JPWO2018037706A1 - 人工毛髪用繊維 - Google Patents
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Abstract
Description
曲げ剛性維持率(%)=100×{(30℃×90%RHで24時間状態調整を行った後の状態での曲げ剛性)/(23℃×50%RHで24時間状態調整を行った後の状態での曲げ剛性)}・・・(1)
熱収縮率(%)=100×{(熱処理前の長さ)−(155℃×5分での熱処理後の長さ)}/(熱処理前の長さ)・・・(2)
本実施形態の人工毛髪用繊維は、数式(1)で規定される曲げ剛性維持率が40〜80%である。
曲げ剛性維持率(%)=100×{(30℃×90%RHで24時間状態調整を行った後の状態での曲げ剛性)/(23℃×50%RHで24時間状態調整を行った後の状態での曲げ剛性)} ・・・(1)
本実施形態の人工毛髪用繊維は、数式(2)で規定される熱収縮率が0.0〜5.0%である。
熱収縮率(%)=100×{(熱処理前の長さ)−(155℃×5分での熱処理後の長さ)}/(熱処理前の長さ)・・・(2)
従来のポリアミド系人工毛髪用繊維は、155℃といった高温にさらされると収縮する性質を有しているために、繊維が縮れることを防ぐために、捲縮加工は120℃程度の比較的低い温度で行わざるを得なかった。そして、このような低温の捲縮加工は、捲縮加工の保持性が低かったので、捲縮加工によって付与した波形状が消失しやすかった。一方、本実施形態の人工毛髪用繊維は、155℃×5分という熱処理による熱収縮率が小さいので、比較的高温での捲縮加工が可能であり、その場合、人工毛髪用繊維を吸湿させて繰り返しスタイリングを行っても、繊維の波形状が維持されやすい。この熱収縮率は、3%以下がさらに好ましい。
本実施形態の人工毛髪用繊維は、波形状を有していることが好ましく、波形状が数式(3)で規定される範囲内であることが好ましい。Lは、図1に示すように、繊維の長さ方向の一周期の長さを示す。Lが数式(3)の範囲内である場合に、人工毛髪用繊維の外観及び触感が特に優れる。Lは好ましくは15〜40mmである。
15mm<L≦50mm ・・・(3)
3mm<R≦10mm ・・・(4)
本実施形態の人工毛髪用繊維の単繊度は、20〜100デシテックスが好ましく、より好ましくは35〜80デシテックスである。単繊度が適度に大きければ、適度な硬さを有し、繊維の波形状の形状保持性が上がり、品質が向上する傾向にある。一方で、単繊度が適度に小さい方が、曲げ剛性が大きくなりすぎず適度な曲げ剛性になるため、柔らかい自然な触感となり編み込み性が良くなる傾向にある。
本実施形態の人工毛髪用繊維を構成する樹脂組成物は、ベース樹脂を含み、難燃剤等の添加剤を任意的に含む。
本実施形態の樹脂組成物のベース樹脂は、ポリアミドを含むことが好ましい。ポリアミドは、吸湿性が高いので、ポリアミドを含むことによって、吸湿による人工毛髪用繊維の曲げ剛性の低下が顕著になるからである。ポリアミドは、脂肪族ポリアミドを含むことが好ましく、脂肪族ポリアミドと脂肪族ジアミンと芳香族ジカルボン酸を縮合重合した骨格を持つ半芳香族ポリアミドを含んでもよい。
本発明の人工毛髪用繊維は、難燃剤を含むことが好ましい。難燃剤は、臭素系難燃剤が好ましい。難燃剤の添加量は、ベース樹脂100質量部に対して3〜30質量部が好ましく、より好ましくは5〜25質量部であり、より好ましくは5〜15質量部である。このような場合に、人工毛髪用繊維の外観、スタイリング性、及び難燃性が特に良好になるからである。
本実施形態で用いられる樹脂組成物には、必要に応じて添加剤、例えば、難燃助剤、微粒子、耐熱剤、光安定剤、蛍光剤、酸化防止剤、静電防止剤、顔料、染料、可塑剤、潤滑剤等を含有させることができる。
以下に、人工毛髪用繊維の製造工程の一例を説明する。
本発明の一実施形態の人工毛髪用繊維の製造方法は、溶融紡糸工程と、延伸工程と、熱処理工程と、捲縮加工工程を備える。
以下、各工程について詳細に説明する。
