−クロロベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール、等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、２−（４，６−ジフェニル−１、３、５−［（ヘキシル）オキシ］−フェノール等のトリアジン系紫外線吸収剤、オクタベンゾン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤、２，４−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル−３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート系光安定剤、ポリ［｛６−（１，１，３，３，−テトラメチルブチル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４ジイル｝｛２，２，６，６，−テトラメチル−４−ピペリジル｝イミノ］ヘキサメチレン｛２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリジル｝イミノ）］、ビス（１、２、２、６、６−ペンタメチル−４−ピペリジル）[[３，５−ビス（１，１−ジメチルエチル）−４−ヒドリキシフェニル]メチル]ブチルマロネート等のヒンダードアミン系光安定剤、などが挙げられる。これらの化合物は、単独で使用してもよく、また、２種以上を混合して使用してもよい。

これらの中では、ベンゾトリアゾール系およびヒンダードアミン系光安定剤が、耐熱性、耐揮発性の点から、より好ましい。

本発明における光安定剤（Ｄ）の使用量は、ポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、０．０１〜３重量部が好ましく、０．０５〜２．５重量部がより好ましく、０．１〜２重量部がさらに好ましい。光安定剤（Ｄ）の使用量が０．０１重量部未満では、人工毛髪の耐光性が不充分となる傾向があり、３重量部を超えると、溶融粘度の低下により紡糸安定性が低下して糸切れが発生したり、機械的特性、耐熱性、難燃性、耐ドリップ性が損なわれる傾向がある。

本発明の難燃性ポリエステル系人工毛髪用繊維は、有機微粒子（Ｅ）および／または無機微粒子（Ｆ）を混合することにより、得られる繊維の表面に微細な突起を形成し、繊維表面の光沢、つやを調整することができる。

本発明における有機微粒子（Ｅ）としては、主成分である難燃性ポリエステル（Ａ）と相溶しないか、部分的に相溶しない構造を有する有機樹脂であれば使用することができ、例えば、ポリアリレート、ポリアミド、フッ素樹脂、シリコン樹脂、架橋アクリル樹脂、架橋ポリスチレンなどが好ましく用いられる。これらは１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。安定的に光沢調整効果を発現するためには、耐熱性および分散性の点から、架橋ポリエステル粒子および架橋アクリル粒子が好ましい。

前記架橋ポリエステル粒子は、不飽和ポリエステルおよびビニル系単量体を水分散させ、架橋硬化させることで得られる。ここで使用される不飽和ポリエステルとしては、特に限定はなく、例えば、α，β−不飽和酸もしくはそれと飽和酸との混合物と二価アルコールもしくは三価アルコールとを重合させたものなどを挙げることができる。不飽和酸としては、例えば、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸などが挙げられ、飽和酸としては、例えば、フタル酸、テレフタル酸、コハク酸、グルタル酸、テトラヒドロフタル酸、アジピン酸、セバチン酸などが挙げられる。また、二価アルコールおよび三価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，３−プロパンジオール、１，６−ヘキサンジオール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。一方、ビニル系単量体としては、特に限定はなく、例えば、スチレン、クロルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、アクリル酸、メチルアクリレート、アクリロニトリル、エチルアクリレート、およびジアリルフタレートなどが挙げられる。

前記架橋アクリル粒子は、アクリル系単量体および架橋剤を水分散させ、架橋硬化させることで得られる。ここで使用されるアクリル系の単量体としては、アクリル酸またはアクリル酸の誘導体、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、アクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルアミド、あるいはメタクリル酸またはメタクリル酸の誘導体、例えば、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、メタクリロニトリル、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールメタクリルアミド、メタクリル酸２−ヒドロキシエチルなどの１分子中に１個のビニル基を有するビニル系単量体が挙げられる。これらは１種又は２種以上を組合せて使用することができる。また、架橋剤としては１分子中に２個以上のビニル基を有する単量体であればいずれでもよいが、１分子中に２個のビニル基を有するものが好ましい。その好ましい単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、グリコールとメタクリル酸あるいはアクリル酸との反応生成物（例えばエチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレートなど）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。架橋剤の添加量は、ビニル基を１個有する単量体１００重量部に対して０．０２〜５重量部が好ましい。重合開始剤としては、過酸化物系ラジカル重合開始剤が好ましく、例えば、過酸化ベンゾイル、過安息香酸２−エチルヘキシル、過酸化ジtert−ブチル、クメンヒドロペルオキシド、メチルエチルケトンペルオキシドなどが挙げられる。ラジカル重合開始剤は、ビニル基を１個有する単量体１００重量部に対して０．０５〜１０重量部使用されるのが好ましい。

