JP5019813B2 - 人工毛髪用繊維、及び、その製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ウィッグ、ヘアーピース、ブレード、アクセサリーヘアーなどの頭髪装飾用の塩化ビニル系人工毛髪繊維、あるいはドールヘアーなどに用いられる塩化ビニル系人形用頭髪繊維に関するものである。

従来、塩化ビニル系樹脂は、耐候性、透明性、難燃性、耐薬品性に優れ、安価であることから典型的な汎用プラスチックとして、様々な用途に利用されている。その塩化ビニル系樹脂からなる繊維は、強度、伸度、感触などが天然毛髪に近いことから、例えば、頭髪用ウィッグや人形頭髪などの人工毛髪用繊維として多く使用されている。塩化ビニル系人工毛髪用繊維の製造法は、一般に環境への負荷を考慮した溶剤を使わない溶融紡糸法が多い。溶融紡糸法で長時間の製造を行うと、紡糸ノズル孔の周囲に溶融した樹脂や安定剤の劣化した目ヤニが付着して、長時間の製造に問題がある場合があった。目ヤニを抑制する方法として、アクリル系高分子共重合体とポリテトラフルオロエチレンの添加（特許文献１を参照。）、ホウ酸ポリオキシアルキレンエステル及びアミノ基含有化合物を配合した化合物の添加（特許文献２を参照。）、塩基性カルボン酸亜鉛の添加による目ヤニの抑制効果（特許文献３を参照。）が提案されている。
特開２００２-２２０５３３号公報 特開２００４-２０３９７３号公報 特開平６-２８７１５９号公報

本発明は、紡糸時に発生する目ヤニを抑制した塩化ビニル系人工毛髪繊維、及び、製造方法を提供するものである。

本発明は、塩化ビニル系樹脂１００質量部に対して、塩素化塩化ビニル樹脂０．５〜３質量部と、ポリエチレン系滑剤０．０５〜０．１質量部とを含有する塩化ビニル系組成物からなる人工毛髪用繊維である。さらに、塩化ビニル系樹脂１００質量部に対して、塩素化塩化ビニル樹脂０．５〜４質量部と、ポリエチレン系滑剤０．０５〜０．１５質量部とを含有する塩化ビニル系組成物からなる人工毛髪用繊維である。又、前記塩化ビニル系組成物をノズル圧力５０ＭＰａ以下、樹脂温度１６０〜１９０℃でノズル孔から溶融紡糸する人工毛髪用繊維の製造方法である。

本発明によれば、紡糸時に発生する目ヤニを抑制した塩化ビニル系組成物からなる人工毛髪用繊維を得ることができる。

本発明で用いる塩化ビニル系樹脂は、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の手段によって得られたものであるが、成形物の初期着色性等を勘案すると、好ましくは懸濁重合によって製造したものである。本発明における塩化ビニル系樹脂は、好ましくは、従来公知の塩化ビニル単独重合物であるホモポリマー樹脂、又は、従来公知の各種のコポリマー樹脂であるが、本発明の目的に反しない限り、これら以外の塩化ビニル系樹脂であってもかまわない。前記コポリマー樹脂としては、従来公知のコポリマー樹脂を使用することができるが、好ましくは、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー樹脂、塩化ビニル−プロピオン酸ビニルコポリマー樹脂等の塩化ビニルとビニルエステル類とのコポリマー樹脂、塩化ビニル−アクリル酸ブチルコポリマー樹脂、塩化ビニル−アクリル酸２エチルヘキシルコポリマー樹脂等の塩化ビニルとアクリル酸エステル類とのコポリマー樹脂、塩化ビニル−エチレンコポリマー樹脂、塩化ビニル−プロピレンコポリマー樹脂等の塩化ビニルとオレフィン類とのコポリマー樹脂、及び、塩化ビニル−アクリロニトリルコポリマー樹脂であり、さらに好ましくは、塩化ビニルの単独重合物であるホモポリマー樹脂、塩化ビニル−エチレンコポリマー樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー樹脂等のコポリマー樹脂である。前記コポリマー樹脂においては、コモノマーの含有量は、特に限定されず、成型加工性等の要求品質に応じて決めることができる。