溶融紡糸工程では、樹脂組成物を溶融紡糸することによって未延伸糸を製造する。具体的には、まず、上述した樹脂組成物を溶融混練する。溶融混練するための装置としては、種々の一般的な混練機を用いることができる。溶融混練としては、たとえば一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどがあげられる。これらのうちでは、二軸押出機が、混練度の調整、操作の簡便性の点から好ましい。人工毛髪用繊維は、ポリアミドの種類により適正な温度条件のもと、通常の溶融紡糸法で溶融紡糸することにより製造することができる。
延伸工程では、得られた未延伸糸を150〜500%延伸して延伸糸を製造する。このような延伸によって、100デシテックス以下の細繊度の延伸糸を得ることができ、かつ繊維の引張強度を向上させることができる。延伸処理は、未延伸糸を一旦ボビンに巻き取ってから溶融紡糸工程とは別の工程にて延伸する2工程法や、ボビンに巻き取ることなく溶融紡糸工程から連続して延伸する直接紡糸延伸法のいずれの方法によってもよい。また、延伸処理は、1度で目的の延伸倍率まで延伸する1段延伸法、又は2回以上の延伸によって目的の延伸倍率まで延伸する多段延伸法で行なわれる。熱延伸処理を行なう場合における加熱手段としては、加熱ローラ、ヒートプレート、スチームジェット装置、温水槽などを使用することができ、これらを適宜併用することもできる。延伸倍率は、200〜400%が好ましい。延伸倍率は、適度に大きい方が繊維の強度発現が適度に起こる傾向にあり、適度に小さい方が延伸処理時に糸切れを発生し難くなる傾向にあるためである。
熱処理工程では、延伸糸に対して155℃以上の熱処理温度で熱処理を行う。この熱処理によって、延伸糸の熱収縮率を低下させることができる。熱処理は、延伸処理の後に連続して行っても、一旦巻き取った後に時間を開けて行うこともできる。熱処理温度を155℃以上としているのは、140℃以上という高い温度で捲縮加工を行った場合の延伸糸の熱収縮を抑制するためである。熱処理温度は、好ましくは160℃以上、さらに好ましくは170℃以上、さらに好ましくは180℃以上である。熱処理温度の上限は、特に規定されないが、例えば、220℃である。
捲縮加工工程では、熱処理後の延伸糸に対して捲縮加工を行う。捲縮加工は、140℃以上であって且つ熱処理温度よりも低い温度で行われる。140℃以上で捲縮加工を行うことによって消失しにくい波形状を人工毛髪用繊維に付与することができる。また、熱処理温度よりも低い温度で捲縮加工を行うことによって、捲縮加工の際の延伸糸の熱収縮を抑制することができる。捲縮加工の温度は、150℃以上が好ましく、155℃以上がさらに好ましい。捲縮加工の温度は、熱処理温度よりも5℃以上低い好ましく、10℃以上低いことがさらに好ましく、15℃以上低いことがさらに好ましい。また、捲縮加工は、延伸糸の波形状が数式(3)と数式(4)の少なくとも一方を満たすように行うことが好ましい。
表1に示す樹脂組成物を構成する各成分をブレンドし、ブレンドした材料は、φ30mm二軸押出機を用いて混練し、紡糸用の樹脂組成物ペレットを得た。
PA6(重量平均分子量90000):自社製
PA66(重量平均分子量90000):デュポン社製、Zytel 42A
ポリアミド10T:ダイセルエボニック社製、VESTAMID HO Plus M3000
PET:三井化学社製、J125S
PVC:大洋塩ビ社製、TH−500
臭素系難燃剤:阪本薬品工業株式会社製、臭素化エポキシ樹脂 SRT−20000
以下に示す方法で、各種特性・物性の測定及び評価を行った。
下記設備、条件による測定により重量平均分子量Mwを求めた。
使用装置 : ポンプ・・shodexDS−4
カラム・・shodex GPC HFIP−806M×2 + HFIP−803
検出器・・shodex RI−71
溶離液 : ヘキサフルオロイソプロパノ−ル(+添加剤CF3COONa(5mmol/L))
前処理: メンブレンフィルタ−(0.2μm)で濾過
濃度 : 0.2w/v%
注入量 : 100μL
カラム温度 : 40℃
流速 : 1.0ml/min.
