JPWO2015068771A1 - 人工毛髪用フィラメントおよび人工毛髪製品 - Google Patents

Abstract

ボリューム感・光沢感に優れ、糸割れや糸折れを起こしにくい人工毛髪用フィラメントを提供することを課題とする。熱可塑性樹脂のフィラメントであって、繊維軸と垂直方向の断面の形状が３以上の葉裂部を有する多葉形状であり、葉裂部の幅Ｗ２がフィラメントの幅Ｗ１の１０〜６０％、葉裂部の深さＨ２がフィラメントの高さＨ１の５〜３０％である。

Description

本発明は、かつら、ヘアウィッグ、あるいはエクステンションなどに用いられる人工毛髪用繊維に関する。

従来、人工毛髪用繊維としては、モダクリル繊維、塩化ビニル繊維、塩化ビニリデン繊維、ポリエステル繊維、およびナイロン繊維などが用いられてきた。これらの繊維を用いて、かつら、ヘアウィッグ、あるいはエクステンション等の人工毛髪製品を作製するに当たり、これら製品に適合する繊維の開発が重ねられてきており、繊維の断面形状についても研究・改良が重ねられてきた。

例えば、繭型やメガネ型のような中央部にクビレを有する断面形状の人工毛髪用繊維（例えば、特許文献１参照）が提案されている。

また、Ｙ字断面形状の繊維（例えば、特許文献２参照）や、先端丸のＹ字断面形状の繊維（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。

特開２００７−１４６３０６号公報 国際公開第２００８／０２９７２７号 特許第３３６５１４１号公報

しかしながら、特許文献１に提案されているような中央部にクビレを有する断面形状の繊維は、ボリューム感が出にくい上、繊維が必ず短径方向に湾曲する。このため、曲面上で繊維の向きが揃ってしまい、光沢感が不自然となりやすく、さらにカールをかけた際に立体感を表現し難いという問題があり、特許文献２や３に提案されているような断面形状の繊維ではボリューム感は改善されるものの、外力によって糸割れ・糸折れが生じ易く、耐久性の点で満足のいくものではなかった。

本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題とするものである。

よって、本発明の目的は、ボリューム感・光沢感に優れ、糸割れや糸折れを起こしにくい人工毛髪用フィラメントを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明によれば、熱可塑性樹脂のフィラメントであって、繊維軸と垂直方向の断面の形状が葉裂部を３以上有する多葉形状であり、葉裂部の幅がフィラメントの幅の１０〜６０％、葉裂部の深さがフィラメントの高さの５〜３０％である人工毛髪用フィラメントが提供される。

なお、本発明の人工毛髪用フィラメントにおいては、
前記多葉形状の葉部の数が３〜８個であること、
単糸繊度が２０〜１５０ｄｔｅｘであること、および
前記熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、およびセルロース系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種であること
が、いずれも好ましい条件として挙げられ、これらの件を満たした場合には、さらに優れた性能を発揮する。

また、本発明の人工毛髪製品は、前記人工毛髪用フィラメントを毛材の少なくとも一部に使用したことを特徴とする。

本発明によれば、以下に説明するとおり、ボリューム感・光沢感に優れ、糸割れや糸折れを起こしにくい人工毛髪用フィラメントを得ることができる。

（ａ）〜（ｃ）はいずれも本発明の１例に係る人工毛髪用フィラメントの繊維軸と垂直方向の断面図である。 （ｄ）〜（ｆ）はいずれも本発明の別の例に係る人工毛髪用フィラメントの繊維軸と垂直方向の断面図である。 （ｇ）〜（ｉ）はいずれも比較例の人工毛髪用フィラメントの繊維軸と垂直方向の断面図である。 空隙率測定に用いる容器と測定を説明するための模式図である。 図５（ａ）は、試料の単糸１１本を固定した光沢度測定用試料ホルダーの模式図である。また、図５（ｂ）は、光沢度測定時の試料、光源、及び、受光器の位置を模式的に示す側面図である。

