JP7051278B2

JP7051278B2 - ポリエステル系人工毛髪、かつら、及び、ポリエステル系人工毛髪の製造方法

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Publication number: JP7051278B2
Application number: JP2016048239A
Authority: JP
Inventors: 祥剛五十嵐; 英伸堤; 貴之小川
Original assignee: Artnature Inc; Sunline Co Ltd
Current assignee: Artnature Inc; Sunline Co Ltd
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2022-04-11
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: JP2017160574A

Description

本発明は、例えばかつらに用いられるポリエステル系人工毛髪と、このポリエステル系人工毛髪を備えるかつらと、ポリエステル系人工毛髪の製造方法と、に関する。

従来、人工毛髪用の合成繊維素材としては、ポリエステルのほかにナイロンが挙げられる。但し、ナイロンは、ポリエステルと比較して吸水性に優れる反面、耐候性、耐熱性、寸法安定性などの点で劣るため、人工毛髪としては、ナイロンよりもポリエステルが用いられることが多い。なお、かつら装着者の汗を吸うため、或いは、人の毛に近い自然な風合いを出すためには、人工毛髪の吸水性が優れていることが望ましい。

人工毛髪用の考慮がなされていないものであるが、ポリエステルに関しては、吸水性を高めるために、中空の繊維に微細孔を設けたポリエステル組成物が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３－２４９３３７号公報

しかしながら、上記のポリエステル組成物は、中空部分を有することで吸水性を高めることができる反面、ポリエステル組成物の長手方向に延びる溝のような微細孔の側面は、溝の長さに比較して表面積が大きくならず、水分を十分に吸収することができない。

更には、特に、上記のポリエステル組成物が中空構造である場合、人工毛髪に求められるカール性、耐候性などを充足せず、この点でも人工毛髪用に適さない。
本発明の目的は、ポリエステル系人工毛髪の吸水性を高めることである。

１つの観点では、ポリエステル系人工毛髪は、表面に開口する複数の凹部を有し、前記凹部の深さは、前記凹部の開口部分における幅が最大となる方向の最大幅の長さよりも深い。

また、前記ポリエステル系人工毛髪において、前記凹部の深さは、前記最大幅の長さよりも２倍以上深いとよい。
また、前記ポリエステル系人工毛髪において、前記ポリエステル系人工毛髪の長手方向に延び表面に開口する複数の溝を更に有するとよい。

また、前記ポリエステル系人工毛髪において、前記ポリエステル系人工毛髪は、表面に位置する第１の層と、前記第１の層に囲まれた第２の層と、を含む複数層構造を呈し、少なくとも一部の前記凹部は、前記第１の層を貫通し前記第２の層に亘って形成されているとよい。

別の観点では、かつらは、複数の前記ポリエステル系人工毛髪と、前記ポリエステル系人工毛髪が植毛されたかつらベースと、を備える。
更に別の観点では、ポリエステル系人工毛髪の製造方法は、ポリエステル系人工毛髪素材にアルカリ減量加工を行うアルカリ減量工程を含み、前記アルカリ減量工程では、前記ポリエステル系人工毛髪素材の表面に、開口部分における幅が最大となる方向の最大幅の長さよりも深い深さを有する複数の凹部を形成する。

また、前記ポリエステル系人工毛髪の製造方法において、前記ポリエステル系人工毛髪素材に、表面に位置する第１の層と、前記第１の層に囲まれた第２の層とを形成する製糸工程を更に含み、前記アルカリ減量工程では、少なくとも一部の前記凹部を、前記第１の層を貫通し前記第２の層に亘って形成するとよい。

本発明によれば、ポリエステル系人工毛髪の吸水性を高めることができる。

本発明の一実施の形態に係るポリエステル系人工毛髪を示す電子顕微鏡観察図である。本発明の一実施の形態に係るポリエステル系人工毛髪を示す電子顕微鏡観察図の拡大図である。本発明の一実施の形態に係るポリエステル系人工毛髪の製造方法を示す工程図である。本発明の一実施の形態に係るポリエステル系人工毛髪を示す断面図である。図４のＡ部を矢印方向から見た図である。本発明の一実施の形態に係る２本のポリエステル系人工毛髪の断面周縁を示す電子顕微鏡観察図である。本発明の一実施の形態に係る複数種のポリエステル系人工毛髪及び比較例の吸水性及び速乾性を表すグラフである。本発明の一実施の形態に係るかつらを示す平面図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る、ポリエステル系人工毛髪及びその製造方法並びにかつらについて、図面を参照しながら説明する。
図１及び図２は、本実施の形態に係るポリエステル系人工毛髪（以下、単に「人工毛髪」と記す。）１を示す電子顕微鏡観察図及びその拡大図である。