標準物質: 標準ポリメチルメタクリレ−ト(PMMA)
検量線は標準PMMAで作成し、重量平均分子量はPMMA換算値で表した。
曲げ剛性維持率は、上述した数式(1)に従って算出した。「曲げ剛性」の測定は、カトーテック株式会社製KES−FB2−SHを使用した。長さ9cmの繊維一本を径0.2mmの冶具に通し、曲率−2.5〜+2.5(cm−1)の範囲で0.2(cm−1)の変形速度で、ソフト側の『SENS設定』を2×5、機器側の『SENS設定』を0.08に設定し、純曲げ試験を行い、曲率0.5から1.5の間での繊維1本での反発力の平均値を測定し、表示された値を50で除した数値で評価した。30℃×90%RHで24時間状態調整を行った後の状態での曲げ剛性は、30℃×90%RHで24時間状態調整を行った後、即座に、23℃×50%RHの雰囲気下で測定した。23℃×50%RHで24時間状態調整を行った後の状態での曲げ剛性は、23℃×50%RHで24時間状態調整を行った後、即座に、23℃×50%RHの雰囲気下で測定した。
熱収縮率は、捲縮加工前の長さ100mmの繊維を155℃のギアオーブン中で5分間熱処理し、熱処理前後の繊維長を測定し、上述した数式(2)に従って算出した。
捲縮加工保持性は、捲縮加工した糸を恒温恒湿室(23℃、50%RH)に3日間保管し、保管前後の振れ幅Rの変化率を算出し、以下の基準で評価した。
○:10%未満
×:10%以上
スタイリング性は、以下の方法で評価した。長さ200mmの繊維を束ねた繊維束1gを、18mmφのアルミ製筒に巻き付けて両端を固定し、常温の水に10秒浸漬させる。次いで、アルミ筒(繊維を巻き付けたままで)を温度23℃、相対湿度50%の恒温室に6時間放置した。その後、アルミ筒から繊維束を取り外し、一方の端を固定して吊り下げた。その根元から先端までの長さを、カール前の全長(200mm)で割った値で評価した。値が小さいほどカールがかかっている。
◎:0.6未満
〇:0.6以上0.75未満
△:0.75以上0.85未満
×:0.85以上
外観は、長さ200mm、3000本にまとめた人工毛髪用繊維束を用い、太陽光の下で観察し、下記の評価基準に従って、判定を行った
◎:人毛と同様な外観を有する
〇:人毛と比較すると差異が認められるが、概ね人毛に近い外観を有する
△:細かく比較すると人毛との差異が認められるが、概ね人工毛髪用繊維としての使用に耐えうる外観を有する
×:一見して、人毛と外観に差異が認められる
触感は、人工毛髪繊維を長さ250mm、重量20gに束ねた繊維束サンプルを使用し、人工毛髪繊維処理技術者(実務経験5年以上)10人の手触りによる判定で、次の評価基準で評価した。
〇:技術者9人以上が、触感が良いと評価したもの
△:技術者の7人又は8人が、触感が良いと評価したもの
×:技術者の6人以下が、触感が良いと評価したもの
難燃性は、人工毛髪用繊維を30cmの長さに裁断し、かつ2gになる様な本数に取りわけた繊維束サンプルを使用し、この繊維束の一端を固定して垂直にたらし、その下端に長さ20mmの炎を5秒間接触させた後、離した後の延焼時間を測定して、下記の判定を行った。結果は、3回測定した結果の平均値を使用した。
◎:延焼時間が1秒未満
○:延焼時間が1秒以上5秒未満
△:延焼時間が5秒以上10秒未満
×:延焼時間が10秒以上20秒未満
××:延焼時間が20秒以上