以下、本発明の人工毛髪用フィラメントについて図に従って説明する。図１（ａ）〜（ｃ）および図２（ｄ）〜（ｅ）はいずれも、本発明に係る人工毛髪用フィラメントの繊維軸と垂直方向の断面図である。各図中の１は人工毛髪用フィラメント、２は葉裂部、３は葉部を示す。なお、葉裂部とは、断面における凹部がフィラメントの繊維軸方向に沿って形成する溝を示すが、本明細書においては、断面における凹部についても葉裂部と記すものとする。また、葉部とは隣り合った葉裂部に挟まれた部分をいい、フィラメント及び断面の何れの場合にも適用する概念であることは葉裂部の場合と同様である。

本発明の人工毛髪用フィラメントは、繊維軸と垂直方向の断面が葉裂部を３以上有する多葉形状である。本発明においては、同断面において葉裂部がこのような特定の形状であることが重要である。なお、本明細書において、切断方向についての特段の断りがない限り、断面とは繊維軸と垂直方向の断面を示すものとする。

本発明における多葉形状とは、複数の葉裂部とそれにより区分される葉部とを有する形状であり、たとえば、図１の（ａ）〜（ｃ）及び図２の（ａ）を３葉、図２の（ｂ）を４葉、図２の（ｃ）を５葉、等と呼ぶ。

本発明の人工毛髪用フィラメントは、葉裂部の幅（Ｗ２）がフィラメントの幅（Ｗ１）の１０〜６０％である。かかる葉裂部の幅（Ｗ２）のフィラメントの幅（Ｗ１）に対する割合（以降Ｗ２／Ｗ１と略記することもある）は、３０％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましい。一方上限については、Ｗ２／Ｗ１が５５％以下であることが好ましく、５０％以下であることがさらに好ましい。また、本発明の人工毛髪用フィラメントは、葉裂部の深さ（Ｈ２）がフィラメントの高さ（Ｈ１）の５〜３０％である。かかる葉裂部の深さ（Ｈ２）のフィラメントの高さ（Ｈ１）に対する割合（以降Ｈ２／Ｈ１と略記することもある）は、１０％以上であることが好ましく、１５％以上であることがより好ましい。一方上限については、Ｈ２／Ｈ１が２５％以下であることが好ましく、２０％以下であることがさらに好ましい。なお、本発明において、フィラメントの幅（Ｗ１）、葉裂部の幅（Ｗ２）、フィラメントの高さ（Ｈ１）、葉裂部の深さ（Ｈ２）の各値が上記関係を満たすとは、フィラメントの断面の全ての葉裂部において、各葉裂部毎に求められる上記各値が上記関係を満たすことと定義する。

フィラメントの幅（Ｗ１）、葉裂部の幅（Ｗ２）、フィラメントの高さ（Ｈ１）、葉裂部の深さ（Ｈ２）は以下のように定義される。１つの葉裂部を挟んで隣接する２つの葉部の両方に接する接線を引き、その接線に平行な方向におけるフィラメントの輪郭間の距離の最大値をフィラメントの幅（Ｗ１）、前記接線と葉部との２つの接点間の距離を葉裂部の幅（Ｗ２）とする。前記接線と垂直な方向のフィラメントの輪郭間の距離の最大値をフィラメントの高さ（Ｈ１）、接線と垂直な方向の葉裂部の深さの最大値を葉裂部の深さ（Ｈ２）とする。

葉裂部の幅のフィラメントの幅に対する割合（Ｗ２／Ｗ１）および葉裂部の深さのフィラメントの高さに対する割合（Ｈ２／Ｈ１）の何れかが上記範囲を下回る場合には、人工毛髪として用いる際にボリューム感が得られにくくなるのに加え、フィラメント表面の凹凸が小さくなるため自然な光沢感も得られにくくなる。一方、何れかが上記範囲を上回る場合には葉部が薄くなるため糸割れや糸折れが起こり易くなる。