図３は、本実施の形態に係る人工毛髪１の製造方法を示す工程図である。
図４は、人工毛髪１を示す断面図である。
図５は、図４のＡ部を矢印方向から見た図である。

まず、図１及び図２に示す人工毛髪１の製造方法について図３を参照しながら説明する。
図３に示すように、本実施の形態に係る人工毛髪１の製造方法は、原糸である人工毛髪素材を製造する製糸工程Ｓ１と、人工毛髪素材にアルカリ減量加工を行うアルカリ減量工程Ｓ２と、人工毛髪素材を染色する染色工程Ｓ３と、を含む。

各工程は、任意の公知の種々の手法を用いて行うことができるため、ここでは各工程の概要を説明する。
まず、製糸工程Ｓ１では、溶融混合紡糸法にて、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）などのホモのポリエステルポリマー（材料Ａ）に対し、ジカルボン酸成分としてイソフタル酸、スルホイソフタル酸塩、またジオール成分としてポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリアルキレングリコールを用い、ジカルボン酸成分及び／又はジオール成分を共重合してなる共重合ＰＥＴなど（材料Ｂ）を少量混合（ペレットでドライブレンド）し、繊維内に材料Ｂを分散させるとよい。

その分散状態としては、材料Ｂは人工毛髪素材中で液滴状や筋状態で分布する。人工毛髪素材は、延伸により長針状、筋状に変形される。スルホイソフタル酸塩は、例えば１～５ｍｏｌ％であり、アルキレングリコールは、例えば３～１５重量％であることが望ましい。

また、艶消し剤の一例として、シリカ（ＳｉＯ_２）及び酸化チタン（ＴｉＯ_２）を含有させるとよい。これらの艶消し剤は、合計１重量％以下で混合されていることが望ましい。更に、芯成分及び鞘成分には上記の艶消し剤の他に、安定剤、紫外線吸収剤、流動改善剤、着色剤などの添加剤を加えることもできる。

また、人工毛髪１を後述する図４に示すように鞘部４及び芯部５の複数層構造とする場合、人工毛髪素材の製糸段階では、鞘部４となる部分が占める体積割合が３０～５０％で、且つ、芯部５となる部分が占める体積割合が５０～７０％であることが望ましい。

なお、人工毛髪素材としては、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などの他のポリエステル系繊維を用いてもよい。
次に、アルカリ減量工程Ｓ２は、人工毛髪素材の表面をアルカリ加水分解する工程であり、例えば、人工毛髪素材を１００℃以上に加熱されたアルカリ溶液の中に浸し、アルカリ減量処理を行う。これにより、製造される人工毛髪１に、詳しくは後述するが、図２に示す凹部２及び溝３が形成される。

最後に、染色工程Ｓ３では、上述のようにアルカリ減量加工が行われた人工毛髪素材に黒色、茶色などの任意の色に染色を行う。
次に、人工毛髪１の構成について説明する。

人工毛髪１は、図２及び図４に示す複数の凹部２と、図２に示す複数の溝３と、を有する。
凹部２は、人工毛髪１の表面に開口する。図５に示すように、凹部２の深さｄは、凹部２の開口部分における幅が最大となる方向の最大幅Ｗｍａｘの長さよりも深い。凹部２の深さｄは、最大幅Ｗｍａｘの長さよりも２倍以上深いことが望ましい。なお、凹部２の開口部分における幅が最大となる方向は、凹部２の開口部分の長手方向といえる。図示はしないが、人工毛髪１には、上記の深さの関係を満たさない凹部も形成されるが、１本の人工毛髪１に上述の深さの関係を満たす凹部２が多数（例えば１００個以上或いは１０００個以上）点在するように形成されるとよい。