本発明に用いられる無機微粒子（Ｆ）としては、繊維の透明性および発色性への影響から、難燃性ポリエステル（Ａ）の屈折率に近い屈折率を有するものが好ましく、例えば、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、タルク、カオリン、モンモリロナイト、ベントナイト、マイカなどが挙げられる。これらは１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのなかでは、球形に近い微粒子の方が光沢調整効果は高く、酸化ケイ素、酸化ケイ素を主体とした複合粒子などが好ましい。本発明に用いられる無機微粒子（Ｆ）は、必要に応じてエポキシ化合物、シラン化合物、イソシアネート化合物、チタネート化合物等で表面処理されてもよい。

本発明における有機微粒子（Ｅ）および／または無機微粒子（Ｆ）の使用量は、特に限定されないが、ポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、０．１〜５重量部が好ましく、０．２〜３重量部がより好ましく、０．３〜２重量部がさらに好ましい。有機微粒子（Ｅ）および／または無機微粒子（Ｆ）の使用量が５重量部を超えると、外観性、色相および発色性が損なわれる傾向があり、０．１重量部未満では、繊維表面に形成される微細な突起が少なくなるため、繊維表面の光沢調整が不十分になる傾向がある。

本発明における難燃性ポリエステル系人工毛髪の繊維断面形状は、亜鈴形であり、下記（１）式および（２）式を満たすことにより、触感、くし通り、カールセット性の良好なフィラメントを得ることができる。
１＜ｂ／ａ＜２ （１）
０．５＜ｃ／ａ＜０．９５ （２）
（ただし、式中ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、人工毛髪の繊維断面形状における亜鈴形の短軸径、長軸径、くぼみ部径である。）

発明における難燃性ポリエステル系人工毛髪の繊維断面形状としては、１．２＜ｂ／ａ＜１．７および０．５５＜ｃ／ａ＜０．９の条件を満たすことがより好ましく、１．３＜ｂ／ａ＜１．６および０．６＜ｃ／ａ＜０．８の条件を満たすことがさらに好ましい。ｂ／ａが１以下では、櫛通りが悪化する傾向があり、ｂ／ａが２以上ではカールセット性が悪化する傾向がある。また、ｃ／ａが０．５以下では、触感、くし通りが悪化する傾向があり、ｃ／ａが０．９５以上ではくし通りが悪化する傾向がある。

本発明において、難燃性ポリエステル系人工毛髪の繊維断面形状は、目的の繊維断面形状に近い形状の口金を使用することにより制御することができる。

本発明で得られるポリエステル系人工毛髪は、例えば、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分、さらには（Ｅ）または（Ｆ）成分をドライブレンドした後、種々の一般的な混練機を用いて溶融混練して得られたポリエステル系組成物を、単軸押出機を用いて溶融紡糸して得ることができる。

樹脂組成物の製造に用いられる前記混練機の例としては、例えば、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。

例えば、スクリュー径４５ｍｍの二軸押出機を用いて、バレル温度を２６０〜３００℃とし、吐出量５０〜１５０ｋｇ／ｈｒ、スクリュー回転数１５０〜２００ｒｐｍで溶融混練し、ダイスよりストランドを引取、水冷した後に、ストランドカッターを用いてペレット化して、本発明の組成物を得ることができる。