本発明における塩化ビニル系樹脂の粘度平均重合度は、好ましくは６００〜２５００である。塩化ビニル系樹脂の粘度平均重合度が６００未満であると、塩化ビニル系樹脂の溶融粘度が低下するので得られる繊維は熱収縮しやすく恐れがある。一方、粘度平均重合度が２５００を超えると、溶融粘度が高くなるので、ノズル圧力が高くなり、そのために、安全な紡糸が困難になる恐れがある。前記粘度平均重合度は、樹脂２００ｍｇをニトロベンゼン５０ｍｌに溶解させ、このポリマー溶液を３０℃恒温槽中、ウベローデ型粘度計を用いて比粘度を測定し、ＪＩＳ―Ｋ６７２０−２により算出したものである。

本発明に使用されるポリエチレン系滑剤としては、従来公知のものを使用できるが、特に好ましくは、平均分子量が２０００〜６０００であり、密度が０．９５〜０．９８の非酸化タイプ、又は僅かに極性を付加したタイプのものが良い。ポリエチレン系滑剤は、塩化ビニル系樹脂１００質量部に対して、０．０５〜０．１９質量部を含有する。好ましくは、０．１〜０．１８質量部である。ポリエチレン系滑剤が０．０５質量部未満であると糸切れ等の紡糸性に問題がある。一方、ポリエチレン系滑剤が０．１９質量部を超えると、目ヤニの発生量が多くなる。

さらに、加工性改良剤として、塩素化塩化ビニル樹脂を塩化ビニル系樹脂１００質量部に対して０．５〜５質量部配合することができる。好ましくは、１〜４質量部である。塩素化塩化ビニル樹脂が０．５質量部未満であると目ヤニの発生量が多くなり成形性が低下する場合がある。一方、塩素化塩化ビニル樹脂が５質量部を超えると得られた人工毛髪用繊維のカール性が劣る場合がある。

本発明に使用できる塩素化塩化ビニル樹脂は、流動性が６〜１５×１０^−２ｃｃ／ｓｅｃ、かつ塩素含有率が６０〜６５％であることが好ましい。流動性が６×１０^−２ｃｃ／ｓｅｃ未満であると糸切れが多くなる場合がある。一方、流動性が１５×１０^−２ｃｃ／ｓｅｃを超えると、得られた人工毛髪用繊維のカール性が劣ると共に目ヤニの発生量が多くなる場合がある。本発明における流動性の値は、塩素化塩化ビニル系樹脂１００質量部に対し、錫系安定剤２．０質量部、高級脂肪酸０．７質量部、エステルワックス２．３質量部、メタクリル酸メチル／ブタジエン／スチレン共重合体１０質量部からなる組成物を高化式フローテスターにて温度１９０℃、加重１００ｋｇ／ｃｍ２、ダイ寸法１φ×１ｍｍの条件にて測定して得られたものであり、以下本発明の流動性については全てこの方法にて測定したものである。

塩素化塩化ビニル樹脂の粘度平均重合度は、あまりに低いと人工毛髪用繊維の熱収縮を低下させる効果が得られない場合がある、又、あまりに高いと紡糸性が悪くなってしまう場合があるため、４５０〜８００が良く、好ましくは５００〜６００が良い。尚、粘度平均重合度は、樹脂２００ｇをニトロベンゼン５０ｍｌに溶解させ、このポリマー溶液を３０℃恒温槽中、ウベローデ型粘度計を用いて比粘度を測定し、ＪＩＳ−Ｋ６７２０‐２により算出したものである。

