JP2010185156A - 人工毛髪用ポリエステル繊維 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、人毛に近い表面光沢と風合いを付与するための後加工工程を省略することが可能で、人毛に近い表面光沢と風合いを有し、かつ製糸性に優れた人工毛髪用ポリエステル繊維を提供することにある。
【解決手段】上記の本発明の目的は、芳香族ポリエステル繊維と無機粒子からなる人工毛髪用ポリエステル繊維であって、該無機粒子によって人工毛髪用ポリエステル繊維の表面に突起が形成されている人工毛髪用ポリエステル繊維によって達成することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、新規な人工毛髪用ポリエステル繊維に関するものである。さらに詳しくは、人毛に近い表面光沢及び風合いを付与するためのアルカリ減量処理等の後加工処理を施すことなく、人毛に近い表面光沢を有する人工毛髪用ポリエステル繊維に関するものである。

従来、かつら、ヘヤーウイッグ、エクステンション、ヘヤーバンドなどに用いられる人工毛髪の素材として、種々の合成繊維が用いられている。しかしながら、従来ポリビニルクロライド繊維が多用されているが、強度が低いため、ウェービング処理を施して整毛すると僅かなひっかかりで切れやすいという問題があった。

さらには、ポリビニルクロライド繊維は加熱セットに対する耐久性も低いため、入浴、シャワー、サウナ、太陽光下などの条件下でカールやウェーブが消滅しやすい。そのため人工毛髪を部分的に着用した場合、人工毛髪の部分だけ変色を生じるので一見して人工毛髪であることが判るという問題もあった。また整毛中の摩擦で静電気が発生しやすいため、逆毛を生じたりほこりが付着したりしやすい。

このような問題を解消するため、抗張力、耐熱性などの特性に優れた、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリアルキレンテレフタレートからなる繊維が種々検討されている。このような芳香族ポリエステルからなる人工毛髪用繊維は、製糸した直後のポリエステル繊維の表面は平坦であり、ポリエステルの屈折率も比較的高いために可視光が当たった時の表面反射が大きい。このような表面反射が大きい繊維は人毛との外観の差が大きく、風合いも剛直で人毛のそれらから隔たっているため人工毛髪として使用することが困難であった。このような欠点を改良するため、従来人毛に近い表面光沢と風合いを付与するため、ポリエステル繊維の表面処理技術が提案されている。例えば、ポリエステル繊維の表面に多数の擦過傷を作成して粗面化する方法が提案されている。

しかし、該方法により得られる繊維は繊維表面に形成した擦過傷のために繊維強度が低下するという問題があった。また、酸化硅素などの微粒子を含有するポリエステル繊維や、断面形状に特徴があるポリエステル繊維をアルカリ水溶液で処理して、繊維表面に特定の微細な凹凸が付与する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。しかしながら、このようなアルカリ減量処理等の後加工は、最終製品に至るまでの工程数を増やし、製品のコスト高に繋がる。したがって、かかる後加工処理を省略することが可能で、かつ人毛に近い表面光沢と風合いを有する芳香族ポリエステル繊維からなる人工毛髪繊維が望まれていた。

特開昭６３−０１２７１６号公報 特開２００７−１４６３０６号公報

本発明は上記背景のもとになされたもので、その目的は、人毛に近い表面光沢と風合いを付与するための後加工工程を省略することが可能で、人毛に近い表面光沢と風合いを有し、かつ製糸性に優れた人工毛髪用ポリエステル繊維を提供することにある。

本発明者は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、適切な耐熱性無機粒子を繊維中に含有させ、それにより繊維表面に突起を形成することでアルカリ減量処理等の後加工処理を施すことなく、人毛に近い表面光沢と風合いを有し、かつ製糸性に優れた芳香族ポリエステルからなる人工毛髪用繊維が得られることを発明した。

