KR100634108B1

KR100634108B1 - 인공 모발 및 그 제조법

Info

Publication number: KR100634108B1
Application number: KR1020037009975A
Authority: KR
Inventors: 무라타쇼이치; 니시노부유키; 쵸겐이치로; 요코에마사아키; 고니시아키오
Original assignee: 가부시키가이샤 가네카
Priority date: 2001-01-29
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2006-10-17
Also published as: CN100352978C; TW576719B; EP1367153A4; DE60226707D1; KR20030077595A; CN1489646A; US20040074509A1; EP1367153A1; WO2002061187A1; EP1367153B1; US6770364B2

Abstract

본 발명에서는, 아크릴로니트릴 40∼74중량%, 염화 비닐리덴 25∼59중량%, 및 이들과 공중합 가능한 설폰산기 함유 비닐단량체 1∼5중량%로 되는 아크릴계 중합체와 양 용제로 되는 중합체 용액에, 그 중합체 중량 100중량부에 대하여 5∼20중량%의 물을 함유하여 되는 방사 원액을 습식 방사에 의해 섬유화를 행하고, 이어서 전연신배율 2.5∼12배로 연신처리하여, 전완화율이 15%이상으로 되도록 완화처리를 행한다. 그 결과, 광택 콘트라스트가 0.88이상이고 결절 강도가 0.5cN/데시텍스 이상, 단섬유의 평균 섬도가 30∼100데시텍스인 인공 모발이 얻어진다. 또, 인조모 제조의 미싱 공정에서의 모절단, 가발이나 투페 제조시의 스킨 식모 시의 모절단 등의 가공성이 양호해진다.

인조모, 인공 모발, 가발, 아크릴계 공중합체

Description

인공 모발 및 그 제조법{ARTIFICIAL HAIR AND METHOD FOR PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 가발, 헤어피스, 위빙 등의 두발 장식품이나 인형용 헤어 등으로 사용되는 인공 모발 및 그 제조법에 관한 것이다. 더 상세하게는, 아크릴로니트릴, 염화비닐리덴 및 이들과 공중합 가능한 설폰산 함유 비닐 단량체로 되는 아크릴계 중합체를 사용하여 제조한 섬유제의 인공 모발로서, 표면 광택이 양호하고, 결절 강도가 뛰어나, 가발(wig)이나 투페(toupee)의 가공성이 적합하고, 또한 세팅성이 양호하고, 또한 헤어 스타일러빌리티(가발 등으로 한 경우에 각종 헤어스타일을 만들 수 있는 헤어 특성)가 양호한 인공 모발 및 그 제조법에 관한 것이다.

종래부터, 두발 소재에 요구되는 품질로, 컬 형상, 광택이나 발색에 관한 외관, 빗질이나 스타일러빌리티에 관한 헤어 케어성, 염색성, 해클링(hackling)성, 컬 세팅성, 미싱 가공이나 스킨 식모에 관한 가공 특성, 볼륨감, 촉감이나 난연성이 있다.

현재, 시판되고 있는 모발 소재 중, 폴리프로필렌이나 폴리에스테르로 되는 모발 소재(섬유)의 경우, 난연성이 뒤떨어지고, 염화비닐이나 염화비닐리덴을 사용한 모발 소재의 경우, 염색성이나 단위중량 당의 볼륨감이 뒤떨어진다.

상기 요구 특성을 만족하는 대표적인 소재로서, 인모, 아크릴로니트릴과 염화비닐을 공중합한 아크릴계 섬유로 되는 인공 모발이 알려져 있다. 그러나, 인모를 소재로서 이용하는 경우는, 원료 입수나 헤어 길이에 난점이 있다. 염화비닐은, 고압 가스이기 때문에, 공업적인 취급이 용이하지 않고, 아크릴계 공중합체의 제조에는 장치상의 제약이 많기 때문에, 보급이 방해되고 있다. 또한, 아크릴로니트릴과 염화비닐을 공중합하여 얻어지는 아크릴계 섬유는, 상품에 따라서는, 광택, 발색성 및 감촉면에서 밸런스가 이루어지고, 또한 난연성을 갖는 특성을 갖고 있다. 그러나, 세팅한 컬 형상이 경시적으로 변화하기 때문에 세팅성에 어려움이 있으며, 또한, 현행의 아크릴계 섬유의 헤어 스타일러빌리티로는 만족할 수 없는 헤어 스타일의 요구가 있기 때문에, 그 개선이 요망되고 있다.

한편, 염화비닐 대신에 염화비닐리덴을 사용하면, 제조 장치상의 제약이 적을 뿐만 아니라, 중합성이 염화비닐보다 양호하며, 또한 난연성의 면에서 우수한 등의 이점이 많다. 그러나, 염화비닐리덴 25중량% 이상을 공중합한 아크릴계 공중합체로 되는 섬유의 습식 방사에 의한 제조의 경우에는, 그 용제로서 유기용매가 많이 사용되지만, 특히 양(良)용매를 사용했을 때, 노즐 슬릿으로부터 토출된 방사 원액은 응고액과 상호 확산을 일으키면서 응고하기 때문에, 섬유의 섬도가 커짐에 따라 섬유내 구조가 불균일하게 되는 결과, 섬유 내부에 보이드가 남기 쉽다. 그 때문에, 통상 30데시텍스 미만과 같은 가는 섬도의 경우에만 양호한 광택을 얻을 수 있다.

예를 들면, 염화비닐리덴을 공중합시킨 아크릴계 공중합체로 되는 섬유에 대 해서는, 일본 특개소48-77122호 공보가 있다. 그 공보에는, 방사 원액에 물을 첨가함으로써, 섬유 구조를 조밀하게 하여 광택 개량을 도모하는 제조법이 제안되어 있지만, 아크릴로니트릴을 80중량%이상 함유하는 중합체이기 때문에, 난연성이 뛰어난 것은 아니다.

또한, 일본 특개소51-4324호 공보에는, 아크릴아미드나 메타크릴아미드 등의 비닐기 함유 아미드 화합물에 설폰산기를 도입한 단량체를 O.1∼10중량% 공중합한 아크릴계 섬유의 제조법을 제안하여, 가는 섬도에서의 광택의 개량을 도모하고 있다. 그러나, 모발 소재로서 적합한 굵은 섬도에서는 광택이 양호한 섬유는 얻어지지 않는다. 또한, 염화비닐리덴 25중량% 이상을 공중합하여 되는 아크릴계 공중합체를 습식 방사하여 얻어지는 섬유는 결절 강도가 낮아 섬유 특성상 가발이나 투페 제조시의 스킨 식모시의 모 절단이 많아서 가공하기 어려운 결점을 가고 있으며, 특히 굵은 섬도에서는 그 경향이 현저해진다.

결절 강도를 개량하는 방법으로는, 일본 특개소 48-6l727호 공보에 개시되어 있는 방법이 있다. 그 공보에 개시되어 있는 방법은, 이하의 공정으로 된다. 즉, 관용법의 습식 방사로 얻어지는 토우(tow)를 열수 분위기 하에서 연신하여 가열 롤을 통과시킨 후, 포화 수증기로 채워진 수증기 존에서 더 연신을 가한다. 그 뒤 다시 포화 수증기로 채워진 수증기 존에서 앞의 존의 권취 속도보다 느린 속도의 가열 롤러를 사용하여 권취하고, 이어서 냉각 롤을 통과시킨다. 그러나, 그 방법으로는 결절 강도를 만족하는 조건 하에서는 광택이 양호한 굵은 섬도의 섬유는 얻을 수 없다.