本発明の人工毛髪用フィラメントは、多葉形状の葉部の数が３〜８個であることが好ましく、３〜６個であることがより好ましく、３または４個であることがさらに好ましい。上記範囲以外であると、葉裂部の幅とフィラメントの幅との関係および葉裂部の深さとフィラメントの高さとの関係を満たすのが困難な傾向となり易い。

フィラメントの種類については、マルチフィラメント、モノフィラメント等の種類は問わないが、モノフィラメントであることが好ましい。なお、マルチフィラメントの場合はそれを構成する各単糸の断面形状が上記を満たすものとする。

また、本発明の人工毛髪用フィラメントの繊度は、２０〜１５０ｄｔｅｘであることが好ましい。かかる繊度は３０ｄｔｅｘ以上がより好ましく、４０ｄｔｅｘ以上がさらに好ましい。一方上限については、１３０ｄｔｅｘ以下がより好ましく、１００ｄｔｅｘ以下がさらに好ましく、７０ｄｔｅｘ以下が特に好ましい。また、単一繊度のフィラメントであってもよいが、上記範囲内で複数の繊度のフィラメントを組み合わせて用いてもよい。ここでフィラメントの繊度とは、マルチフィラメントの場合は、それを構成する各単糸の繊度の平均値が前記範囲内にあることをいうものとする。

さらに、本発明の人工毛髪用フィラメントは、熱可塑性樹脂のフィラメントであり、熱可塑性樹脂であれば種類は問わないが、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、およびセルロース系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種であることが好ましい。これらの中でも、特にポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂が好ましい。

また、本発明の人工毛髪用フィラメントは、必要に応じて、酸化チタン、炭酸カルシウム、カオリン、クレーなどの艶消し剤、顔料、染料、滑剤、酸化防止剤、耐熱剤、耐蒸熱剤、耐光剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、蛍光剤、可塑剤、抗菌剤などを含むことができる。

本発明の人工毛髪用フィラメントには、使用中の火災による危険から人体を守るため、リン系、ハロゲン系、三酸化アンチモンなどの既知の有機または無機質の難燃剤が含まれていてもよい。

本発明の人工毛髪用フィラメントは、フィラメントの耐電によるまとわり付きや絡まり、あるいはホコリの付着を防止する目的で、人工毛髪用フィラメントを構成するポリエステルを変性したものでも良いし、帯電防止剤を表面付与したものでもよい。

本発明の人工毛髪用フィラメントには、櫛通し性を更に向上させるため、シリコーン系などの既知の界面活性剤をフィラメント表面に付与しても良い。

また、本発明の人工毛髪用フィラメントの引張強度、結節強度は、それぞれ１〜５ｃＮ／ｄｔｅｘ、０．５〜３ｃＮ／ｄｔｅｘであることが好ましい。上記範囲であれば、人工毛髪製品の加工段階において、工程通過性が良好となる傾向にある。

さらに、本発明の人工毛髪用フィラメントは、曲げ硬さが０．０３〜０．２５ｃＮであることが好ましい。上記範囲であれば、人毛に近い毛腰を感じ易い。

次に、本発明の人工毛髪用フィラメントの製造方法について説明するが、製造方法は特に限定されず、既知の紡糸方法を採用できる。ここでは一例として、溶融紡糸について説明するが、これに限定されるものではない。

まず、ホッパーに各種原料を仕込む。ここで各種添加剤を混合して供給しても良い。１軸のエクストルーダー型溶融紡糸装置にホッパーから原料を供給して溶融紡糸を行う。このときの溶融温度は、使用する熱可塑性樹脂の融点＋２０℃程度が望ましい。溶融ポリマーをギアポンプにてフィラメントの最終繊度に合わせて計量した後、紡糸パック中で金属フィルターにて濾過し、異形口金から紡出する。