溝３は、図１及び図２に示す人工毛髪１の長手方向Ｄに延び、人工毛髪１の表面に開口する。
図４に示すように、人工毛髪１は、表面に位置する第１の層の一例である鞘部４と、この鞘部４に囲まれた第２の層の一例である芯部５と、を含む複数層構造を呈する。なお、人工毛髪１は、鞘部４と芯部５との間に更に異なる層を設けてもよい。その場合には、鞘部４と芯部５との間の層（複数の場合は鞘部４に最も近い層）が第２の層の一例となる。また、人工毛髪１は、鞘部４と芯部５とに分かれていない単一構造であってもよい。また、人工毛髪１の少なくとも鞘部４がポリエステル系繊維から製造されていればよく、芯部５はナイロン等のポリエステル以外の繊維であってもよい。

芯部５は、鞘部４よりも曲げ剛性が高いことが望ましい。反対に、鞘部４は、芯部５よりも人工毛髪１としての外観が自然であることが望ましい。
ここで、図４は、便宜上、同一断面に７つの凹部２（２－１～２－７）を示す。

まず、単に直線状に延びる凹部２－１，２－３，２－４，２－５もあれば、開口部分から底に向かって途中で枝分かれする凹部２－２，２－６，２－７もある。
また、鞘部４を貫通し芯部５に亘って形成されている凹部２－２，２－５，２－６，２－７もあれば、鞘部４を貫通しない凹部２－１，２－３，２－４もある。このように、少なくとも一部の凹部２（２－２，２－５）は、鞘部４を貫通し、芯部５に亘って形成されていることが望ましい。但し、上述のように凹部２の深さｄが最大幅Ｗｍａｘの長さよりも深ければ、芯部５に到達する凹部２がなくともよい。

凹部２は、例えば、上述の材料Ａと材料Ｂとのアルカリ溶解速度の差及び溶融粘度の差により形成される。
まず、アルカリ溶解速度の差に関しては、材料Ｂが材料Ａよりも優先溶解するため、人工毛髪１の表面に凹部２及び溝３が形成されるとともに、人工毛髪１の内部に後述する空洞が形成される。

また、溶融粘度の差に関しては、材料Ｂは、溶融粘度が材料Ａに比べ低くなることで、低粘度成分の材料Ｂは材料Ａの流体内で流路壁面に分布しやすくなる。このため、紡糸口金から押し出される際でも材料Ｂが人工毛髪１の表面に分布しやすくなり、その後のアルカリ溶解処理では人工毛髪１の表面近傍に高濃度で材料Ｂが分布する。したがって、人工毛髪１の表面に多くの凹部２及び溝３が形成されるとともに、人工毛髪１の表面近傍の内部に空洞が形成される。

図６は、２本の人工毛髪１の断面周縁を示す電子顕微鏡観察図である。なお、図６は、人工毛髪１の長手方向Ｄに直交する断面を表す。
図６おいて、２本の人工毛髪１の間のうち色の薄い領域は、２本の人工毛髪１の間の隙間７であり、色の濃い領域は、人工毛髪１の表面で上述の染色工程Ｓ３により薄黒く染まったエポキシ系包埋樹脂である。

図６の左側に示す人工毛髪１には、凹部２－８に加えて、上述の空洞６－１，６－２，６－３，６－４が形成されている。なお、空洞６－１のうち色が濃い部分は、添加物が表れたものといえる。

図７は、複数種の人工毛髪１及び比較例の吸水速乾性能を表すグラフである。
図７に示す吸水速乾性能の試験では、繊維径７０μｍで、長さ２０ｃｍ、重量４．５ｇの各種人工毛髪の毛束を水温２０℃の純水中に２４時間浸漬し、取り出し３分後からの水を含む毛束の重量（Ｗ）の変化を測定した。試験後、毛束を６０℃で２４時間乾燥した後の毛束の重量（Ｗ０）として、次式より毛束の保水率を計算して図示したものが図７である。

保水率（％）＝（Ｗ－Ｗ０）／Ｗ０×１００
図７の試験で用いた人工毛髪に関し、以下詳細に説明する。
５－スルホイソフタル酸３mol％、分子量４０００のポリエチレングリコールを８重量％共重合した固有粘度０．５８のポリエチレンテレフタレートをポリマーＰ１とする。

固有粘度１．００のポリエチレンテレフタレートをポリマーＰ２とする。
固有粘度０．８５のポリエチレンテレフタレートをポリマーＰ３とする。
ポリマーＰ２を芯成分、ポリマーＰ１を５重量％ドライブレンドしたポリマーＰ３を鞘成分として、芯／鞘の複合比率を２／１として、芯鞘複合紡糸法にて繊維径７２μｍの糸Ｙ１を作成した。