かくして本発明である、芳香族ポリエステル繊維と無機粒子からなる人工毛髪用ポリエステル繊維であって、該無機粒子の人工毛髪用ポリエステル繊維中の配合率が０．１〜８．０質量％であって、該無機粒子によって芳香族ポリエステル繊維の表面に突起が形成されている人工毛髪用ポリエステル繊維によって上記課題が解決できることが明らかになった。なお、ここでいう人工毛髪とは、かつら、ヘヤーウイッグ、エクステンション付け毛、ヘヤーバンドなどの毛髪を補う目的又はおしゃれなどの目的で、毛髪部又は頭部に装着する様々な製品の全部又は一部を構成する繊維材料のことをいう。

本発明の人工毛髪用繊維は、芳香族ポリエステル繊維中に耐熱性のある無機粒子を含有させることで繊維表面に突起を有しており、人毛に近い表面光沢と風合いを呈する。したがって、かつら、ヘヤーウイッグ、エクステンション、ヘヤーバンドなどの毛髪を補う目的、あるいはおしゃれなどの目的で、毛髪部又は頭部に装着する様々な人工毛髪製品として極めて有用なものである。

本発明の人工毛髪用繊維の横断面形状の一例である。

本発明の人工毛髪用繊維を構成する芳香族ポリエステルは、テレフタル酸又は２，６−ナフタレンジカルボン酸を主たる二官能性カルボン酸とし、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール又は１，４−ブタンジオールを主たるグリコール成分とする芳香族ポリエステル、具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、又はポリテトラメチレンナフタレートが好ましい。これらのポリエステルには、本発明の目的を阻害しない範囲内、具体的には全酸成分に対して１５モル％以下、好ましくは１０モル％以下、特に好ましくは５モル％以下の共重合成分が共重合されていてもよい。好ましく用いられる共重合成分としては、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン酸；シクロプロパンジカルボン酸、シクロブタンジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸などの脂環族ジカルボン酸；フタル酸、イソフタル酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸；ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジフェニルスルホン酸、４，４’-ジカルボキシフェノキシメタン、ジフェノキシエタンジカルボン酸、３，５−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、リン酸、ホスホン酸、有機基を有するリン酸、有機基を有するホスホン酸などのその他の２価以上の多価カルボン酸；グリコール酸、ｐ−オキシ安息香酸、ｐ−オキシエトキシ安息香酸などのヒドロオキシカルボン酸；１，２−プロピレングリコール、トリメチレングリコール、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ｐ−キシレングリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ｐ，ｐ’−ビス（ヒドロキシエトキシ）ジフェニルスルホン、１，４−ビス（β−ヒドロキシエトキシ）ベンゼン、２，２−ビス（ｐ−β−ヒドロキシエトキシフェニル）プロパン、２，２−ビス（ｐ−β−ヒドロキシエトキシエトキシフェニル）プロパン、ポリアルキレングリコールなどのジオール成分を例示することができる。なかでも、難燃性の点から、リン酸、ホスホン酸などのリン化合物が好ましい。また、少量であればトリメシン酸、トリメリット酸、硼酸、グリセリン、トリメチロールプロパンなどの三官能性化合物を共重合したものであってもよい。

芳香族ポリエステルには、改質の目的で他の熱可塑性合成樹脂、例えばナイロン６，ナイロン６６などのポリアミド類、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン・テトラフルオロエチレンコポリマーなどの含フッ素ポリマー類などを、０．５〜５０重量％の範囲で混合していてもよい。

さらに上記の芳香族ポリエステル中には、使用中の人工毛髪の変褪色を防止する目的で公知の紫外線吸収剤を含有させてもよい。好ましく使用される紫外線吸収剤としては、例えば２，２−メチレンビス〔４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール、２−〔２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、２−（５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）ベンゾトリアゾール、２−〔３，５−ビス（２，２−ジメチルプロピル）−２−ヒドロキシフェニル〕ベンゾトリアゾール、２−（３−ターシャリーブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−（３，５−ターシャリーブチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−〔２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、２−ヒドロキシ−４−（メタクリロイルオキシエトキシ）ベンゾフェノン３０〜５０モル％とメタクリル酸メチル７０〜３０モル％とのランダムコポリマー、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２，２’，４，４’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−（β−ヒドロキシエトキシ）−ベンゾフェノン、ビス（５−ベンゾイル−４−ヒドロキシ−２−メトキシフェニル）メタンなどのベンゾフェノン系紫外線吸収剤、酸化鉄微粒子などを例示することができる。