次に、紡出された未延伸糸は、引き続き冷却媒体中に導かれて冷却固化される。なお、冷却媒体としては、例えば水やポリエチレングリコールなど挙げることができるが、フィラメントの表面から容易に除去でき、化学的、物理的に本質的な変化を与えないものであれば特に限定しない。

そして、冷却固化された未延伸糸は、フィラメントとして必要な強度を得るために、加熱１段延伸または多段延伸、および、熱セットされる。この際に使用される熱媒体についても、空気、温水、蒸気、ポリエチレングリコール、グリセリンおよびシリコーンオイルなどが挙げられるが、フィラメントの表面から容易に除去でき、化学的、物理的に本質的な変化を与えないものであれば特に限定しない。

かくして得られた人工毛髪用フィラメントは、必要に応じて仕上げ油剤を付着されて巻き取られる。

上記方法で得られた人工毛髪用フィラメントは、必要に応じて、染色やアルカリ処理、サンドブラスト処理、クリンプ加工、ヤキ加工およびカール付与加工などの既知の後加工が施されても良い。

本発明の人工毛髪製品は、上記の人工毛髪用フィラメントを毛材の少なくとも一部に使用したものであり、かつら、ヘアウィッグ、ヘアピース、エクステンション、付け毛、ドールヘア、頭髪装飾品などを含む。これら人工毛髪製品は既知の方法にて製造することができ、人工毛髪製品自体の製造方法については特に限定されない。

以下実施例を用いて具体的に説明するが、これらに限定されるものではない。実施例・比較例において、人工毛髪用フィラメントおよび人工毛髪の評価は以下の方法で行った。いずれの試験も試料を温度２０±２℃、相対湿度６５±４％の条件下で２４時間以上放置した後に測定を行った。特に断らない限り測定ｎ数は、１として測定を行った。

（１）繊度
ＪＩＳ Ｌ １０１３：２０１０に規定される初荷重をかけて正確に５００ｍｍの試料４本を取り、質量を測定して、次の式によって繊度を算出した。

繊度［ｄｔｅｘ］＝質量［ｇ］×１００００／２。

（２）断面形状
フィラメント試料３０ｍを１ｍ毎にカットし、そこから任意に５本の試料を抽出した。抽出試料５点についてフィラメントの繊維軸方向に対し垂直方向に切り出した断面観察用サンプルを作成した。これらサンプルをデジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製、ＶＨＸ−５００Ｆ）を用いて観察し、メイン計測ツールで以下のそれぞれの長さを計測した。

１つの葉裂部を挟んで隣接する２つの葉部の両方に接する接線を引き、その接線に平行な方向におけるフィラメントの輪郭間の距離の最大値（フィラメントの幅・Ｗ１）、前記接線と葉部との２つの接点間の距離（葉裂部の幅・Ｗ２）、前記接線と垂直な方向におけるフィラメントの輪郭間の距離の最大値（フィラメントの高さ・Ｈ１）および、接線と垂直な方向の葉裂部の深さの最大値（葉裂部の深さ・Ｈ２）を測定した。これらの値は、各試料の各葉裂部毎にそれぞれ測定を行った。表１には１試料について各葉裂部の結果を代表して示した。

（３）物性試験
ＪＩＳ Ｌ １０１３：２０１０ ８．５．１および８．６．１に準じて、フィラメントの引張強力［Ｎ］および伸度［％］、結節強力［Ｎ］および伸度［％］をそれぞれ測定した。測定には、島津製作所製のオートグラフＡＧ−５０ＮＩＳに平型チャックを取り付けて用い、試料長２５ｃｍ、引張速度３０ｃｍ／分の条件でｎ＝５の試験を行った。

（４）ボリューム感
長さ４０ｃｍ、質量１５０ｇの人工毛髪束を作成し、同量の人毛サンプルとの官能評価による比較を１０人で行った。評価基準は下記の通りである。

○・・８人以上が人毛と同等のボリューム感があると判定した、
△・・５〜７人が人毛と同等のボリューム感があると判定した、
×・・人毛と同等のボリューム感があると判定したのは４人以下であった。

