JPH06316802A - 人工毛髪 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】天然毛髪に類似の光沢を有し、かつ難燃性に優
れており、紡糸時の毛羽発生や物性低下のないポリエス
テルモノフィラメントからなる人工毛髪を提供するこ
と。 【構成】表面に微細孔を有するポリエステルモノフィラ
メントからなる人工毛髪であって、リン化合物を逐次添
加することにより該ポリエステルモノフィラメントを構
成するポリエステルの分子鎖中にリン化合物が含有され
てなり、リンの含有量がポリエステルマトリックスに対
して０．６〜１．０重量％である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は人工毛髪に関し、さらに
詳しくは人毛の如き光沢を有し、かつ難燃性を有するポ
リエステルモノフィラメントからなる人工毛髪に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、かつらあるいはヘアーウィッ
グ用の人工毛髪として種々の合成繊維が用いられている
が、強度、光沢あるいは難燃性などの点で充分に満足で
きるものは未だ得られていない。例えばポリエステル
は、屈折率が高いために光の反射が強く、不自然な光沢
しか示さない上可燃性であり、ひとたび着火すると燃え
てしまうという欠点を有している。

【０００３】このような欠点を改良するため、例えば特
開平３−２７１０５号公報には、リン化合物を共重合し
たポリエステルモノフィラメントからなる耐燃性の人工
毛髪が開示されているが、該人工毛髪は、ポリエステル
の分子鎖中に多量のリン化合物を含有するため、モノフ
ィラメントを紡糸する際に毛羽や断糸が発生したり、紡
糸後のモノフィラメントの物性が著しく低下するという
問題を有していた。

【０００４】一方、本出願人は、特開昭６３−２１１３
１１号公報において、リン化合物とアルカリ土類金属化
合物を反応系内部で不活性微粒子として析出させ、微細
孔を形成させたポリエステルモノフィラメントからなる
人工毛髪を開示した。該人工毛髪は確かに光沢は改良さ
れているものの、リン化合物がポリエステルの主鎖とは
結合していないため、難燃効果はほとんど付与されない
という問題を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の有する問題点を解消し、天然毛髪に類似の光
沢を有し、かつ難燃性に優れており、紡糸時の毛羽発生
や物性低下のないポリエステルモノフィラメントからな
る人工毛髪を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成するために鋭意検討した結果、微細孔形成剤である
リン化合物を逐次添加し、該リン化合物の一部をエステ
ル反応生成物と反応させることにより、該リン化合物が
ポリエステルの分子鎖中に含有され、格段の難燃性向上
効果が発現することを究明した。

【０００７】かくして本発明によれば、表面に微細孔を
有するポリエステルモノフィラメントからなる人工毛髪
であって、リン化合物を逐次添加することにより該ポリ
エステルモノフィラメントを構成するポリエステルの分
子鎖中にリン化合物が含有されてなり、リンの含有量が
ポリエステルマトリックスに対して０．６〜１．０重量
％であることを特徴とする人工毛髪が提供される。

【０００８】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
用いるポリエステルはテレフタル酸を主たる酸成分と
し、アルキレングリコールを主たるグリコール成分とす
るポリエステルである。

【０００９】また、テレフタル酸成分の一部を他の二官
能性カルボン酸成分で置き換えたポリエステルであって
もよく、グリコール成分の一部を他のグリコール成分で
置き換えたポリエステルであってもよい。

【００１０】かかるポリエステルは任意の方法によって
合成したものでよい。例えばポリエチレンテレフタレー
トについて説明すれば、テレフタル酸とエチレングリコ
ールとを直接エステル化反応させるか、テレフタル酸ジ
メチルの如きテレフタル酸の低級アルキルエステルとエ
チレングリコールとをエステル交換反応させるか、ある
いはテレフタル酸とエチレンオキサイドとを反応させて
テレフタル酸のグリコールエステル及び／またはその低
分子量重合体を生成させる第１段階の反応と第１段階の
反応生成物を減圧下加熱して所望の重合度になるまで重
縮合反応させる第２段階の反応とによって製造される。