なかでも、ビス（５−ベンゾイル−４−ヒドロキシ−２−メトキシフェニル）メタン、２，２−メチレンビス〔４−（１，１，３，３−テトラメチルブチル）−６−（２Ｈ−ベンゾトリアゾール−２−イル）フェノール、２−〔２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル〕−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、酸化鉄微粒子などは、溶融状態のポリエステルに添加・混合する際の耐熱性が良好で高い耐光性が得られるので好ましい。また、２−ヒドロキシ−４−（メタクリロイルオキシエトキシ）ベンゾフェノン３０〜５０モル％とメタクリル酸メチル７０〜３０モル％とのランダムコポリマーは、高分子量なのでポリエステル繊維中からのブリードアウトが少なく、安定した耐光性が得られるので好ましい。なお、これらの各種紫外線吸収剤の２種以上を組み合わせて用いてもよい。

また、使用中の火災による危険から人体を守るため、芳香族ポリエステル中、燐系、ハロゲン系、三酸化アンチモンなどの公知の有機又は無機質の難燃剤を含ませてもよい。また、繊維の帯電によるまとわり付きや絡まり、あるいは埃の付着を防止する目的で、芳香族ポリエステル自体を変性しても、あるいは帯電防止剤を芳香族ポリエステル中に配合してもよい。

繊維中に混合・分散させる無機粒子は芳香族ポリエステル並み或いはそれ以上の耐熱性を有している耐熱性無機粒子であることが必要になる。その耐熱性無機粒子は、２００℃以上の高温で溶融紡糸を行う際に、その形状が崩壊することのないものであれば、特に限定されない。例えば、炭酸カルシウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミニウム等の酸化物、燐酸カルシウム、燐酸カリウム等の燐酸塩、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の硫酸塩等があげられる。特にシロキサン結合が三次元網目状に架橋した構造を有するシリコーンパウダーは、耐熱性、分散性に優れるため、特に好ましい。また、２種以上の耐熱性粒子を適宜組み合わせて使用することもできる。またこのような種類の無機粒子は表面に特殊な加工を行っている場合を除き、ほとんどの場合芳香族ポリエステルに対する混和性が非常に良いとは言いがたい。従って、後に述べる手法によって無機粒子を芳香族ポリエステル中に混合分散させた場合に、その後の溶融紡糸の工程において溶融状態を適切な時間維持することによって芳香族ポリエステルの繊維表面に無機粒子が移動し、その結果該無機粒子によって芳香族ポリエステル繊維の表面に突起が形成されるものと考えられる。

該耐熱性粒子を繊維中に混合・分散させる方法については、特に限定されず、該粒子粉体及び／又は該粒子を含有するマスターバッチペレットを添加・混合する方法が挙げられる。添加・混合する方法については、従来公知の各種方法を使用することができる。例えば、タンブラー、Ｖ型ブレンダー、スーパーミキサー、ナウタミキサー、バンバリーミキサー又は１軸若しくは２軸の溶融押出機等等で混合することができる。ペレット及び／又は粉体の一定量を供給するために、スクリューフィーダーやコイルフィーダー、振動式フィーダー等の公知の供給装置を用いることができる。

該無耐熱性粒子の無機粒子が配合分散されたポリエステル繊維中の濃度として、０．１〜８．０質量％であることが必要であり、好ましくは１．０〜７．０質量％であることが望ましい。０．１質量％未満では、繊維表面に形成される突起が少なくなり、表面反射を抑制する効果を十分得ることができない。添加量が８．０質量％を超えると、製糸性が低下するため、好ましくない。