그 이유에 대해서, 본 발명자들은, 다음과 같이 생각하고 있다. 즉, 양(良)용제를 사용하는 섬유의 습식 방사에서는, 통상 열수욕 중에서 연신한 섬유는, 섬유 단면 내부의 보이드에 의해 실투(失透)해 있기 때문에, 그 후의 가열 롤 공정에서 광택을 발현시킬 수 있으나, 그 후의 포화 수증기 분위기 하에서 토우를 습한 상태에서 완화하면 소멸해 있던 보이드가 다시 발현하기 때문에, 광택 저하가 일어난다. 더 상세하게 말하면, 상술한 바와 같이, 섬유내의 보이드는, 원래 굵은 섬도로 됨에 따라, 응고의 불균일성이 현저하게 되어, 수 및 크기가 증대하는 경향이 있기 때문에, 남기 쉽다. 발생한 보이드는, 주로 열수욕 중에서의 연신에 의해 길게 늘어나서, 섬유축과 수직 방향에 존재하는 보이드부의 직경이 작아지고, 또한 건조를 위한 가열에 의해서 생기는 수축력과 소궤(燒潰) 효과에 의해, 수나 크기가 외관상 감소한다. 그러나, 그 기술에서는, 완화 시에는 토우가 습한 상태이기 때문에, 섬유 표면의 과잉한 열수의 작용에 의해 가소화되어 중합체 분자의 작용이 촉진되어, 소궤한 섬유내의 보이드가 다시 나타나, 그들 보이드에 의한 광의 난반사가 섬유 내부에서 생기기 때문에 광택 저하가 일어난다고 생각된다.

따라서, 난연성에 유리하고, 또한 공중합체의 제조상의 제약이 적은 아크릴로니트릴과 염화비닐리덴을 주성분으로 하여 되는 인공 모발에서, 이러한 기술 과제가 있기 때문에, 30데시텍스를 넘는 굵은 섬유에서는 품질이 만족할 수 없었던 것이 실상이다. 그 결과, 양호한 광택이 요구되고, 또한 일정 이상의 결절 강도를 필요로 하는 굵은 섬도의 용도인 투페나 가발로의 전개에는 한계가 있었다.

즉, 본 발명의 목적은, 아크릴로니트릴과 염화비닐리덴을 주성분으로 공중합 하여 얻어지는 아크릴계 중합체로 되는 섬유로서, 두발 소재의 요구 특성인 광택이 양호하고, 또 일정 이상의 결절 강도로 개량되어 가발이나 투페로의 가공성이 양호한 인공 모발의 제공에 있다.

또한, 두발 장식품 등에 사용되는 인공 모발로서, 세팅성이 좋고, 높은 헤어 스타일러빌리티를 갖고, 두발 장식품 등의 모발 소재로서 사용함으로써, 버라이어티가 풍부한 상품 기획을 가능하게 하는 인공 모발을 제공하는 것에 있다.

[발명의 개시]

따라서 이러한 인공 모발을 얻기 위해서는, 아크릴로니트릴과 염화비닐리덴을 주성분으로 하여 얻어지는 중합체와 양(良) 용제로 되는 중합체 용액을 방사하거나, 건식 방사에 비해 섬유내 잔존 용제량이 적은 습식 방사법을 채용할 수 있다. 그 때, 가는 섬도에 비해 습식 방사 시의 응고 섬유의 구조를 가능한 한 균일하게 하기 위해서, (1)중합체의 응고 특성의 개량, 및 (2)방사 원액의 조정이라는 2 방법의 조합에 의해, 방사 원액에서 응고욕으로의 용제 확산 및 응고욕에서 방사 원액으로의 응고제 즉 물의 확산 밸런스를 잘 조절함으로써, 굵은 섬도에서의 광택의 개량을 도모하였다.

또한, 가발이나 투페로의 가공성을 개량하기 위해서는, 소정의 완화율을 건조 후에 부여함으로써 결절 강도의 향상을 도모함에 의해, 목적의 인공 모발이 얻어짐을 알아내어, 본 발명에 이르렀다.

즉, 본 발명은 아크릴로니트릴 40∼74중량%, 염화비닐리덴 25∼59중량%, 및, 이들과 공중합 가능한 설폰산기 함유 비닐단량체 1∼5중량%로 되는 아크릴계 중합체로부터 얻어지는 섬유로 되고, 섬유의 광택 콘트라스트가 0.88이상이고, 또한 단(單)섬유의 평균 섬도가 30∼100데시텍스인 인공 모발에 관한 것이다.

상기 인공 모발에서, 섬유의 결절 강도가 0.5cN/데시텍스 이상임이 바람직하다.

상기 인공 모발에서, 섬유가 양(良)용매를 사용한 습식 방사법에 의해 얻어지는 것임이 바람직하다.

상기 인공 모발에서, 양(良)용매가, 디메틸포름아미드(이하, DMF라 기재함), 디메틸아세트아미드(이하, DMAc라 기재함) 및 디메틸설폭시드(이하, DMSO라 기재함)로 되는 군에서 선택된 적어도 1종임이 바람직하다.

또한, 본 발명은 아크릴로니트릴 4O∼74중량%, 염화비닐리덴 25∼59중량%, 및, 이들과 공중합 가능한 설폰산기 함유 비닐단량체 1∼5중량%로 되는 아크릴계 중합체와, 양(良) 용제로 되는 중합체 용액에, 그 중합체 중량 100중량부에 대해 3∼25중량부의 물을 함유하여 되는 방사 원액을 제조하는 공정, 그 방사 원액을 습식 방사에 의해 섬유화하는 공정, 섬유를 전(全)연신비가 2.5∼12배로 되도록 연신 처리하는 공정, 및, 전(全)완화율이 15% 이상으로 되도록 완화 처리하는 공정으로 되는 인공 모발의 제조법에 관한 것이다.

상기 인공 모발의 제조법에서, 2회 이상으로 분할하여 완화 처리함이 바람직하다.

상기 인공 모발의 제조법에서, 섬유를 건조시킨 후, 가압 및/또는 과열 상태 에 있는 수증기 분위기 하에서 완화 처리함이 바람직하다.

상기 인공 모발의 제조법에서, 수증기 분위기 하의 온도가 120∼200℃ 임이 바람직하다.

도 1은 섬유 단면에서의 원형 충실도 및 오목부의 오목도의 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2는 실시예 5에서 제조한 섬유다발의 절단면을 주사형 전자현미경으로 촬영한 사진이다.

도 3은 비교예 6에서 제조한 섬유다발의 절단면을 주사형 전자현미경으로 촬영한 사진이다.

도 4는 비교예 4에서 제조한 섬유다발의 절단면을 주사형 전자현미경으로 촬영한 사진이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명의 인공 모발은, 아크릴로니트릴 40∼74중량% 및 염화비닐리덴 25∼59중량%, 바람직하게는 아크릴로니트릴 44∼69중량% 및 염화비닐리덴 30∼55중량%, 더 바람직하게는 아크릴로니트릴 46∼63중량% 및 염화비닐리덴 36∼53중량%로 되는 아크릴계 중합체를 사용한 섬유이다. 염화비닐리덴의 조성이 25중량% 미만이면 난연성이 부족해지기 쉽고, 아크릴로니트릴이 4O중량% 미만이면 내열성에 관한 컬의 열 세팅 온도 상한이 저하하는 결과, 가공 온도역이 좁아져서 취급하기 어려 워지거나, 컬 형태 유지성이 저하한다. 또한, 상기 염화비닐리덴을 사용함은, 염화비닐에 비해, 적은 양의 공중합체로 난연성이 얻어지고, 중합성이 풍부하기 때문에 중합체로의 전화율이 높아, 제조 장치상의 제약이 적기 때문이다. 염화 비닐리덴 대신에, 예를 들면 염화비닐을 사용하면, 고압 가스 대응의 특수 장치가 필요하게 되어 제조 장치에 제약을 받기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 브롬화비닐이나 브롬화비닐리덴을 사용하면, 공중합체의 내광성이 나쁘고, 또한, 원료 비용이 비싸고, 염화비닐리덴에 비해 범용성이 뒤떨어지기 때문에, 바람직하지 않다.