（５）空隙率
長さ１０ｃｍのストレートの人工毛髪の束を準備する。この試料を図４に示す容器に、長さ方向に平行に所定の量を並べ入れ、２７ｇの荷重（１０×１０×１００ｍｍのアルミ角材）を付荷し、荷重の付荷後５〜１０秒の間に、高さｈ［ｍｍ］を測定した。また、容器内の試料の質量ｍ［ｇ］を測定した。なお、所定の量とは、荷重を加えた後の高さが５〜１０ｍｍとなるような量をいう。

次に、同一の試料を用いて、フィラメントの繊維軸方向に対し垂直方向に切り出した断面観察用サンプルについて、デジタルマイクロスコープ（（株）キーエンス製、ＶＨＸ−５００Ｆ）を用いて観察し、メイン計測ツールを用いて単糸の断面積Ａ［ｍｍ^２］を測定した。断面積はｎ＝５０を計測して平均値を求めた。

以上の測定値から、次の式を用いて空隙率を算出した。

（６）光沢度（Ｇ値、半値幅）
光沢度計として、村上色彩技術研究所社製「ＧＰ−２００」を使用し、図５（ａ）に示すように、中央に直径３６ｍｍの穴の開いた試料ホルダーを使用し、その中央線から両側３ｍｍずつの計６ｍｍ幅内に等間隔に固定した試料の単糸１１本を試料として、光源絞りの直径１０．５ｍｍ、受光絞りの直径９．１ｍｍとし、図５（ｂ）に示すように、入射角３０°で光を当て、受光器を０〜９０°回転させることにより、反射角度に対する反射率を測定した。Ｇ値は、反射角度０°における反射率ｄと反射角度３０°付近に現れる最大反射率Ｓｆから、下記式（２）により算出し、測定毎に試料を変更し、ｎ＝５での平均値を算出した。Ｇ値はツヤ感の指標であり、Ｇ値が大きい程、正反射によるツヤ感が強く即ち光沢感が強いことを表す。

Ｇ値＝Ｓｆ／ｄ・・・式（２）
半値幅についても上記測定毎に得た値（ｎ＝５）の平均値を算出した。半値幅はギラツキ感の指標であり、半値幅が小さい程、反射に方向性がありギラツキ感を与えるため、光沢感が強いことを表す。

（７）光沢感
長さ４０ｃｍ、質量１５０ｇのストレートの人工毛髪の束を、直射日光の当たる室内の窓際にて、人毛束と比較し、日光の入射角１０°〜５５°での視覚による判定を実施した。また、同量の人工毛髪束を直径３２ｍｍのカールアイロンを用いて、１３０℃×３０秒の条件でカール付けし、直射日光の当たる室内の窓際にて、人毛束と比較し、日光の入射角１０°〜５５°での視覚による判定を実施した。それぞれの評価基準は下記の通りである。

○・・人毛に似たくすんだ光沢、
△・・やや強い光沢、
×・・強い光沢。

（８）糸割れ・糸折れ試験
長さ３０ｃｍ、質量１１ｇの人工毛髪束を作成し、毛束の一端を固定する。水平な台上で、毛髪の長さ方向に垂直な方向に質量５ｋｇの球状の錘を２０往復転がした後、金属製のウィッグ専用ブラシで、毛束の絡みが無くなるまで梳かす。これを５回繰り返した後、毛束をマイクロスコープで観察した。評価基準は下記の通りである。

○・・糸割れや毛先の糸折れは全く観察されなかった、
×・・糸割れや毛先の糸折れが観察されたものがあった。

（９）曲げ硬さ
長さ約４ｃｍにカットしたフィラメント試料を用意した。水平方向に１０ｍｍ間隔で２本設置された直径２ｍｍのステンレス棒の下に試料が接触するようにセットし、そのステンレス棒の中央で試料に直径１ｍｍのステンレス製フックを掛け、（株）メネベア製「ＴＣＭ−２００型万能引張・圧縮試験機」を使用して、ステンレス製フックを速度５０ｍｍ／分で引き上げ、この時生じる最大応力を曲げ硬さとした。測定はｎ＝３とし、平均値を求めた。