本発明のポリエステル系人工毛髪を、通常の溶融紡糸法で溶融紡糸する場合には、例えば、押出機、ギアポンプ、口金などの温度を２７０〜３１０℃とし、溶融紡糸し、紡出糸条を加熱筒に通過させた後、ガラス転移点以下の温度に冷却し、５０〜５０００ｍ／分の速度で引き取ることにより紡出糸条が得られる。また、紡出糸条を冷却用の水を入れた水槽で冷却し、繊度のコントロールを行なうことも可能である。加熱筒の温度や長さ、冷却風の温度や吹付量、冷却水槽の温度、冷却時間、引取速度は、吐出量および口金の孔数によって適宜調整することができる。

また、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分、さらには（Ｅ）または（Ｆ）成分をドライブレンドした組成物を、ギアポンプおよび紡糸ノズルを備えた二軸押出機または混練能を有するスクリューを使用した単軸押出機を用いて、一旦樹脂組成物を取り出すことなく、溶融紡糸して得ることができる。

さらには、（Ａ）、（Ｃ）および（Ｄ）成分、さらには（Ｅ）または（Ｆ）成分を溶融混練し、溶融紡糸し、繊維化した後に、（Ｂ）成分を吸尽加工により本発明のポリエステル系人工毛髪を得ることができる。

本発明においては、得られた紡出糸条は熱延伸されるが、延伸は紡出糸条を一旦巻き取ってから延伸する２工程法および、巻き取ることなく連続して延伸する直接紡糸延伸法のいずれの方法によってもよい。熱延伸は、１段延伸法または２段以上の多段延伸法で行なわれる。熱延伸における加熱手段としては、加熱ローラ、ヒートプレート、スチームジェット装置、温水槽などを使用することができ、これらを適宜併用することもできる。

本発明のポリエステル系人工毛髪には、必要に応じて、耐熱安定剤、蛍光剤、静電防止剤、顔料、可塑剤、潤滑剤などの各種添加剤を含有させることができる。

このようにして得られる本発明のポリエステル系人工毛髪の繊度は、通常、１０〜１００ｄｔｅｘ、さらには２０〜９０ｄｔｅｘであるのが、人工毛髪に適している。また、人工毛髪としては、１６０〜２００℃で美容熱器具（ヘアーアイロン）が使用できる耐熱性を有しており、着火しにくく、自己消火性を有していることが好ましい。

本発明のポリエステル系人工毛髪は染色または原着により着色して使用することができる。染色により着色する場合には、通常のポリエステル系繊維と同様の条件で染色することができる。また、原着の場合には、通常のポリエステル系繊維に用いられる顔料を溶融混練することにより、原着繊維を得ることができる。

染色に使用される顔料、染料、助剤などとしては、耐候性および難燃性のよいものが好ましい。

本発明のポリエステル系人工毛髪は、美容熱器具（ヘアーアイロン）を用いたカールセット性に優れ、カールの保持性にも優れる。また、繊維表面の凹凸により、適度に艶消されており、人工毛髪として使用することができる。さらに、繊維表面処理剤、柔軟剤などの油剤を使用し、触感、風合を付与して、より人毛に近づけることができる。

また、本発明の難燃性ポリエステル系人工毛髪は、モダアクリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ナイロン繊維など、他の人工毛髪素材と併用してもよいし、人毛と併用してもよい。

次に、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

なお、実施例における特性値の測定法は、以下のとおりである。なお、「部」は重量部を示し、「％」は重量％を示す。

（紡糸加工性）
溶融紡糸機から得られる紡出糸を連続して引き取り、糸切れの有無を目視評価する。
○：１時間以上糸切れがない
△：１時間に２回以内の糸切れが発生する
×：１時間に３回以内の糸切れが発生する

（強度および伸度）
インテスコ社製、ＩＮＴＥＳＣＯ Ｍｏｄｅｌ ２０１型を用いて、フィラメントの引張強伸度を測定する。長さ４０ｍｍのフィラメント１本をとり、フィラメントの両端１０ｍｍを、接着剤を糊付けした両面テープを貼り付けた台紙（薄紙）で挟み、一晩風乾させて、長さ２０ｍｍの試料を作製する。試験機に試料を装着し、温度２４℃、湿度８０％以下、荷重１／３０ｇｆ×繊度（デニール）、引張速度２０ｍｍ／分で試験を行ない、強伸度を測定する。同じ条件で試験を１０回繰り返し、平均値をフィラメントの強伸度とする。