섬유 광택을 양호하게 하는 하나의 수단으로서, 중합체의 방사 시의 응고 특성을 개량하는 방법, 즉, 중합체의 응고 속도를 늦추는 방법이 고려된다. 응고 속도를 늦추기 위해서는 응고제로 되는 물과의 친화성을 증가시키는 방법이 고려된다. 본 발명에서는, 중합체로의 친수기의 도입량을 늘리기 위해서, 일정량의 공중합 가능한 설폰산기 함유 비닐단량체를 공중합 시킨다. 본 발명의 인공 모발의 제조에 사용되는 상기 아크릴계 중합체는, 아크릴로니트릴, 염화비닐리덴 및 이들과 공중합 가능한 설폰산기 함유 비닐계 단량체의 3원 이상의 공중합체이기 때문에, 친수성이 증가하여 응고 속도가 늦어지는 결과, 응고 구조가 균일화되기 쉽다.

상기 설폰산기 함유 비닐단량체로는, 예를 들면, 메탈릴설폰산, 알릴설폰산, 이소프렌설폰산, 스티렌설폰산, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판설폰산이나 설포페닐메탈릴에테르 등으로 대표되는 설폰산기 함유 비닐단량체, 또는 이들의 나트륨, 칼륨이나 암모늄염 등을 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

상기 공중합 가능한 설폰산기 함유 비닐단량체의 공중합 비율은, 1∼5중량%, 바람직하게는 1.3∼4중량%, 더 바람직하게는 1.5∼3.5중량%이다. 상기 단량체의 공중합 비율이 1중량%미만이면, 방사시에 방사 원액을 토출 성형한 섬유내에 마크로 보이드가 발생하여 광택 저하를 초래하고, 5중량%를 넘으면, 용제에 대한 용해성 저하 또는 증점 경향에 의해 섬유화가 곤란해진다.

본 발명에 사용되는 아크릴계 중합체는, 상기 조성의 단량체로 유화 중합, 현탁 중합, 용액 중합 등에 의해 제조되지만, 상기 단량체의 조성을 만족하는 범위에서, 다른 1종 이상의 비닐단량체를 공중합한 조성으로 할 수 있다. 이 때, 상기 다른 1종 이상의 공중합할 수 있는 비닐단량체의 공중합 비율은, 10중량% 이하임이 바람직하다.

상기 외에 1종 이상의 공중합할 수 있는 비닐단량체로는, 예를 들면, 아크릴산이나 메타크릴산의 저급 알킬에스테르; N- 또는 N,N-알킬치환한 아미노알킬에스테르나 글리시딜에스테르; 아크릴아미드나 메타크릴아미드, 및 그들의 N- 또는 N,N-알킬치환체; 아크릴산, 메타크릴산이나 이타콘산 등으로 대표되는 카복실기함유 비닐단량체, 및 이들의 나트륨, 칼륨 또는 암모늄염 등의 음이온성 비닐단량체; 아크릴산이나 메타크릴산의 4급화 아미노알킬에스테르를 비롯한 양이온성 비닐단량체; 비닐기 함유 저급 알킬에테르; 아세트산비닐로 대표되는 비닐기함유 저급 카복실산에스테르; 브롬화비닐, 시안화비닐리덴, 브롬화비닐리덴이나 염화비닐을 들 수 있지만, 이들 단량체에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명에 사용되는 아크릴계 중합체는, 상기 단량체 조성으로 되는 공중합체와 그 공중합체의 용제에 가용인 다른 중합체의 혼합 조성이어도 좋다. 예를 들면, 용제에 가용인 그 공중합체와 단량체 조성은 동일해도 다른 조성 비율이나 다른 중합도를 갖는 다른 중합체, 또는, 그 공중합체와는 단량체 조성이 다른 2성분계 이상의 공중합체나 단독중합체를 혼합해도 좋다. 중합체 혼합물 중의 성분은, 염화비닐리덴 단위의 비율이 25중량% 이상이면, 본 발명의 효과를 저해하지 않는다. 또한, 전(全)중합체에 함유되는 각 단량체 단위의 비율은, 상기 단량체의 조성을 만족하는 범위임이 바람직하다.

상기 중합체는 3원 이상의 공중합체로 되지만, 섬유화에서는, 공지의 아크릴계 중합체의 양(良)용제인 DMAc, DMF 또는 DMSO를 사용하여 상기 아크릴계 공중합체를 용해한 용액을, 방사 원액으로 사용할 수 있다. 또한, 아크릴로니트릴의 공중합 비율이 55중량% 이하인 경우는, 아세톤도 용제로서 그 공중합체의 용액으로 할 수 있어, 방사 원액으로서 사용할 수 있다. 바람직하게는 양(良) 용제인 DMAc, DMF 또는 DMSO가 사용된다.

양(良) 용제를 사용하면, 내열성이 높은 아크릴로니트릴의 공중합 비율이 많은 중합체를 용이하게 용해할 수 있을 뿐만 아니라, 아크릴로니트릴의 비율이 적은 공중합체도 용해할 수 있어, 조성 범위가 넓은 중합체를 용해할 수 있는 이점이 있다. 또한, 그것 뿐만이 아니라, 습식 방사 시의 응고에서 섬유상으로 토출된 방사 원액은, 용제와 응고욕의 조성인 응고제와 상호 확산하는 결과, 노즐 슬릿 형상에 비교적 충실한 섬유 단면을 얻을 수 있기 때문에, 컬 세팅성에 효과가 있는 원형 단면 또는 벌키성이나 소프트감을 부여하는 이형 단면 등의 임의의 섬유 단면이 잘 재현되어 용이하게 얻어지는 이점이 있다.

한편, 아세톤을 용제로 한 경우는, 상술한 바와 같이 아크릴로니트릴의 중합 비율의 범위가 한정되는 문제가 있다. 또한, 습식 방사시의 응고에서, 섬유내에 있는 용제가 외부의 응고욕으로 확산하는 한편 확산 비율이 많아지는 결과, 응고로 섬유 표면(섬유 단면의 외주부)이 고정되기 때문에, 체적 수축을 일으켜서 원형 단면을 얻기 어렵고, 또한 다른 이형 단면에서도 노즐 슬릿 형상에서 약간 형태를 달리한 단면 밖에 얻어지지 않는 등의 과제가 있어, 매우 한정된 특정 조건을 찾아내는 연구가 필요하게 된다.

방사 원액 농도는, 공중합체의 중합도나 조성 비율에도 의하지만, 일반적으로 20∼35중량%, 40℃에서의 회전 점도계(B형 점도계)에 의한 측정값으로 30∼800데시파스칼·초, 더우기 50∼500데시파스칼·초로 조정함이, 섬유의 광택 및 제조 공정상의 취급면에서 바람직하다. 상기 점도가 30데시파스칼·초에 못미친 경우, 섬유 물성이 저하하거나, 섬유의 제조 상, 실투 회복에 지장을 초래할 우려가 있다. 즉, 점도가 낮으면 용매의 응고욕으로의 확산이 빠르게 되는 결과, 불균일하게 응고되어 큰 보이드가 발생하기 쉬워져서, 뒤의 건조 공정에서의 소궤해도 광택은 향상하기 어렵게 될 우려가 있다. 한편, 섬도가 800데시파스칼을 넘는 경우, 점성 증가에 의해 탈포가 곤란해지거나, 원액 여과시의 여과압 상승이 현저하게 되어, 핸들링 상의 문제가 생기기 쉬워진다. 또한, 섬유 단면의 원형 충실도의 면에서는 50데시파스칼 이상, 보다 바람직하게는 150데시파스칼 이상임이 바람직하다.

의료(衣料) 등에 사용되는 일반적인 가는 섬도의 섬유에 비해서 모발 소재로 되는 굵은 섬도의 섬유는, 습식 방사 시에 섬유 단면내에 보이드가 발생하여 광택 저하를 초래한다. 그러나, 상술한 바와 같은 응고 특성을 개량한 아크릴계 중합체를 사용하고, 또한 물을 상기 중합체 100중량부에 대해서 3∼25중량부 함유한 방사 원액을 습식 방사하면, 섬유 광택이 향상하여 바람직한 결과가 얻어진다. 또한, 보다 균질한 원형 충실도가 높은 단면 형상을 갖는 섬유가 얻어지고, 수세 후의 섬유 중의 잔류 용제 함율이 저하한다. 방사 원액중의 물의 함량은, 상기 아크릴계 중합체 100중량부에 대해서 5∼20중량부 임이 더 바람직하다.