［実施例１］
凝集性酸化ケイ素粒子（平均粒径２．４３μｍ）を２．５質量％含有せしめた極限粘度（フェノールとテトラクロルエタン１：１の混合溶剤中２５℃で測定）０．９７のポリエチレンテレフタレートチップを、真空下１６５℃で９時間乾燥した。該チップを２８５℃で、押出型紡糸機へ供給し、加熱溶融された樹脂組成物を図１（ａ）の糸断面形状に対応する３葉のノズルから押出し、直ちに３０℃の水中で冷却し、続いて５５℃の温水、さらに１００℃乾熱下で４．１倍に延伸した後、乾熱雰囲気中で弛緩熱処理を行った。

次に、巻き取られたモノフィラメントを、アルカリ処理として水酸化ナトリウム溶液中に浸漬して、毛材表面を溶解加工し、水洗、乾燥することにより、ストレートのポリエステルモノフィラメントを得た。

このポリエステルモノフィラメントを高圧染色機にて、常法の染色方法を用い、黒色に染色し、次いで常法の洗浄方法を用い還元洗浄を行い、ストレートの染め上がり人工毛髪用モノフィラメントを得た。

得られた人工毛髪用フィラメントの特性を表１に示す。

［実施例２］
コロイド状シリカ（富士シリシア化学製サイリシア７３０）を１．５質量％含有せしめた極限粘度１．１０のポリエチレンテレフタレートチップを用い、押出ノズルを図１（ｃ）の糸断面形状に対応する３葉のノズルに変更した以外は、実施例１と同様にしてストレートの人工毛髪用モノフィラメントを得た。

得られた人工毛髪用フィラメントの特性を表１に示す。

［実施例３，４，比較例１〜３］
押出ノズルを表１に示すそれぞれの形状に対応するノズルに変更した以外は、実施例２と同様にしてストレートの人工毛髪用モノフィラメントを得た。

得られた人工毛髪用フィラメントの特性を表１に示す。

表１から、本発明の実施例の人工毛髪用フィラメントは、ボリューム感・光沢感に優れ、糸割れや糸折れを起こしにくいことが確認された。

一方、本発明の条件を満たさない断面形状を持つ人工毛髪用フィラメント（比較例１〜３）は、ボリューム感・光沢感が不自然であるばかりか、糸割れや糸折れが起こり易く、人工毛髪用フィラメントとしての使用に不適なものであった。

１ 人工毛髪用フィラメント
２ 葉裂部
３ 葉部
４ 荷重
５ 試料ホルダー
６ 光源
７ 入射角（３０°）
８ 受光器（反射角度０°の位置）
９ 受光器（反射角度９０°の位置）
Ｈ１ フィラメントの高さ
Ｈ２ 葉裂部の深さ
Ｗ１ フィラメントの幅
Ｗ２ 葉裂部の幅

Claims (5)

1. 熱可塑性樹脂のフィラメントであって、繊維軸と垂直方向の断面が葉裂部を３以上有する多葉形状であり、葉裂部の幅がフィラメントの幅の１０〜６０％、葉裂部の深さがフィラメントの高さの５〜３０％である人工毛髪用フィラメント。
2. 前記多葉形状の葉部の数が３〜８個である請求項１に記載の人工毛髪用フィラメント。
3. 単糸繊度が２０〜１５０ｄｔｅｘである請求項１または２に記載の人工毛髪用フィラメント。
4. 前記熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、およびセルロース系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種である請求項１〜３のいずれかに記載の人工毛髪用フィラメント。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の人工毛髪用フィラメントを毛材の少なくとも一部に使用した人工毛髪製品。
   

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