次に、本発明にかかる芳香族ポリエステル繊維の横断面形状はメガネ型であってクビレ度が２．５〜８．０であることが好ましい。ここでメガネ型とはほぼ同一の半径を有する２つの円が、その２つの円の中心間の距離が０より長く、双方の円の半径の和より短い状態であり、且つ一の円が他の円の中に完全に取り込まれていない状態、即ちの２つの円の円周の交点が２つ存在する状態のことを言う。またその２つの円の半径の比が０．９０〜１．１０であることが好ましい。また２つの円の中心間距離が双方の円の半径の和の０．６〜０．９倍であることが好ましい。クビレ度が２．５未満の場合には櫛通り性が悪く、また光沢もギラツキ感が生じるため好ましくない。逆に８．０を超えるとメガネ部が割れやすく実用性に好ましくない。ここでクビレ度とは、図１に示す、くぼみ部径ａ、短軸径ｂで特徴づけられるメガネ断面形状において、ｂ／ａで表した値である。また双方の円の直径が異なる場合には、ｂの値は円の直径が短いほうの値を採用するものとする。

繊維がこのような特殊な横断面形状を有することによって、毛髪特有のしなやかな手触りを実現できるだけでなく、繊維と他の物質が接触した際に接触点（面積）を減らすことができるので、自然の毛髪のように櫛どおし性が良好になる。

次に本発明の人工毛髪用繊維の単繊維繊度は、２０〜１１０ｄｔｅｘ、好ましくは３０〜９０ｄｔｅｘの範囲であることが、天然様の効果を発現させる点から望ましい。また、単繊維繊度は１種類ではなく、例えば、３０ｄｔｅｘと７０ｄｔｅｘの２種類の単繊維繊度の混合等、数種類の繊維をミックスすることも出来る。

本発明における人工毛髪用芳香族ポリエステル繊維は、製糸工程後に実施される、人毛に近い、表面光沢及び風合いを付与する工程としての後加工処理を実施することはないが、それ以外の目的で実施される後加工工程については、なんら限定されるものではない。例えば、そのような後加工工程として、染色工程があげられる。本発明の人工毛髪用繊維は、着色されていなくても構わないが、必要に応じて染色処理を行う。染料としては分散染料であっても構わないが、使用中における人工毛髪の変褪色防止の観点から、耐光堅牢度が５級以上の染料を使用することが好ましい。染色の方法としては、公知の染色キャリヤー剤を併用してもよいが、染色キャリヤー剤を必要としない高圧染色法がより好ましい。なお、本発明における芳香族ポリエステル繊維中にはカーボンブラックなどの各種顔料が添加されていてもよく、この場合には染色時の染料が節約できるばかりでなく、用途によっては染色を行う必要がなくなるので特に好ましい。

以上に説明した本発明の人工毛髪用繊維は、製糸した直後の芳香族ポリエステル繊維の状態で人毛に近い表面光沢と風合いを有するため、アルカリ減量処理等の後加工処理をすることなく、使用に供することができる。

次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明は、これらによって限定されるものではない。なお、実施例中の測定項目は下記の方法で測定した。
（１）極限粘度
ポリマーサンプル０．１２ｇを１０ｍＬのテトラクロロエタン／フェノール（容量比１／１）に溶解し、３５℃における還元粘度（ｍＬ／ｇ）を測定した。
（２）単糸繊度
ＪＩＳ Ｌ １０１５：２００５ ８．５．１ Ａ法に記載の方法により測定した。
（３）人工毛髪用繊維の表面光沢の評価
自然光下において視覚で確認し、人毛に近い表面光沢を有するものを適当（○）、表面反射が大きく、ギラツキ感のあるものを不適当（×）と判断した。
（４）人工毛髪用繊維の風合いの評価
繊維サンプル束に直に触れて、その触感を評価し、風合いを判定した。人毛に近い触感を有するものを適当（○）、平滑で人毛から隔たった触感のものは不適当（×）と判断した。
（５）製糸性の評価
本発明の人工毛髪用の芳香族ポリエステル繊維を紡糸、延伸処理を行い、紡糸・延伸工程において著しい断糸の発生や、紡糸口金に異物が溜まるなどして口金ろ過圧が異常に増加しなかった製造例を製糸性良好（○）と判定し、そのような製造工程上の問題が発生した製造例を製糸性不良（×）と判定した。