（難燃性）
繊度約６０〜７０ｄｔｅｘのフィラメントを１５０ｍｍの長さに切り、０．７ｇを束ね、一方の端をクランプで挟んでスタンドに固定して垂直に垂らす。有効長１２０ｍｍの固定したフィラメントに２０ｍｍの炎を３秒間接炎させ、燃焼させて評価した。
◎：残炎時間が０秒（着火しない）
○：３秒未満
△：３〜１０
×：１０秒以上

（触感）
専門美容師による官能評価を行い、３段階で評価する。
○：人毛に似た非常に柔らかな風合い
△：人毛に比べややがさつき、硬い風合い
×：人毛に比べがさつき、硬い風合い

（くし通り）
長さ３０ｃｍ、総繊度１０万ｄｔｅｘのトウフィラメントに繊維表面処理剤として、ＰＯ／ＥＯランダム共重合体（分子量２００００）とカチオン系帯電防止剤を５０／５０の比率で含む３％水溶液に浸漬し、それぞれ０．１％が付着するようにし、８０℃で５分間乾燥させる。処理されたトウフィラメントにくし（デルリン樹脂製）を通し、くしの通り易さを評価する。
○：ほとんど抵抗ない（軽い）
△：若干抵抗がある（重い）
×：かなり抵抗がある、または、途中で引っかかる

（耐光性）
ＪＩＳ Ｌ０８４２の試験方法に従い、３２０時間、原糸に光照射した後、ブルースケールにて評価する。
○：５級以上
△：４級
×：３級以下

（カールセット性）
蓑毛にしたフィラメントを３２ｍｍΦのパイプに捲きつけ、１２０℃、相対湿度１００％で６０分間のスチーム加工条件でカールセットし、室温で６０分間エイジングしたのちに、カールしたフィラメントの一端を固定し釣り下げ、カールの状態を目視評価する。これをカールの付きやすさの指標とし、長さが短く、形良くカールが付いているものが好ましい。
○：形良くカールが付いている
△：若干カールが伸びている
×：カールが伸びて、形が崩れている

本実施例および比較例において使用した原料は、以下のとおりである。
ポリエステル（Ａ）：
・ポリエチレンテレフタレート、三菱化学（株）製、ＢＫ−２１８０
臭素含有難燃剤（Ｂ）：
・臭素化エポキシ系難燃剤、阪本薬品工業（株）製、ＳＲ−Ｔ２００００
アンチモン化合物（Ｃ）：
・アンチモン酸ナトリウム、日本精鉱（株）製、ＳＡ−Ａ、平均粒子径（一次粒子）２．４μｍ
・光安定剤（Ｄ）：
・ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、旭電化（株）製、アデカズタブＬＡ−３１、分子量６５９。

（実施例１〜７）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、二軸押出機（日本製鋼所（株）製、ＴＥＸ４４）に供給し、バレル設定温度２８０℃で溶融混練し、ペレット化した後に、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。次いで、溶融紡糸機（シンコーマシナリー（株）製、ＳＶ３０）を用いて、バレル設定温度２８０℃で断面形状が表１に示すｂ／ａおよびｃ／ａである紡糸口金より溶融ポリマーを吐出し、２０℃の冷却風により空冷し、１００ｍ／分の速度で巻き取って未延伸糸を得た。得られた未延伸糸に対し、８５℃に加熱したヒートロールを用いて４倍に延伸し、２００℃に加熱したヒートロールを用いて熱処理を行い、３０ｍ／分の速度で巻き取り、単繊維繊度が６０〜７０ｄｔｅｘのポリエステル系繊維（マルチフィラメント）を得た。なお、得られたポリエステル系繊維の断面形状および紡糸加工性は、表１に示す。
得られたポリエステル系繊維に親水性繊維処理剤であるＫＷＣ−Ｑ（エチオキサイド−プロピレンオキサイドのランダム共重合ポリエーテル；丸菱油化（株）製）／加工剤２９（カチオン性界面活性剤；丸菱油化（株）製）＝０．２０／０．２０％ｏｍｆとなるように、それぞれの純分を０．８０％含む水溶液を調製し、総繊度１０万ｄｔｅｘのトウフィラメントに、トウ重量に対して含液率２５％になるように溶液を付着させ、熱風乾燥機で１２０℃で１０分間乾燥させた。