이유로는, 물의 첨가에 의해 응고 구조의 변화가 완만하게 되는 결과, 섬유 단면의 구조에서 다수의 작은 보이드로 되어 보다 균질함이 증가하고, 건조 공정에서의 마이크로보이드의 소궤(燒潰)가 두루 미치기 때문으로 생각된다. 물의 함유량이 3중량부에 미치지 않는 경우는, 섬유 광택의 저하를 초래하고, 25중량부를 넘으면 방사 원액의 겔화가 일어나기 쉬워, 원액 안정성이 나빠져서 방사성의 면에서 바람직하지 않다. 방사 원액 중에 물을 함유시키는 방법으로는, (1)상기 아크릴계 중합체의 용제 용액에 첨가, (2)상기 아크릴계 중합체를 용해하는 용제로서 수분을 함유하는 용제를 사용, (3)상기 아크릴계 중합체의 함유 수분을 이용, 또는 (4)다른 첨가제와 함께 혼합한 물을 이용 등을 들 수 있다. 이들을 2종 이상 조합해도 좋다.

또한, 방사 원액에는, 섬유 특성을 개량하기 위한 첨가제 등이 함유되어 있어도, 본 발명의 실시에 지장이 없는 범위이면, 특별히 제한되지 않는다. 상기 첨가제로는, 예를 들면, 광택 조정을 위한 이산화티탄, 이산화규소나 아세트산 셀룰로스를 비롯한 셀룰로스 유도체의 에스테르나 에테르, 유기나 무기 안료 또는 염료 에 의한 착색제, 내광성이나 내열성 향상을 위한 안정제 등을 들 수 있다.

탈포 처리 등을 행하여 조정한 방사 원액은, 그 원액에서 사용한 용제의 수용액으로 되는 응고액에, 방사 노즐을 통하여 에어 갭 방사 또는 직접 응고욕으로의 토출에 의해 섬유화된다. 섬유 단면을 치밀하게 하여, 원형 충실도를 올리기 위해서는, 구멍의 형상이 원형의 방사 노즐을 통하여 방사 노즐 드래프트 0.3∼1.2정도로 방출함이 바람직하다.

방사 원액 조건에도 의하지만, 응고욕 조건으로는, 양(良) 용제에는 일반적으로, 농도 40∼70중량%, 온도 5∼40℃를 적용할 수 있고, 아세톤의 경우는, 농도 15∼50중량%, 온도 5∼40℃를 적용할 수 있다. 또한, 용매로서 아세톤을 사용하여 높은 원형 충실도를 얻기 위해서는, 온도 15℃ 이하, 아세톤 농도 50∼75중량%의 조건 하에서 방사함이 바람직하다. 응고욕의 용매 농도가 너무 낮으면, 응고가 빠르게 되어 응고 구조가 성기게 되어 마크로 보이드를 형성하는 결과, 광택이 저하하는 경향이 있고, 너무 높으면, 방사 노즐을 통하여 토출 형성된 섬유의 강력이 낮아, 권취 롤러로의 권취가 곤란해지는 경향이 있다. 또한, 응고욕의 온도가 너무 낮으면 응고가 지연되는 경향에 있고, 너무 높으면 응고시의 용제와 물의 상호 확산이 촉진되어, 응고 구조가 성기게 되거나, 겔상 섬유의 강력이 낮아져서 권취 롤로의 권취가 곤란해지는 경향이 있다.

그 다음에, 섬유를 상기 응고욕의 용제 농도보다도 더 묽은 수용액 또는 30℃이상 특히 40∼60℃의 온수, 또는, 60℃ 이상의 열수욕 또는 비등수욕에 넣어, 탈용제, 수세나 연신, 필요에 따라 연신 후의 완화를 행한다. 이 때의 합계 연신 비는, 방사 응고욕에서의 권취 속도의 2∼10배, 특히는 3∼8배가 바람직하고, 연신은 분할하여 배분해도 좋다.

그 다음에, 섬유에 공정유제를 부착시켜 건조시킨다. 공정유제는, 정전 방지, 섬유의 교착 방지나 감촉 개량을 목적으로 하여 이용되지만, 성분은 공지의 유제로 충분하다. 건조 온도로는 110∼190℃, 특히 110∼160℃가 바람직하지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 건조한 섬유는, 그 후 필요에 따라 더 연신시키고, 그 연신비는 1∼4배가 바람직하다. 건조 전의 연신을 포함한 전(全)연신비는, 방사 응고욕에서의 권취 속도의 2.5∼12배로 된다. 전연신비가 2.5배에 미치지 않는 경우, 섬유 물성이 낮아져서 가공이나 취급이 어렵고, 컬 특성을 비롯하여 미용 특성이 나빠지는 경향이 있고, 12배를 넘으면, 섬유 제조 공정에서 단사 절단이 발생하기 쉬워 공정 트러블이 다발하는 경향이 있다.

건조 또는 연신하여 얻어진 섬유는 15%이상의 완화 처리가 더 행해진다. 완화 처리는, 고온, 예를 들면 150∼200℃, 특히 150∼190℃의 건열 또는 과열 수증기 분위기 하, 및/또는, 120∼180℃의 0.05∼0.4MPa, 특히 0.1∼4MPa의 가압 수증기 또는 가열·가압 수증기 분위기 하에서 행해진다. 이것에 의해서, 결절 강도가 향상된 목적의 섬유를 얻을 수 있지만, 완화 처리에 의한 결절 강도 개량을 확실히 하기 위해서는, 적어도 가압 및/또는 과열 및/또는 가열·가압 상태에 있는 수증기 분위기 하에서 15% 이상의 완화를 행함이 바람직하다. 이 때, 수증기 분위기 하의 온도가 너무 낮으면, 목적의 완화율을 얻기 어려워지는 결과, 결절 강도가 부족한 경향이 있고, 너무 높으면, 섬유의 열착색이 진행되는 결과, 섬유가 변색하는 경향 이 있다.

완화 처리는 한 번에 실시해도 좋지만, 2회 이상으로 나누어 행함이 보다 바람직하다. 특별히 건조 전의 완화는, 물성 향상에 영향이 큰 건조 후의 연신비를 올리는 데 유효하다. 단, 2회 이상 행하는 완화 처리에서는, 건조 전의 완화는 전(全)완화의 반 이하로 함이 바람직하다. 건조 전에 전완화의 반이상을 끝내 버리면, 건조 시의 소궤 효과가 저하하는 결과, 광택의 향상을 기대할 수 없는 경향이 있다.

여기서 완화율의 합계를 의미하는 전완화율은, 각 연신비를 곱한 적(積), 즉 전연신비의 값을 100으로 했을 때, 그 값에 대한 비율로 표시한 것으로, 15% 이상이다. 20% 이상에서 효과는 현저하게 되고, 25%이상에서 보다 바람직한 결과가 얻어진다. 전완화율이 15%미만이면 결절 강도가 0.5cN/데시텍스 미만으로 되는 결과, 가발이나 투페 등으로의 가공 시에 모 절단을 일으킨다. 한편, 상한은 특히 한정되지 않지만, 염색 시의 실투(失透)가 일어나지 않은 범위이면 좋고, 기준으로는 40% 이하, 바람직하게는 35% 이하, 특히 바람직하게는 30% 이하이다.