【００１１】本発明に使用するポリエステルモノフィラ
メントは、微細孔形成剤を含有しており、アルカリ減量
処理等によって繊維の表面または表面と内部に微細孔を
形成していることが必要である。

【００１２】かかる微細孔形成剤は、染色後のポリエス
テルモノフィラメントに天然毛髪用風合、吸湿性、吸水
性、色の深みや鮮明性等の機能を付与できるものであれ
ば特に限定する必要はないが、なかでも微細孔形成剤が
金属を含有するリン化合物であれば本発明の効果が顕著
に奏せられるので好ましい。

【００１３】上記微細孔形成剤の中で、本発明の目的を
達成するため特に好ましいものとしては、 (ａ) 下記一
般式 (１) で表されるリン化合物および (ｂ) アルカリ
土類金属化合物を、 (ａ) および (ｂ) を予め反応させ
ることなく且つ (ａ) と (ｂ) の金属の当量数の合計量
が (ａ) のリン化合物のモル数に対して２．０〜３．２
倍となるように添加したものがあげられる。

【００１４】

【化１】 （式中、Ｒ₁ およびＲ₂ は水素原子又は１価の有機基、
Ｘは水素原子、１価の有機基または金属、ｍおよびｎは
０または１を表わす。）

【００１５】１価の有機基とは、具体的にはアルキル
基、アリール基、アラルキル基または下記式 (２) で表
わされる化合物が例示され、Ｒ₁ およびＲ₂ は同じでも
異なっていても良い。

【００１６】

【化２】 （式中、Ｒ₃ は水素原子、アルキル基、アリール基また
はアラルキル基、ｋは１以上の整数を表わす。）

【００１７】また、金属としてはアルカリ金属やアルカ
リ土類金属が例示され、なかでもＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｈｇ
_1/2 、Ｃａ_1/2 が特に好ましい。

【００１８】かかるリン化合物としては、例えば正リン
酸、リン酸トリメチルの如きリン酸トリエステル、メチ
ルアシドホスフェートの如きリン酸モノおよびジエステ
ル、亜リン酸トリメチルの如き亜リン酸トリエステル、
メチルアシドホスファイトの如き亜リン酸モノおよびジ
エステル、上記リン化合物をグリコールおよび／または
水と反応することにより得られるリン化合物、更に上記
の化合物を所定量のＬｉ、Ｎａ、Ｋの如きアルカリ金属
の化合物、またはＨｇ、Ｃａの如きアルカリ土類金属の
化合物と反応せしめることにより得られるリン化合物等
から選ばれた１種以上のリン化合物を用いることができ
る。

【００１９】上記リン化合物と併用するアルカリ土類金
属化合物としては、上記リン化合物と反応してポリエス
テルに不溶性の塩を形成するものであれば特に制限はな
く、アルカリ土類金属の酢酸塩、しゅう酸塩、安息香酸
塩の如き有機カルボン酸塩、硼酸塩、硫酸塩の如き無機
酸塩、塩化物のようなハロゲン化物、エチレンジアミン
４酢酸錯塩の如きキレート化合物、水酸化物、酸化物、
メチラート、エチラート等のアルコラート類、フェノラ
ート等をあげることができる。

【００２０】特に、エチレングリコールに可溶性である
有機カルボン酸塩、ハロゲン化物、キレート化合物、ア
ルコラートが好ましく、有機カルボン酸塩が特に好まし
い。上記のアルカリ土類化合物は１種のみ単独で使用し
ても２種以上併用してもよい。

【００２１】さらに、本発明に使用するポリエステルモ
ノフィラメントは、上記リン化合物の一部を分子鎖中に
含むことが必要である。リンの含有量は、ポリエステル
に対する重量比率が０．６〜１．０％が好ましく、０．
６％未満の場合には難燃性を付与することができず、一
方１．０％を越える場合には紡糸性や物性が低下する。

【００２２】リン化合物 (ａ) は、少なくとも２段階で
逐次添加することが必要であり、第１段の添加は、前述
のテレフタル酸のグリコールエステル及び／またはその
低分子量重合体を生成させる第１段階の反応と第１段階
の反応生成物を重縮合反応させる第２段階の反応との間
で行ない、該グリコールエステル及び／またはその低分
子量重合体と反応させることが必要である。