［実施例１］
極限粘度０．６２ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップ８５質量％と該ポリエチレンテレフタレートをベースとし、シリコーンレジンパウダー（信越化学株式会社製）を２０％含むマスターバッチ１５質量％をタンブラーにて混合した後、真空下１６０℃で８時間乾燥した。該混合チップを、２９０℃でエクストルーダ型混練機、計量ギヤポンプ及び８０メッシュのメタルサンドと３００メッシュの金網よりなる濾過層を有する紡糸機を用い、図１の形状の紡出孔を３０ホール有する紡糸口金より溶融吐出し、紡糸口金下５ｃｍの所で５０℃温水で冷却後巻き取り紡糸原糸を得た。次いで７０℃の温水中で４．４倍に延伸し、さらに１５０℃で緊張熱処理を施した後に３０００ｄｔｅｘ／３０ｆｉｌの延伸糸として巻取った。該繊維中に含まれるシリコーンパウダーの含率は３質量％である。得られた繊維に対し、表面光沢及び風合いを評価した結果を表１に示した。

［実施例２］
極限粘度０．６２ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップ７０質量％とシリコーンレジンパウダーを２０質量％含むマスターバッチ３０質量％としたこと以外は実施例１と同様にして人工毛髪用繊維を得た。該繊維中に含まれるシリコーンパウダーの含率は６質量％である。得られた繊維に対し、表面光沢及び風合いを評価した結果を表１に示した。

［比較例１］
極限粘度０．６２ｄＬ／ｇのポリエチレンテレフタレートチップを、真空下１６０℃で８時間乾燥した。該チップを、２９０℃でエクストルーダ型混練機、計量ギヤポンプ及び８０メッシュのメタルサンドと３００メッシュの金網よりなる濾過層を有する紡糸機を用い、図１の形状の紡出孔を３０ホール有する紡糸口金より溶融吐出し、紡糸口金下５ｃｍの所で５０℃温水で冷却後巻き取り紡糸原糸を得た。次いで７０℃の温水中で４．４倍に延伸し、さらに１５０℃で緊張熱処理を施した後に３０００ｄｔｅｘ／３０ｆｉｌの延伸糸として巻取った。得られた繊維に対し、表面光沢及び風合いを評価した結果を表１に示した。

［比較例２］
実施例１において、ポリエチレンテレフタレートチップ７０質量％と、シリコーンレジンパウダー３０質量％含有するマスターバッチ３０質量％を混合し、実施例１と同様の条件で製糸したが、延伸倍率を４．４倍とすると単糸切れが発生し、製糸性が不良であった。

本発明の人工毛髪用ポリエステル繊維は、人毛に近い表面光沢と風合いを呈する。したがって、かつら、ヘヤーウイッグ、エクステンション、ヘヤーバンドなどの毛髪部又は頭部に装着する様々な人工毛髪製品として極めて好適に使用することができる。

ａ くぼみ部径
ｂ 短軸径

Claims (4)

1. 芳香族ポリエステル繊維と無機粒子からなる人工毛髪用ポリエステル繊維であって、該無機粒子の人工毛髪用ポリエステル繊維中の配合率が０．１〜８．０質量％であって、該無機粒子によって芳香族ポリエステル繊維の表面に突起が形成されている人工毛髪用ポリエステル繊維。
2. 繊維の横断面形状がメガネ型で、そのメガネ型が有するクビレ度が２．５〜８．０である請求項１記載の人工毛髪用ポリエステル繊維。
3. 耐熱粒子がシリコーンパウダーである請求項１又は２記載の人工毛髪用ポリエステル繊維。
4. 芳香族ポリエステル繊維の単繊維繊度が２０〜１１０ｄｔｅｘである請求項１〜３のいずれか１項記載の人工毛髪用ポリエステル繊維。

Images