全ての実施例では、全ての評価項目において良好な結果が得られた。
比較例1〜2及び7〜8では、曲げ剛性維持率が大きすぎるためにスタイリング性が悪かった。
比較例3〜4では、比較的低い温度(150℃)で熱処理を行ったために、熱収縮率が大きくなった。また、熱処理温度よりも高い温度(160℃)で捲縮加工を行ったために、捲縮加工の際に人工毛髪用繊維が過度に縮れてしまい、外観及び触感が悪化した。
比較例5〜6では、比較的低い温度(150℃)で熱処理を行ったために、熱収縮率が大きくなった。また、120℃という低温で捲縮加工を行ったために、人工毛髪用繊維に波形状が弱く付与されてしまい、捲縮加工保持性が悪かった。
Claims (11)
- 数式(1)で規定される曲げ剛性維持率が40〜80%であり、且つ数式(2)で規定される熱収縮率が0.0〜5.0%である、人工毛髪用繊維。
曲げ剛性維持率(%)=100×{(30℃×90%RHで24時間状態調整を行った後の状態での曲げ剛性)/(23℃×50%RHで24時間状態調整を行った後の状態での曲げ剛性)} ・・・(1)
熱収縮率(%)=100×{(熱処理前の長さ)−(155℃×5分での熱処理後の長さ)}/(熱処理前の長さ) ・・・(2) - 前記人工毛髪用繊維は、ポリアミドを含む、請求項1に記載の人工毛髪用繊維。
- 前記人工毛髪用繊維は、臭素系難燃剤を含む、請求項2に記載の人工毛髪用繊維。
- 前記人工毛髪用繊維の波形状が数式(3)で規定される範囲内である、請求項1〜請求項3の何れか1つに記載の人工毛髪用繊維。
15mm<L≦50mm ・・・(3)
(L:繊維の長さ方向の一周期の長さ) - 前記人工毛髪用繊維の波形状が数式(4)で規定される範囲内である、請求項1〜請求項4の何れか1つに記載の人工毛髪用繊維。
3mm<R≦10mm ・・・(4)
(R:繊維の幅方向の振れ幅) - 請求項1に記載の人工毛髪用繊維の製造方法であって、
樹脂組成物を溶融紡糸することによって未延伸糸を製造する溶融紡糸工程と、
前記未延伸糸を150〜500%延伸して延伸糸を製造する延伸工程と、
前記延伸糸に対して155℃以上の熱処理温度で熱処理を行う熱処理工程と、
前記熱処理後の前記延伸糸に対して捲縮加工を行う捲縮加工工程を備え、
前記捲縮加工は、140℃以上であって且つ前記熱処理温度よりも低い温度で行われる、人工毛髪用繊維の製造方法。 - 前記樹脂組成物は、ポリアミドを含む、請求項6に記載の人工毛髪用繊維の製造方法。
- 前記樹脂組成物は、臭素系難燃剤を含む、請求項7に記載の人工毛髪用繊維の製造方法。
- 前記捲縮加工は、前記延伸糸の波形状が数式(3)で規定される範囲内になるように行われる、請求項6〜請求項8の何れか1つに記載の人工毛髪用繊維の製造方法。
15mm<L≦50mm ・・・(3)
(L:繊維の長さ方向の一周期の長さ) - 前記捲縮加工は、前記延伸糸の波形状が数式(4)で規定される範囲内になるように行われる、請求項6〜請求項9の何れか1つに記載の人工毛髪用繊維の製造方法。
3mm<R≦10mm ・・・(4)
(L:繊維の長さ方向の一周期の長さ) - 前記捲縮加工は、ギアークリンプ加工である、請求項6〜請求項10の何れか1つに記載の人工毛髪用繊維の製造方法。
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