섬도는, 인모와의 대비나 외관, 감촉 및 빗질의 관점에서, 30∼100데시텍스이다. 바람직하게는 40∼80데시텍스, 보다 바람직하게는 45∼70데시텍스, 특히 바람직하게는 45∼60데시텍스이다. 30데시텍스 미만이면, 헤어의 감촉으로서 너무 부드러워 해클링 로스나 빗질에 의한 엉킴이 많아지고, 또한, 100데시텍스를 넘으면 중량 당의 헤어 구성 개수가 줄어들어 볼륨감이 감소하거나 거칠고 딱딱하게 되는 결과, 부자연스러운 헤어스타일로 되어, 모두 두발 소재로는 바람직하지 않다. 여기서, 섬도라 함은 단(單)섬유의 평균값을 의미하며, 섬유다발내에 30데시텍스 미만이나 100 데시텍스를 넘는 섬유가 혼재해 있어도 좋고, 또는 섬도 분포의 피크가 2개 이상이어도 좋으며, 특별히 한정되지는 않는다.

섬유의 표면 광택에 대해서는, 입사각 75도로 조사한 광에 대하여 0∼90도에 이르는 반사광의 비율로 구해지는 광택 콘트라스트가, 0.88∼0.99임이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.90 이상이고, 더 바람직하게는 0.92 이상이다. 광택 콘트라스트가 0.88미만이면, 표면 광택이 부족하기 때문에, 모발 소재로의 적용이 부적합하게 되고, 0.80 미만에 이르러서는 사모조(死毛調)로 되어 위화감까지도 느껴져서, 본 발명의 목적에서 크게 벗어난다. 또한, 광택 콘트라스트가 1.0에 이르면, 경면 광택인 인공적인 광택으로 되어, 자연스러운 광택이 요구되는 모발 소재로는 품위가 낮아서, 인공 모발로서 착용함에는 위화감이 있다.

여기서, 광택 콘트라스트는, 하기 식(1)에 의해서 계산된다.

G=(S-d)/S (1)

식(1)에서, G는 광택 콘트라스트, S는 최대 광택도(피크값), d는 법선 방향의 광택도이다.

종래의 염화비닐리덴을 사용한 아크릴계 섬유의 경우, 광택 콘트라스트를 0.80이상으로 하기 위해서는, 양(良) 용매를 사용한 습식 방사에서는 섬도를 25데시텍스 이하로 할 필요가 있고, 그 이상의 섬도에서는 응고 시에 보이드가 함유되기 때문에, 광택 콘트라스트를 올림은 곤란하였다. 본 발명의 인공 모발은, 단섬유의 섬도가 30∼100데시텍스로 굵음에도 불구하고, 광택 콘트라스트가 0.80이상이 며, 종래 존재하지 않았던 것이다.

섬유의 결절 강도로는, 상술한 바와 같이, 두발 소재의 가공성, 취급성의 관점에서, 바람직하게는 0.5cN/데시텍스 이상, 보다 바람직하게는 0.7cN/데시텍스 이상, 더욱 바람직하게는 0.9cN/데시텍스 이상이다. 결절 강도가 0.5cN/데시텍스 미만이면, 해클링 로스의 증가, 빗질시에 엉킨 섬유의 모 절단 발생 등의 문제가 많아지는 경향이 있다. 또한, 인조모 제작 공정 중에서, 섬유를 접어 꺾은 후의 재봉질로 섬유가 접힌 결과, 인조모로부터의 탈모가 많아지거나, 또는, 식모 침에 의한 스킨 식모 시에 모 절단이 발생하는 등의 문제가 많아지는 경향이 있다. 한편, 상한에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니다.

또한, 섬유 단면 형상으로는, 원, 8, △, Y, T, +, *이나 그 외의 다른 형태 또는 중공(中空)이나 스킨·코어 구조를 일반적으로 채용할 수 있고, 각종 단면이 믹스되어 있어도 좋다. 또한, 섬유 측면 형상도 오목부나 볼록부에 의한 주름 형상과 그 피치나 깊이 또는 주름 방향 등도, 특별히 한정되는 것은 아니다.

단, 단섬유의 컬 발현성 향상을 현저하게 하기 위해서는, 섬유 단면의 원형 충실도가 평균 0.8이상인 것이, 컬 유지성 즉 세팅성 및 헤어 스타일러빌리티의 밸런스의 관점에서 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.85이상이다. 원형 충실도가 0.8미만(예를 들면, 타원∼편평상태의 단면 형상)이면, 열세팅한 컬은 자체 중량에 의한 늘어남이 커져 목적의 컬 발현을 얻기 어렵게 된다. 또한, 컬 발현성만의 향상이면, 원형 충실도가 0.8미만인 Y자나 십자의 섬유 단면형상으로도 목적은 달성할 수 있는 것도 있지만, 촉감상 질기고 들러붙음이나 거칠고 딱딱한감이 있고, 헤 어스타일러빌리티도 나빠지게 되는 결과, 품질 밸런스가 무너져서, 헤어 특성으로는 바람직하지 않다. 따라서, 세팅성과 헤어스타일러빌리티가 밸런스를 이룬 인공 모발로서는 원형 충실도가 중요한 요소로 된다.

여기서 말하는 섬유 단면의 원형 충실도라 함은, 섬유 축에 수직인 섬유 단면에서, 서로 평행한 2올의 접선간의 거리를 섬유 폭의 길이로 한 경우에, 해당 섬유 단면에서의 섬유 폭의 길이 중의 최대 폭의 길이(예를 들면, 도1 중의 접선 M₁ 및 M₂ 간의 거리 A)를 직경으로 하는 원의 면적(R)에 대한 해당 섬유 단면의 면적(F)의 비율을 의미하며, 하기 식(2)에 의해서 구해지는 값이다.

(원형 충실도) =

(섬유 단면 면적)/(최대 폭의 길이를 직경으로 하는 원의 면적) (2)

다만, 섬유 단면의 중앙부가 중공 구조의 ○자 단면이나 편평 단면이 변형한 중앙부에 공동을 갖는 C자 단면과 같은 구조는, 충실한 섬유 단면의 대상외로 된다. 섬유 단면 외주에 오목부가 있는 경우는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 그 오목부(H)에 가장 가깝게, 또한 섬유 단면을 횡단하지 않는 접선(N_l)과 그 접선(N₁)에 평행한 또 하나의 접선(N₂)에 끼이는 섬유 폭의 길이(B)에 대한 비율(%)을 오목도(h)로 했을 때, 오목도(h%)가 20% 이하이면 좋다. 또한, 상기 오목도(h%)는 하기 식(3)에 의해 구해진다.

오목도(h%)=100×(b/B) (3)

그 이유로는, 예를 들면 ○자 단면이나 C자 단면과 같이 섬유 단면 내부에 큰 공동이나 오목부가 존재하면, 세발이나 빗질 등의 외력에 의해, 섬유에 접힘, 찌그러짐, 피브릴화 등이 생기기 쉽고, 모발 소재로서의 품격이 저하하기 때문이다.

또한, 인공 모발로서 이용하기 위한 착색은, 방사 원액으로의 염료나 안료의 첨가 이외에, 방사 공정중에서의 겔 염색, 또는 완화 처리전이나 완화 처리후의 염색에 의해서도 용이하게 행할 수 있어, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 감촉, 헤어의 보송보송한 감, 빗질이나 헤어의 평활성 부여를 위한 유제 부착도, 공지의 각종 유제를 임의로 이용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예, 비교예에 의하여, 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또한, 사용한 화학 조성의 % 표시는 모두 중량%를 나타내고, 부는 모두 중량부를 나타낸다. 또한, 섬유의 제조 공정에서의 전(全)연신 배율은 소수점 2자리수를 반올림한 값을, 전(全)완화율은 소수점 1자리수를 반올림한 값으로 하였다. 또한 실시예의 설명에 앞서, 샘플 제조나 평가법에 대해서는, 이하의 방법으로 실시하였다.

(원액 점도)

단일 원통형 회전 점도계 비스메트론 형식 VSA(지포(芝浦) 시스템(주))를 사용하여, 원액 온도 4O℃에서 측정하였다.

(섬도)

오토바이브로식 섬도 측정기 DENIER COMPUTER 타입 DC-11(서치(주)제)을 사용해 측정하여, 30개의 샘플의 측정값의 평균값으로 하였다.

(결절 강도)

JIS L1069-1995 6.2.1에 준하여 측정하고, 30개의 샘플의 측정값의 평균값으로 하였다.