本発明において、紡糸時の溶融樹脂の均一性を良くするために、脂肪酸エステル系滑剤を０．５〜１．０質量部配合することが望ましい。好ましくは０．６〜０．８質量部である。脂肪酸エステル系滑剤としては従来公知のものを使用できるが、特に好ましくは、アルコール又は多価アルコールの脂肪酸エステルである。具体的には、硬化油、ステアリン酸ブチル、ステアリン酸モノグリセライド、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ステアリルステアレートなどでもよく、これら２種以上の混合物でもよい。

本発明における塩化ビニル系組成物にあっては、本発明の効果を維持させる範囲で、目的に応じて組成物に使用可能な従来公知の添加剤を配合してもよい。添加剤の例としては、熱安定剤、加工助剤、強化剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、帯電防止剤、充填剤、難燃剤、顔料、初期着色改善剤、導電性付与剤、表面処理剤、光安定剤、香料がある。

熱安定剤は、組成物に配合される塩素化塩化ビニル樹脂との相乗効果により、組成物の紡糸性を向上させるためや、組成物を溶融紡糸する際に組成物自体が熱分解することを阻害するために必要である。

熱安定剤としては、錫系、ハイドロタルサイト系、Ｃａ−Ｚｎ系、エポキシ系、有機ホスファイト系、β−ジケトン系、ゼオライト系等従来公知のものがある。この中で、紡糸時のノズル周囲に発生するメヤニが少なく、ＥＶＡ−ＶＣ等の繊維柔軟改質用樹脂を使用しない塩化ビニル／塩素化塩化ビニル配合に相性の良いハイドロタルサイト系、Ｃａ−Ｚｎ系、エポキシ系、有機ホスファイト系、β−ジケトン系安定剤の１種又は２種以上の混合物が特に好ましい。熱安定剤の配合量は、塩化ビニル系樹脂１００質量部に対して０．１〜１０質量部が好ましい。

ハイドロタルサイト系熱安定剤は、有機スズ系熱安定剤のように、臭気を発生させるといった問題がなく、しかも毒性がない。ハイドロタルサイト系熱安定剤は具体的には、ハイドロタルサイト化合物であり、さらに具体的には、マグネシウム及び／又はアルカリ金属とアルミニウムあるいは亜鉛、マグネシウム及びアルミニウムからなる複合塩化合物である。又、それらの複合塩には、化合物結晶水を脱水したものもある。又はイドロタルサイト化合物は、天然物であっても合成品であってもよいが、合成品の合成方法としては、従来公知の方法である。

本発明の人工毛髪用繊維の製造においては、原料樹脂組成物は、従来公知の混合機、例えば、ヘンシェルミキサー、スーパーミキサー、リボンブレンダー等を使用して混合してなるパウダーコンパウンド、又は、これを溶融混合したペレットコンパウンドとして使用することができる。パウダーコンパウンドは、従来公知の通常の条件、即ち、ホットブレンド及びコールドブレンドで製造できるが、ブレンド時のカット温度を１０５〜１５５℃迄上げてなるホットブレンドは、樹脂組成物中の揮発分を減少させるので、ホットブレンドは、特に好ましくは、ブレンド時のカット温度を１０５〜１５５℃まで上げて形成したものである。ペレットコンパウンドは、通常の塩化ビニル系ペレットコンパウンドの製造と同様にして製造できる。このようなペレットコンパウンドは、例えば、単軸押出機、異方向二軸押出機、同方向二軸押出機、コニカルニ軸押出機、コニーダー、プラネタリーギアー押出機、ロール混練り機等の混練り機を使用することによって製造できる。このようなペレットコンパウンドを製造する際の条件は、特に限定はされないが、好ましくは、樹脂温度を１８５℃以下になるように設定する。