また、比較例用に、別途、ポリマーＰ３から、通常の溶融紡糸法にて繊維径７２μｍの糸Ｙ２を作成した。
糸Ｙ１を種々の減量率にて上述のアルカリ減量工程Ｓ２を行い、図７の複数種の人工毛髪「Ｎ１６．６」、「Ｎ１８．０」、「Ｎ２０．２」、「Ｎ２２．０」、「Ｎ２５．８」を作成した。また、糸Ｙ２を減量率２０％にてアルカリ減量工程Ｓ２を行い、比較例の人工毛髪を作成した。

図７において、太い破線で表される「Ｎ１６．６」は１６．６％減量された人工毛髪１であり、太い実線で表される「Ｎ１８．０」は１８．０％減量された人工毛髪１であり、太い点線で表される「Ｎ２０．２」は２０．２％減量された人工毛髪１であり、細い破線で表される「Ｎ２２．０」は２２．０％減量された人工毛髪１であり、細い実線で表される「Ｎ２５．８」は２５．８％減量された人工毛髪１であり、細い点線で表されるのは多数の凹部２が形成されていない比較例の人工毛髪である。

図７に示すように、同じ条件で吸湿させた各人工毛髪１及び比較例の人工毛髪では、各人工毛髪１の保水率（％）が比較例の人工毛髪よりも高い。そのため、各人工毛髪１は、比較例の人工毛髪よりも吸水性（吸湿性）が優れることがわかる。

また、各人工毛髪１及び比較例の人工毛髪の保水率は、時間（分）の経過とともに落ちるが、比較例の人工毛髪が最も保水率が落ちにくい。そのため、各人工毛髪１は、比較例の人工毛髪よりも速乾性が優れることもわかる。

図８は、本実施の形態に係るかつら１０を示す平面図である。
図８に示すかつら１０は、複数の上述の人工毛髪１と、この人工毛髪１が植毛されたかつらベース１１と、を備える。かつら１０は、図８に示すようにかつら装着者の頭部のほぼ全体に配置されるかつら１０であってもよいし、かつら装着者の頭部の全体又は一部に配置される全頭かつら又は部分かつらであってもよい。

かつらベース１１は、本体部１１ａと、周縁部１１ｂと、分け目部１１ｃと、を有する。かつらベース本体部１１ａには、人工毛髪１が植毛されている。なお、図８において、人工毛髪１は、本体部１１ａ、周縁部１１ｂ、及び分け目部１１ｃのそれぞれに１本又は２本のみ図示するが、実際には、例えば密集するようにかつらベース１１に植毛される。

周縁部１１ｂは、本体部１１ａとは異なる部材から形成されているか、或いは、本体部１１ａを折り返すことで形成されている。分け目部１１ｃは、例えば、合成樹脂からなる人工皮膚により形成されている。また、分け目部１１ｃは、本体部１１ａを刳り貫いた部分に配置されているか、或いは、本体部１１ａ上に重なるように配置されている。

なお、本実施の形態では、本体部１１ａ、周縁部１１ｂ、及び分け目部１１ｃが設けられたかつらベース１１を一例として説明しているが、かつらベース１１は、本体部１１ａのみからなるかつらベースや、その他のかつらベースであってもよい。

以上説明した本実施の形態では、人工毛髪１は、表面に開口する複数の凹部２（２－１～２－７）を有し、凹部２の深さｄは、凹部２の開口部分における幅が最大となる方向の最大幅Ｗｍａｘの長さよりも深い。また、人工毛髪１の製造方法は、ポリエステル系人工毛髪素材にアルカリ減量加工を行うアルカリ減量工程Ｓ２を含み、このアルカリ減量工程Ｓ２では、ポリエステル系人工毛髪素材の表面に、開口部分における幅が最大となる方向の最大幅Ｗｍａｘの長さよりも深い深さｄを有する複数の凹部２を形成する。

これにより、凹部２が水分を吸収するため、人工毛髪（ポリエステル系人工毛髪）１の吸水性を高めることができる。
また、本実施の形態では、凹部２の深さｄは、最大幅Ｗｍａｘの長さよりも２倍以上深い。これにより、凹部２が水分をより吸収するため、人工毛髪１の吸水性をより一層高めることができる。