(광택 콘트라스트)

자동변각 광도계 GONIOPHOTOMETER GP-200형((주)촌상(村上)색채 기술연구소제)을 사용하여 측정하였다. 광원으로는 할로겐 램프 광을 사용하였다. C광원용 변환 필터를 통하여, 빗질하여 모를 정돈한 섬유다발의 섬유 길이 방향으로, 광속지름 21mm, 입사각 75도로 광을 조사하였다. 이 조사광에 대해, 반사각 0∼90도에 걸쳐 수광지름 13.6mm로 반사광을 수광하여 반사율을 측정하였다. 수광기는 광전자 증배관(수광 소자·사이드온형 광전자 증배관 R6355)으로 된다. 다만, 수광의 표준은 굴절율 1.518 표준판(입사각 75도의 프레넬 계수 25.6×10^-2)을 사용하고, 이 때의 반사율을 96.9%로 하였다. 광택 콘트라스트는 시료의 법선 방향(0도)의 값을 d(%), 최대 피크값을 S(%)로 했을 때, 광택 콘트라스트 G를 식(1)으로 구하였다.

G=(S-d)/S (1)

(원형 충실도)

직경 2mm정도의 섬유다발을 에폭시계 접착제로 고정하고, 섬유다발에 대해서 수직 방향으로 절단하여 섬유 단면 관찰용 샘플로서 몇 개 준비하였다. 샘플은, 섬유다발의 절단면을 이온 코터 IB-3형((주)에이코 엔지니어링제)으로 Au 증착한 후, 주사형 전자현미경 S-3500N형((주)히타치 제작소제)를 사용하여 섬유 단면 사진 촬영을 행하였다. 섬유 단면 하나하나에 대하여, 예를 들면 도 1과 같이, 최대 폭 길이(A)과 면적(F)을 측정하여, 하기 식에 의해 원형 충실도를 구하고, 20개의 섬유 단면에 대해서 평균값을 구하였다. 또한, 섬유 단면의 최대 폭 길이(A)나 면적(F)은 화상 처리 소프트 Image-HyperII((주)인터쿠엑스트)를 사용하여 구하였다.

(원형 충실도)=(섬유 단면적/최대폭의 길이를 직경으로 하는 원 면적)

=4F/(A²π)

(인조모 제조)

섬유다발을 해클링하여 섬유 길이 31cm로 잘라 가지런히 하였다. 3련의 미싱으로 되는 인조모 제작 미싱을 사용하여 공급량 28g/100cm로 섬유단으로부터 3cm의 거리를 첫번째의 미싱인 2본바늘로 꿰매었다. 꿰맨 2본의 실의 폭의 거의 중앙부를 접어 넣어, 2번째의 미싱으로 앞의 재봉실 부분 부근의 위에서부터 1본바늘로 계속해서 꿰매었다. 또한 접힌 부분으로부터 3mm 정도 재차 접어서, 3번째의 미싱의 1본바늘로 꿰맴으로써, 접힌부분을 고정하여, 인조모를 제조하였다. 이 때의 모 길이는 약 27∼28cm로 된다.

(컬 세팅성 평가)

제조한 인조모는 12.5cm 폭으로 절단하였다. 절단한 인조모보다도 넓은 페이퍼에 인조모를 올려둔 상태로, 빗으로 빗어서 섬유를 평행하게 가지런히 하고, 인조모의 재봉실 방향으로 직경 32mm의 알루미늄제 파이프를 대어서 페이퍼와 함께 인조모를 파이프에 감고, 느슨해지지 않게 페이퍼를 점착 테이프로 고정하였다. 소정의 온도로 조절한 균열 오븐에, 인조모를 감은 파이프를 넣어 60분간 열세팅한 후, 실온에서 냉각하여 컬 세팅한 인조모를 꺼집어 냈다. 컬 세팅한 인조모는, 재봉실을 수평으로 유지하여, 늘어뜨린 섬유를 재봉실 방향으로 6분할하여, 각각의 다발마다에 컬 형상을 정돈하고, 재봉실로부터 각 모다발의 컬의 선단까지의 거리를 경시적으로 측정하여 컬 특성을 측정하였다. 6개의 샘플에 대해서, 각 컬 모다발의 재봉실로부터 컬한 모다발 선단의 거리를 구하고, 그 평균값으로 컬 세팅성을 평가하였다. 값이 작을수록 컬 형상이 유지되어 있음을 나타낸다.

실시예 1

게이지압 0.1MPa 정도의 압력에 견딜 수 있는 간이 압력 용기 중에, 아크릴로니트릴 51.5중량%, 염화비닐리덴 47중량%, 스티렌설폰산나트륨 1.5중량%로 되는 단량체 혼합물을, 산화환원계 촉매를 사용하여 유화 중합시켜 공중합체를 얻었다. 이 공중합체를, 염석, 침전, 분리, 수세 등의 조작을 행하여 충분히 건조시킨 후 분쇄하였다.

또한, 원료로서 염화비닐을 함유하는 경우에는, 원료를 개방계 용기로는 취급할 수 없기 때문에, 고압 가스 대응 장치를 사용하게 되고, 0.4∼1MPa의 압력에 견디는 압력 용기가 상용되어, 염화비닐 단량체의 원료 공급원으로부터 중합이 끝날 때까지 모든 조작이 밀폐계에서 취급하게 된다. 그것에 대해, 염화비닐 대신에 염화비닐리덴을 원료로서 사용하면, 간이 압력 용기의 사용이 가능하며, 개방계에서의 계량이나 액이송이 가능한 등의 취급이 용이하게 되는 이점이 있다.

얻어진 공중합체를 DMF에 용해하고, 물을 그 공중합체 100부에 대해서 10부 더 첨가하여, 혼합·교반한 뒤, 감압탈포를 행하여 농도 23중량%로 조정하여, 방사 원액을 얻었다. 얻어진 원액의 점도는 290데시파스칼·초였다.

얻어진 원액을 방사 노즐(구멍 지름 0.35mm, 구멍 수 50개)을 통하여, 10℃, 58중량% DMF 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 방사한 섬유를, 45℃의 30중량% DMF 수용액으로 되는 욕에 넣어서 2.7배로 연신하고, 70℃의 15중량% DMF 수용액으로 되는 욕에서 1.5배로 더 연신하였다. 그 후, 90℃에서 수세하여 145℃에서 건조시킨 후, 1.5배로 연신하여, 전(全)연신비를 6.1배로 하였다. 그 다음에, 190℃의 과열 수증기 분위기 하에서 긴장을 유지한 채로, 24%의 완화 처리를 행하였다.

얻어진 섬유는, 섬도 55데시텍스, 광택 콘트라스트 0.90, 결절 강도 0.77cN/데시텍스, 원형 충실도 0.72였다.

이 섬유로 인조모를 제조한 결과, 비교로서 사용한 아크릴로니트릴과 염화비닐을 공중합하여 얻어지는 아크릴계 섬유인 시판의 인공 모발 가네카론 Tiara^TM(가네가후치고교(주)제)와 마찬가지로, 인조모 제조 시의 미싱 공정이나 빗질에 의한 모 절단은 거의 보이지 않아, 양호하였다. 또한, 컬 세팅 후, 컬 형상을 정돈하여 광택을 관찰한 결과 자연스러운 광택이 보여지고, 인모와 매우 유사하였다.

비교예 1

실시예 1에서 얻어진 공중합체를, 물을 함유하지 않는 DMF에 용해하고, 농도 를 23%로 조정하여 방사 원액을 얻었다. 이 방사 원액의 점도는 280데시파스칼·초였다. 이하, 실시예 1과 동일한 방법으로 섬유를 제조하였다. 얻어진 섬유는, 섬도 55데시텍스, 광택 콘트라스트 0.84, 결절 강도 0.75cN/데시텍스, 원형 충실도 0.78이었다.