【００２３】また、アルカリ土類金属化合物 (ｂ) は、
ポリエステルと (ａ) との反応を、(ａ) と (ｂ) との
反応より優先させるために、第２段階以降に添加するこ
とが必要である。

【００２４】リン化合物 (ａ) とアルカリ土類金属化合
物 (ｂ) とを同時添加した場合には、 (ａ) と (ｂ) と
の反応が優先し、リン化合物の分子鎖中への含有量が低
下する。

【００２５】該微細孔形成剤含有ポリエステルを溶融紡
糸するに際しては、通常のポリエステル繊維の溶融紡糸
法が任意に採用できる。また、延伸は必要に応じて行わ
れるが、例えばホットローラーやホットピンを用いて加
熱延伸し、プレートヒーターで熱セットすればよい。そ
の際、延伸倍率は延伸糸の残留伸度が３０〜５０％とな
るような倍率を選定することが好ましい。

【００２６】ポリエステル繊維の断面形状は任意の形状
を採用すればよいが、発色性を高めるためには丸断面、
天然光沢を加味したい場合は多角断面を選べばよい。

【００２７】単糸繊度は２０〜８０デニールが好まし
い。特に天然毛髪に近づけるには３〜５種類の単糸繊度
のものを混合して用いるとよい。

【００２８】本発明に使用するポリエステルモノフィラ
メントには必要に応じて任意の添加剤、例えば着色防止
剤、耐熱剤、蛍光増白剤、艶消剤、着色剤等が含まれい
てもよい。

【００２９】かくして得られたポリエステルモノフィラ
メントは、アルカリ減量処理され、微細孔が形成され
る。減量に使用されるアルカリ化合物としては水酸化ナ
トリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド等があげられる。減量量は繊維重量
に対して２〜４０％が好ましい。

【００３０】アルカリ減量処理により得られる微細孔の
大きさは、該微細孔の度数分布において最大頻度を有す
る値が、繊維軸と直交する方向の幅が０．１〜０．５μ
ｍ、繊維軸方向の長さが０．５〜５μｍ、繊維軸に向か
う深さが０．１〜０．３μｍの範囲が好ましい。微細孔
の大きさが大きくなりすぎると光の散乱を起こし、色調
がパステル化する。

【００３１】微細孔の形状を変化させるにはポリエステ
ルの極限粘度、微細孔形成剤量、紡糸速度、延伸倍率、
アルカリ減量率等の条件を変更すれば良い。

【００３２】減量処理されたモノフィラメントは次いで
染色される。使用する染料は分散染料で高堅牢度タイプ
のものが好ましい。具体的には分子量が２５０〜３５０
程度のいわゆるハードタイプの染料を使用することが好
ましい。この際均染性を向上させるために染色助剤を用
いてもよい。なお、染色はアルカリ減量前に実施しても
よい。

【００３３】

【作用】本発明では、リン化合物を逐次添加し、ポリエ
ステルの分子鎖に結合させることにより、ポリエステル
の難燃性を大きく向上させることが可能となる。

【００３４】その理由の詳細は不明であるが、第１段の
添加をテレフタル酸のグリコールエステル及び／または
その低分子量重合体が生成した直後に行ない、該グリコ
ールエステル及び／またはその低分子量重合体と反応さ
せることにより、リン化合物の一部がポリエステル分子
の主鎖に結合し、ラジカル発生を抑制する効果が増大す
るためであろうと推定される。

【００３５】このような現象は、リン化合物が反応系中
に独立して存在する場合にはみられず、リン化合物の一
部あるいは全部がポリエステルの分子鎖と結合してはじ
めてその効果が奏せられる。

【００３６】しかも、該リン化合物はアルカリ土類金属
化合物と反応してポリエステルに不溶性の塩を形成した
場合には、本来の機能である微細孔形成剤として作用す
ることも可能であるため、微細孔による光沢の改良と難
燃性付与が両立できるのである。

【００３７】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明する。なお、実施例における各物性は下記の方
法で測定したものである。