本発明の人工毛髪用繊維は、繊維横断面の形状とほぼ同様の形状をしたノズルを用いて溶融紡糸することができるが、人工毛髪用としてのカール特性などの品質面を勘案すれば、１ケのノズル孔の断面積が０．５ｍｍ²以下のノズルから溶融・流出せしめることが好ましい。１ケのノズル孔の断面積が０．５ｍｍ²を超えると、細繊度の未延伸糸、又は延熱糸とするために、過大な張力をかける必要があり、残留歪みが増加し、そのためにカール保持性などの品質が低下する。従って、本発明の人工毛髪用繊維の製造においては、塩化ビニル系組成物は、好ましくは、１ケのノズル孔の断面積が０．５ｍｍ²以下、より好ましくは０．１ｍｍ²以下のマルチタイプのノズルの複数のノズル孔から溶融・流出されてストランドとされて、３００デシテックス以下の未延伸糸とされる。

塩化ビニル系組成物のペレットコンパウンド等は、例えば、単軸押出機を使用して、溶融紡糸する。溶融紡糸する際のノズル圧力は、５０ＭＰａ以下にすることが好ましい。該ノズル圧力が、５０ＭＰａを超えると、押出機のスラスト部に負荷がかかり不具合を発生し易く、又、ターンヘッド、ダイなどの接続部から「樹脂漏れ」を発生し易くなる場合がある。樹脂圧力を低下する為には、樹脂温度を高くすることで可能であるが、溶融紡糸の際の温度条件は、樹脂温度を１６０〜１９０℃で紡糸することが好ましい。１９０℃を超えた温度で紡糸すると塩化ビニル樹脂特有の熱劣化がはじまり最終的に炭化物が繊維又は金網又はノズルに付着する場合がある。シリンダー温度を１４０〜１７０℃程度とし、ダイ温度とノズル温度を１６０〜１９０℃程度とすることが好ましい。延伸処理条件としては、延伸処理温度１００〜１２０℃の雰囲気下で、延伸倍率は、２．５〜６倍程度延伸することが好ましい。延伸処理温度が１００℃以下であると繊維に冷延伸の部分が発生しやすく、白髪になりやすい。又、延伸倍率が２．５倍以下であると繊維の強度発現が不十分となる場合がある。

さらに、本発明に於いては、延伸処理を施した繊維に熱処理を施して、１０〜４０％程度、繊維を熱緩和処理するのが人工毛髪用の品質を確保する上で好ましい。該熱処理の温度条件としては、雰囲気温度９０〜１５０℃の雰囲気下で実施することが特に好ましい。又本発明に於いては、従来公知の溶融紡糸に関わる技術、例えば、各種ノズル断面形状に関わる技術、加熱筒に関わる技術、延伸処理に関わる技術、熱処理に関わる技術などは、自在に組み合わせて使用することが可能である。

本発明において繊度は１００デシテックス以下が好ましい。１００デシテックスより大きいとカール保持性が悪くなる場合がある。本発明においてデシテックスとは、長さ１００ｃｍの繊維２０本の重量を測定し、この1本当たりの平均重量を１万倍した数値である。本発明においては特に限定しないが、太さが均一である必要は無く、場合によっては、太さが異なる複数の繊維をブレンドして使用することも可能である。

次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
（ａ）塩化ビニル系樹脂（大洋塩ビ株式会社製、ＴＨ−１０００）１００質量部、塩素化塩化ビニル樹脂（積水化学工業株式会社製、ＨＡ−１５Ｅ、塩素含有率６２．０％、粘度平均重合度６００）４質量部、ポリエチレン系滑剤（三井化学社製、Ｈｉｗａｘ４００Ｐ）０．１５質量部、脂肪酸エステル系滑剤（理研ビタミン社製、ＥＷ１００）０．８質量部、及びハイドロタルサイト系熱安定剤（協和化学社製、アルカマイザー１）１．５質量部を含有する塩化ビニル系組成物をリボンブレンダーで混合して、混合した該塩化ビニル系組成物を、メガネ型ノズル形状を有する、ノズル断面積０．０７ｍｍ^２、及びノズル孔数１２０の紡糸金型を用いて、金型温度１８０℃及び押出し量１０ｋｇ／時間（表１の紡糸条件。）で溶融紡糸して１５０デシテックスの繊維とする工程、（ｂ）前記溶融紡糸した繊維を１００℃の空気雰囲気下で３００％に延伸する工程、並びに、（ｃ）前記延伸した繊維に１２０℃の空気雰囲気下で繊維全長が処理前の７５％の長さに収縮するまで熱弛緩処理する工程を順次経て、７０デシテックスの人工毛髪用繊維を得た。