이 섬유를 사용하여 인조모를 제조하고, 빗질하여 모절단을 관찰한 결과, 실시예 1와 마찬가지로, 인조모 제조의 미싱 공정이나 빗질에 의한 모절단은 거의 보이지 않았다. 그러나, 컬 세팅 후, 컬 형상을 정돈하여 광택을 관찰한 결과, 광택은 무광감이 강하고 흰빛을 띠기 때문에, 굵은감이 실시예 1에서 제조한 섬유와 동일한 정도의 섬도를 가짐에도 불구하고, 그 이상의 굵기로 강조되어 눈에 띄어, 인공 모발로는 부적당하였다.

실시예 2

아크릴로니트릴 57%, 염화비닐리덴 40.8%, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판설폰산나트륨 2.2%로 되는 공중합체를, DMF에 용해하고, 그 공중합체 100중량부에 대해서 12중량부의 물을 더 첨가해서 혼합 용해하여, 농도를 29%로 조정하여 방사 원액을 얻었다. 방사 원액의 점도는 98데시파스칼·초를 나타내었다.

이 원액을, 방사 노즐(구멍 지름 0.30mm, 구멍 수 112개)을 통하여 20℃의 농도 58% DMF 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 45℃의 30% DMF수로 되는 욕에 넣어 4배로 연신하고, 70℃의 15% DMF 수용액으로 되는 욕에서 1.1배로 더 연신하여, 전연신비를 4.4배로 하였다. 또한, 90℃의 열수로 수세와 9%의 완화를 행하고, 공정유제를 부착시켜 145℃에서 건조시킨 후, 0.26MPa의 가압 수증 기 분위기 하에서 긴장을 유지한 채로 22%의 완화를 행하여, 전완화율을 29%로 하였다.

얻어진 섬유는, 섬도 52데시텍스, 광택 콘트라스트 0.94, 결절 강도 1.06cN/데시텍스, 원형 충실도 0.73을 가지고 있었다.

이 섬유로 인조모를 제조한 결과, 실시예 1과 마찬가지로, 비교용의 인공 모발 섬유와 손색없이, 미싱 공정에서의 모 절단이 없고, 얻어진 인조모를 빗질했으나, 모 절단이나 빠진 모도 거의 보이지 않아 양호하였다.

비교예 2

아크릴로니트릴 51.5%, 염화비닐리덴 48%, 스티렌설폰산나트륨 0.5%로 되는 공중합체를 DMF에 용해하고, 물을 그 공중합체 100부에 대해 12부 첨가해서 농도 29.5%로 조정하여, 방사 원액을 얻었다. 이 원액의 점도는 200데시파스칼·초였다. 이 원액을 방사 노즐(구멍 지름 0.22mm, 구멍 수 50개)를 통하여, 실시예 2와 동일한 방법으로 방사를 행하여, 섬유를 얻었다.

얻어진 섬유는, 섬도 50데시텍스, 광택 콘트라스트가 0.79, 결절 강도 0.97cN/데시텍스를 가지고 있었다. 이 섬유를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로, 인조모를 제조한 결과, 미싱 공정에서의 모 절단이 없고, 또한 얻어진 인조모를 빗질해도 모절단이나 빠진 모도 거의 없었지만, 외관은 사모조의 광택으로 되어, 인공 두발 소재로는 부적합한 품질이었다.

실시예 3

실시예 2에 얻어진 가압 수증기 분위기 하에서 완화 처리한 필라멘트를, 190 ℃의 열풍 분위기 하에서 긴장을 유지한 상태로 1.6% 더 완화하고, 합계 3회의 완화를 포함한 전완화율을 30%로 하였다. 얻어진 섬유는, 섬도 53데시텍스, 광택 콘트라스트 0.92, 결절 강도 1.18cN/데시텍스를 가지고 있었다.

실시예 4

아크릴로니트릴 56%, 염화비닐리덴 42.2%, 메탈릴설폰산나트륨 1.8%로 되는 공중합체를, DMF에 용해하고, 그 공중합체 100부에 대해서 17부의 물을 더 첨가해서 혼합 용해하여, 농도를 26%로 조정하여 방사 원액을 얻었다. 방사 원액의 점도는 130데시파스칼·초를 나타내었다.

이 원액을, 방사 노즐(구멍 지름 0.30mm, 구멍 수 112개)을 통하여 20℃의 농도 58% DMF 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 75℃의 30% DMF 수용액으로 되는 욕에 넣어 4배로 연신하고, 80℃의 15% DMF 수용액으로 되는 욕에서 1.1배로 더 연신하여, 전연신비는 4.4배로 하였다. 또한, 90℃의 열수로 수세와 9%의 완화를 행하고, 공정유제를 부착시켜 145℃에서 건조시킨 후, 0.26MPa의 가압 수증기 분위기 하에서 긴장을 유지한 채로 25%의 완화를 행하여, 전완화율을 32%로 하였다.

얻어진 섬유는, 섬도 48데시텍스, 광택 콘트라스트 0.93, 결절 강도 1.16cN/데시텍스, 원형 충실도 0.94를 가지고 있었다.

이 섬유로 인조모를 제조한 결과, 미싱 공정에서의 모 절단은 실시예 1과 마찬가지로, 비교용의 시판의 인공 모발 가네카론 Tiara^TM(가네가후치고교(주)제)와 손색없이, 얻어지는 인조모를 빗질했으나, 모절단이나 빠진 모도 거의 보이지 않아, 양호하였다.

실시예 5

실시예 4에 사용한 공중합체를 DMAc에 용해하고, 그 공중합체 100부에 대해서 11부의 물을 더 첨가해서 혼합 용해하여, 농도를 26%로 조정하여 방사 원액을 얻었다. 방사 원액의 점도는 210데시파스칼·초를 나타내었다.

이 원액을, 방사 노즐(구멍 지름 0.30mm, 구멍 수 l12 개)을 통하여, 30℃의 농도 50% DMAc 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 80℃의 열수로 되는 욕에 넣고 4배로 연신하고, 85℃의 열수로 되는 욕에서 1.1배로 더 연신하여, 전연신비를 4.4배로 하였다. 또한, 9O℃의 열수로 수세와 9%의 완화를 행하고, 공정유제를 부착시켜 145℃에서 건조시킨 후, 0.27MPa의 가압 수증기 분위기 하에서 긴장을 유지한 채로, 30%의 완화를 행하여, 전완화율을 36%로 하였다.

얻어진 섬유는, 섬도 55데시텍스, 광택 콘트라스트 0.94, 결절 강도 1.10cN/데시텍스를 가지고 있었다. 또한, 도 2에 나타내는 바와 같이, 섬유 단면(1)은 거의 원형을 가지고 있으며, 원형 충실도는 0.93이었다.

이 섬유로 인조모를 제조한 결과, 미싱 공정에서의 모 절단은, 실시예 1과 마찬가지로, 비교용의 시판의 인공 모발 가네카론 Tiara^TM(카네가후치고교(주)제)와 손색없이, 얻어지는 인조모를 빗질하였으나, 모절단이나 빠진 모도 거의 보이지 않아, 양호하였다. 또한, 컬 세팅은 표 3에 나타내는 바와 같이, 110℃의 열 세팅 조건 하에서는, 세팅 직후는 13.1cm, 1 주일 후는 17.1cm를 나타내었다. 또한, 150℃의 열세팅 조건 하에서는, 세팅 직후에는 12.6cm, 1주일 후에는 16.6cm를 나타내었다. 어떠한 조건에서도 컬 형상에 타이트한감이 보이며, 이하에 기재하는 비교예 6보다 양호하였다.

실시예 6

실시예 5에서 얻어진 가압 수증기 분위기 하에서 완화 처리한 필라멘트를, 190℃의 열풍 분위기 하에서 긴장을 유지한 상태로 1.3% 더 완화하여, 전완화율을 37%로 하였다. 얻어진 섬유는, 섬도 56데시텍스, 광택 콘트라스트 0.94, 결절 강도 1.36cN/데시텍스를 가지고 있었다.