得られた繊維を用いて、紡糸加工性、繊度、触感、くし通り、難燃性、耐光性、カールセット性を評価した結果を表１に示す。

（比較例１〜７）
表１に示す配合比率の組成物とし、表１に示す断面形状を有する紡糸口金を用いて、実施例と同様にして、単繊維繊度が６０〜７０ｄｔｅｘ前後のポリエステル系繊維（マルチフィラメント）を得た。なお、得られたポリエステル系繊維の断面形状および紡糸加工性は、表１に示す。ただし、比較例２および４に関しては、加工紡糸性が劣り、ポリエステル系繊維が得られなかったため、以下の評価は行わなかった。
得られた繊維を用いて、光沢、繊度、触感、くし通り、難燃性、耐光性、カールセット性を評価した結果を、表１に示す。

表１に示したように、比較例に対し、実施例では、光安定剤を使用することにより、耐光性が向上し、さらに、繊維断面形状が１＜ｂ／ａ＜２および０．５＜ｃ／ａ＜０．９５の条件を満たすことにより、触感、くし通り、カールセット性も良好で、高い難燃性を示すことが確認された。従って今回の組成物を使用した人工毛髪用繊維は、従来の人工毛髪用繊維に比べ、紡糸安定性、ポリエステルの機械的特性、熱的特性を維持したまま、触感、くし通り、カールセット性、耐光性、難燃性が改善された人工毛髪として有効に用いることが可能となることを確認した。

本発明の難燃性ポリエステル系人工毛髪の繊維断面形状を示す概略図である。

符号の説明

１ 難燃性ポリエステル系人工毛髪の繊維断面形状
ａ 亜鈴形の短軸径
ｂ 亜鈴形の長軸径
ｃ 亜鈴形のくぼみ部径

Claims (9)

1. ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、臭素含有難燃剤（Ｂ）５〜３０重量部、アンチモン系化合物（Ｃ）０．５〜１０重量部および光安定剤（Ｄ）０．０１〜３重量部よりなる組成物から形成される難燃性ポリエステル系人工毛髪であって、人工毛髪の繊維断面形状が亜鈴形であり、下記（１）式および（２）式を満足するものである、難燃性ポリエステル系人工毛髪。
   １＜ｂ／ａ＜２ （１）
   ０．５＜ｃ／ａ＜０．９５ （２）
   （ただし、式中ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、人工毛髪の繊維断面形状における亜鈴形の短軸径、長軸径、くぼみ部径である。）
2. ポリアルキレンテレフタレートが、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選ばれた少なくとも１種のポリマーである、請求項１記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
3. 臭素含有難燃剤（Ｂ）が、臭素化芳香族系難燃剤、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物および臭素含有イソシアヌル酸系化合物よりなる群から選ばれた少なくとも１種の難燃剤である、請求項１または２記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
4. アチモン系化合物（Ｃ）が、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンおよびアンチモン酸ナトリウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種のアンチモン化合物である、請求項１〜３のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
5. 光安定剤（Ｄ）が、ベンゾトリアゾール系光安定剤、ベンゾエート系、トリアジン系、ベンゾフェノン系光安定剤およびヒンダードアミン系光安定剤よりなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物である、請求項１〜４のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
6. 前記難燃性ポリエステル系人工毛髪が、染色されている、請求項１〜５のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
7. 前記難燃性ポリエステル系人工毛髪が、原着されている、請求項１〜６のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
8. 単繊維繊度が１０〜１００ｄｔｅｘである、請求項１〜７のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
9. 難燃性ポリエステル系人工毛髪が、ウィッグまたはツーペ用人工毛髪である、請求項１〜８のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。

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