（実施例２、３、参考例４、５、比較例１〜３）
ポリエチレン系滑剤と塩素化塩化ビニル樹脂は、表２に示す配合量に従い実施例１と同様にして人工毛髪用繊維を得た。

表２の「糸切れ」は、紡糸金型から同時に１２０本の繊維を７２時間溶融紡糸した際の糸切れ回数を測定したものであり、次の評価基準
優良：発生した糸切れ回数が０〜３回だったもの
良 ：発生した糸切れ回数が４〜６回だったもの
不良：発生した糸切れ回数が７回以上だったもの
で評価した。

表２の「目ヤニ」は、紡糸金型から同時に１２０本の繊維を７２時間溶融紡糸した時の目ヤニの発生長さをノギスで測定したものであり、次の評価基準
優良：目ヤニの長さが１ｍｍ未満だったもの
良 ：目ヤニの長さが１〜２ｍｍだったもの
可 ：目ヤニの長さが２〜３ｍｍだったもの
不良：目ヤニの長さが３ｍｍを超えていたもの
で評価した。

表２の「カール保持性」は、１２０本の単繊維からなる繊維(アニール糸)束を一定の長さに切断し、２０ｍｍφのアルミ製筒に巻き付け乍ら両端を固定し、８５℃の空気循環式オーブンに投入して１時間加熱した。次いで、該アルミ筒(繊維を巻き付けたままで)を常温空気中で１時間冷却し、繊維にカールセットを施した。アルミ筒から繊維束を取り外し、中心を固定して吊り下げた。その際、該繊維束の初期吊り下げ長(Ｌ０)を測定し、そのまま、２４時間放置し、放置後の吊り下げ長(Ｌ２)を測定し、次の評価基準
優良：(Ｌ２―Ｌ０)／Ｌ０が、３％以上５％未満のもの
良 ：(Ｌ２―Ｌ０)／Ｌ０が、５％以上７％未満のもの
不良：(Ｌ２―Ｌ０)／Ｌ０が、７％を超えていたもの
で評価した。

表２から明らかなように、本発明は紡糸時に発生する目ヤニを抑制すると共に糸切れが少なく、カール保持性の優れた塩化ビニル系組成物からなる人工毛髪用繊維を容易に得ることができる。

本発明の塩化ビニル系組成物からなる人工毛髪用繊維は、モダアクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維など、他の人工毛髪用素材と併用してもよいし、人毛と併用してもよい。

本発明の塩化ビニル系組成物からなる人工毛髪用繊維は、例えば、ウィッグ、ヘアーピース、ブレード、ドールヘアー、エクステンションヘアーなどの頭髪装飾用に好適に用いることができる。

Claims (3)

1. 塩化ビニル系樹脂１００質量部に対して、塩素化塩化ビニル樹脂０．５〜３質量部と、ポリエチレン系滑剤０．０５〜０．１質量部とを含有する塩化ビニル系組成物からなる人工毛髪用繊維。
2. 塩化ビニル系樹脂１００質量部に対して、塩素化塩化ビニル樹脂０．５〜４質量部と、ポリエチレン系滑剤０．０５〜０．１５質量部とを含有する塩化ビニル系組成物からなる人工毛髪用繊維。
3. 請求項１又は請求項２記載の塩化ビニル系組成物をノズル圧力５０ＭＰａ以下、樹脂温度１６０〜１９０℃でノズル孔から溶融紡糸する人工毛髪用繊維の製造方法。