【００３８】(１) 光沢 光沢は視感判定を行ない、○（天然毛髪に近いマイルド
な光沢）、×（あだ光りする人工的な光沢）、△（○と
×の中間の光沢）の３段階で判定した。

【００３９】(２）限界酸素指数 試料を針金でできたコイル状支持台で支え、４５゜の角
度に保った状態で試料の下端に着火した時、５０mmの長
さが燃焼するに要する最小の酸素濃度を限界酸素指数と
した。２５．０以上の限界酸素指数であれば、実用上充
分な難燃性を有していると言える。

【００４０】(３) 紡糸調子 ３時間の連続運転を行ない、断糸が１回も起こらない場
合を○、１〜３回の断糸が発生する場合を△、４回以上
の場合を×とした。

【００４１】

【実施例１〜２および比較例１〜２】ジメチルテレフタ
レート１００部、エチレングリコール６９部、酢酸カル
シウム１水塩０．０６部をエステル交換缶に仕込み、窒
素ガス雰囲気下で４時間かけて１４０℃から２３０℃ま
で昇温して生成するグリコールを系外に留出させながら
エステル交換反応を行なった。

【００４２】得られた生成物にトリメチルホスフェート
及びモノメチルホスフェートを表１に示したリン含有量
になるように添加した後、２５０℃で反応させた。

【００４３】続いて、０．５部のトリメチルホスフェー
トと０．３部の酢酸カルシウム１水塩とを８．５部のエ
チレングリコール中で、全還流下１２０℃で６０分間反
応せしめて得たリン酸ジエステルカルシウム塩の溶液に
０．５７部の酢酸カルシウム１水塩を溶解させ、三酸化
アンチモン０．０４部と共に重合缶に移した。

【００４４】次いで、１時間かけて７６０mmＨｇから３
１mmＨｇまで減圧し、同時に１時間３０分かけて２３０
℃から２８５℃まで昇温した。１mmＨｇ以下の減圧下、
重合温度２８５℃で更に３時間重合した。

【００４５】次いで、得られたポリマーを常法に従って
紡糸延伸し、４０デニールのポリエステルモノフィラメ
ントを得た。該モノフィラメントを、減量率が１５％と
なるように３．５％の苛性ソーダ水溶液で沸騰温度にて
処理した。

【００４６】続いて、上記モノフィラメントを分散染料
（三菱化成工業 (株) 製、Ｄｉａｎｉｘ Ｂｌａｃｋ
ＨＧ−ＦＳ）１５％ｏｗｆ、Ｄｉｓｐｅｒ ＶＧ０．５
ｇ／ｌ、酢酸０．３ｇ／ｌを含む染色液を用いて、浴比
１：５０、１３０℃で６０分間染色した後、水酸化ナト
リウム２ｇ／ｌ、ハイドロサルファイト１ｇ／ｌを含む
水溶液にて８０℃、２０分間還元洗浄を行なった。得ら
れた人工毛髪の物性を表１に示す。

【００４７】

【比較例３】実施例１において、エステル交換反応生成
物にトリメチルホスフェート及びモノメチルホスフェー
トを添加し、反応させなかった以外は実施例１と同様に
実施した。得られた人工毛髪の物性を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】表１から明らかなように、リン化合物を逐
次添加しなかった場合（比較例３）およびリン化合物の
ポリエステルの分子鎖中の含有量が少ない場合（比較例
１）には難燃性が不足し、一方、リン化合物の含有量が
多すぎる場合（比較例２）は紡糸性が低下する。

【００５０】これに対して、本発明の人工毛髪（実施例
１および２）は天然毛髪に類似した光沢と良好な難燃性
を有している。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、機械的強度が優れ、天
然毛髪に類似した光沢を有し、しかも難燃性の良好なポ
リエステルモノフィラメントからなる人工毛髪が提供さ
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 6/84 ３０６ Ａ 7199−3Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に微細孔を有するポリエステルモノ
   フィラメントからなる人工毛髪であって、リン化合物を
   逐次添加することにより該ポリエステルモノフィラメン
   トを構成するポリエステルの分子鎖中にリン化合物が含
   有されてなり、リンの含有量がポリエステルマトリック
   スに対して０．６〜１．０重量％であることを特徴とす
   る人工毛髪。