また、本実施の形態では、人工毛髪１は、人工毛髪１の長手方向Ｄに延び表面に開口する複数の溝３を更に有する。これにより、凹部２のみならず溝３が水分を吸収するため、人工毛髪１の吸水性をより一層高めることができる。

また、本実施の形態では、人工毛髪１は、表面に位置する第１の層の一例である鞘部４と、この鞘部４に囲まれた第２の層の一例である芯部５と、を含む複数層構造を呈し、少なくとも一部の凹部２は、鞘部４を貫通し芯部５に亘って形成されている。また、人工毛髪１の製造方法は、ポリエステル系人工毛髪素材に、表面に位置する第１の層の一例である鞘部４と、この鞘部４に囲まれた芯部５とを形成する製糸工程Ｓ１を更に含み、アルカリ減量工程Ｓ２では、少なくとも一部の凹部２を、鞘部４を貫通し芯部５に亘って形成する。そのため、鞘部４及び芯部５の両方において、人工毛髪１の吸水性をより一層高めることができる。

１人工毛髪
２凹部
３溝
４鞘部
５芯部
６空洞
７隙間
８染色部分
１０かつら
１１かつらベース
１１ａ本体部
１１ｂ周縁部
１１ｃ分け目部

Claims

表面に開口する複数の凹部を有し、
前記凹部の深さは、前記凹部の開口部分における幅が最大となる方向の最大幅の長さよりも深いことを特徴とするポリエステル系人工毛髪であって、
前記人工毛髪は、表面に位置する鞘部である第１の層と、前記第１の層に囲まれた芯部である第２の層と、を含む複数層構造を呈し、
前記第２の層は、前記第１の層と比較して、曲げ剛性が高く、
少なくとも一部の前記凹部は、前記第１の層を貫通し前記第２の層に亘って形成されており、
前記人工毛髪は、
ポリエステル系人工毛髪素材に、第１の材料及び第２の材料で構成される前記第１の層と、第３の材料で構成される前記第２の層とを形成する製糸工程と、
前記製糸工程後の前記ポリエステル系人工毛髪素材に、アルカリ減量加工を行うアルカリ減量工程と、により製造され、
前記第１の材料は、共重合ポリエチレンテレフタレートであり、前記第２の材料と比較して、アルカリ溶解速度が高く、溶融粘度が低い材料であり、
前記第２の材料は、ホモのポリエステルポリマーであり、前記第１の材料と比較して、アルカリ溶解速度が低く、溶融粘度が高い材料であり、
前記第３の材料は、ホモのポリエステルポリマー又はナイロンである
ことを特徴とする、前記人工毛髪。
前記凹部の深さは、前記最大幅の長さよりも２倍以上深いことを特徴とする請求項１記載のポリエステル系人工毛髪。
請求項１又は２に記載の、複数のポリエステル系人工毛髪と、
前記ポリエステル系人工毛髪が植毛されたかつらベースと、
を備えることを特徴とするかつら。
ポリエステル系人工毛髪素材に、表面に位置する鞘部である第１の層と、前記第１の層に囲まれた芯部である第２の層とを形成する製糸工程と、
前記製糸工程後の前記ポリエステル系人工毛髪素材に、アルカリ減量加工を行うアルカリ減量工程とを含む、ポリエステル系人工毛髪の製造方法であって、
前記製糸工程後で前記アルカリ減量工程前において、前記第１の層は第１の材料及び第２の材料で構成され、かつ、前記第２の層は第３の材料で構成され、
前記第１の材料は、共重合ポリエチレンテレフタレートであり、前記第２の材料と比較して、アルカリ溶解速度が高く、溶融粘度が低い材料であり、
前記第２の材料は、ホモのポリエステルポリマーであり、前記第１の材料と比較して、アルカリ溶解速度が低く、溶融粘度が高い材料であり、
前記第３の材料は、ホモのポリエステルポリマー又はナイロンであり、
前記アルカリ減量工程では、前記ポリエステル系人工毛髪素材の表面に、開口部分における幅が最大となる方向の最大幅の長さよりも深い深さを有する複数の凹部を形成し、かつ、少なくとも一部の前記凹部を、前記第１の層を貫通し前記第２の層に亘って形成し、
製造されたポリエステル系人工毛髪において、前記第２の層は、前記第１の層と比較して、曲げ剛性が高いことを特徴とする、前記製造方法。
前記アルカリ減量工程後に、前記人工毛髪素材を染色する染色工程をさらに含む、請求項４に記載の製造方法。