실시예 7

아크릴로니트릴 57%, 염화비닐리덴 40.5%, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판설폰산나트륨 2.5%로 되는 공중합체를, 그 공중합체 100부에 대해 12부의 물을 첨가한 DMF에 용해하고 교반·감압탈포를 행하여, 농도 29%로 조정해 방사 원액을 얻었다. 방사 원액의 점도는 120데시파스칼·초를 나타내었다.

이 원액을, 방사 노즐(구멍 지름 0.35mm, 구멍 수 50개)을 통하여, 20℃의 농도 60% DMF용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 45℃의 30% DMF 수용액으로 되는 욕에 넣어 3배로 연신하고, 70℃의 15% DMF 수용액으로 되는 욕에서 1.7배로 더 연신하여, 전연신비를 5.1배로 하였다. 또한, 90℃의 열수로 수세와 4%의 완화를 행하고, 공정유제를 부착시켜 145℃에서 건조시킨 후, 0.23MPa의 가압 수증기 분위기 하에서 긴장을 유지한 채로, 18%의 완화를 행하여, 전완화율 21%의 완화 처리를 행하였다.

얻어진 섬유는 섬도 67d데시텍스, 광택 콘트라스트 0.96, 결절 강도 0.76cN/데시텍스, 원형 충실도 0.74를 가지고 있었다.

이 섬유로 인조모를 제조한 결과, 비교로서 사용한 인공 모발 섬유인 시판의 가네카론 Tiara^TM(가네가후치고교(주)제)와 마찬가지로, 미싱 공정에서의 모절단이 없고, 얻어진 인조모를 빗질하였으나, 모절단이나 빠진 모는 거의 보이지 않았다.

실시예 8

아크릴로니트릴 58%, 염화비닐리덴 40%, 메탈릴설폰산나트륨 2%로 되는 공중합체를, DMAc에 용해하고, 물을 그 공중합체 100부에 대해서 11부 더 첨가해서 농도 28%로 조정하여, 방사 원액을 얻었다. 이 원액의 점도는 360데시파스칼·초였다.

이 원액을, 방사노즐(구멍 지름 0.30mm, 구멍 수 50개)을 통하여, 20℃의 농도 58% DMAc 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 75℃의 농도 30% DMF 수용액으로 되는 욕에 넣어 4배로 연신하고, 80℃의 농도 15% DMF 수용액으로 되는 욕에서 1.1배로 더 연신하여, 전연신비를 4.4배로 하였다. 또한 90℃의 열수욕에서 수세와 4%의 완화를 행하고, 유제조(油劑槽)에서 방사유제를 부여하여, 130℃에 이어서 160℃의 열풍 건조기에 넣어 건조시켰다. 얻어진 섬유는, 그 후, 0.1MPa의 가압 수증기 분위기 하에서 긴장을 유지한 채로, 1O%의 완화 처리를 행하여, 전완화율 14%의 완화로 하였다.

얻어진 섬유는 섬도 55데시텍스, 광택 콘트라스트 0.93, 결절 강도 0.43cN/데시텍스를 가지고 있었다.

이 섬유로 인조모를 제조한 결과, 미싱 공정에서의 모 절단이 많고, 얻어진 인조모를 폭 30cm로 잘라서 묶어, 빗질해도, 역시 모절단이나 빠진 모가 많았지만, 컬 세팅한 인조모의 외관은 자연스러운 광택을 보이며, 인모와 유사하였다.

실시예 9

아크릴로니트릴 57%, 염화비닐리덴 41%, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판설폰산나트륨 2%로 되는 공중합체를 DMF에 용해하고, 그 공중합체 100부에 대해서 12부의 물을 더 첨가해서 혼합 용해하여, 농도 29%로 조정하여 방사 원액을 얻었다. 방사 원액의 점도는 100데시파스칼·초를 나타내었다.

이 원액을, 슬릿 형상이 Y형태의 방사 노즐(슬릿부 1개의 면적 0.096㎟, 구멍 수 50개)을 통하여, 20℃, 농도 58% DMF수로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 45℃의 30% DMF 수용액으로 되는 욕에 넣어 2배로 연신하고, 70℃의 15% DMF 수용액으로 되는 욕에서 1.5배로 더 연신하였다. 또한, 90℃의 열수로 수세와 4%의 완화를 행하고, 공정유제를 부착시켜 145℃에서 건조 및 2배의 연신을 행하고, 각 연신 조작을 곱한 전연신비를 6배로 하였다. 그 후, 0.26MPa의 가압 수증기 분위기 하에서 긴장을 유지한 채로, 25%의 완화를 행하고, 2회의 완화에 의한 전완화를 28%로 하였다.

얻어진 섬유의 단면 형상은 노즐 슬릿 형상의 상사(相似)형인 Y형을 갖고 있었다. 또한, 물리 특성은, 섬도 48데시텍스, 광택 콘트라스트 0.95, 결절 강도 1.0cN/데시텍스였다.

이 섬유로 인조모를 제조한 결과, 실시예 1과 동일하게, 비교용의 시판의 인공 모발 가네카론 Tiara^TM(가네가후치고교(주)제)와 손색없이, 미싱 공정에서의 모절단은 없고, 얻어진 인조모를 폭 30cm로 잘라서 묶어, 빗질하였으나, 모절단이나 빠진 모도 거의 보이지 않아, 양호하였다.

비교예 3

아크릴로니트릴 51.5%, 염화비닐리덴 48%, 스티렌설폰산나트륨 0.5%로 되는 공중합체를, DMF에 용해하고, 물을 그 공중합체 100부에 대해서 10부 더 첨가하여 혼합교반하고, 감압탈포를 행해 농도 29.5%로 조정하여, 방사 원액을 얻었다. 이 원액의 점도는 180데시파스칼·초였다.

이 원액을, 방사 노즐(구멍 지름 0.30mm, 구멍 수 50개)을 통하여, 20℃의 농도 60% DMF 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 45℃의 30% DMF 수용액으로 되는 욕에 넣고 3배로 연신하고, 70℃의 15% DMF 수용액으로 되는 욕에서 1.7배에 더 연신하여, 전연신비를 5.1배로 하였다. 그 후, 공정유제를 부착시켜, 130℃에 이어서 160℃의 열풍 건조기로 건조시킨 후, 0.1MPa의 가압 수증기 분위기 하에서, 긴장을 유지한 채로, 10%의 완화 처리를 행하였다.

얻어진 섬유는, 섬도 56데시텍스, 광택 콘트라스트 0.81, 결절 강도 0.32cN/데시텍스를 가지고 있었다. 이 섬유를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로, 인조모를 제조한 결과, 미싱 공정에서의 모절단이 많고, 얻어진 인조모를 빗질해도, 역시 모절단이나 빠진 모가 많고, 또한 외관은 사모조의 광택으로 되어, 인공 두발 소재로는 부적합한 품질이었다.

비교예 4

아크릴로니트릴 57.5%, 염화비닐리덴 40.5%, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판설폰산나트륨 2%로 되는 공중합체를, DMF에 용해하고, 감압탈포를 행해서 농도 29%로 조정하여, 방사 원액을 얻었다. 이 원액의 점도는 92데시파스칼·초였다.

이 원액을, 방사 노즐(구멍 지름 0.25mm, 구멍 수 50개)을 통하여, 20℃의 농도 58% DMF 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 45℃의 30% DMF수용액으로 되는 욕에 넣어 4배로 연신하고, 70℃의 15% DMF수로 되는 욕에서 1.1배로 더 연신하여, 전연신비를 4.4배로 하였다. 추가로 90℃의 열수로 수세한 후, 공정유제를 부착시켜, 130℃에 이어서 160℃의 열풍 건조기로 건조시켰다. 그 후, 0.1MPa의 가압 수증기 분위기 하에서 긴장을 유지한 채로, 1O%의 완화 처리를 행하였다.

얻어진 섬유는, 섬도 54데시텍스, 광택 콘트라스트 0.83, 결절 강도 0.36cN/데시텍스를 가지고 있었다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 섬유 단면(1)은 원형이지만, 광택이나 결절 강도 등의 섬유 물성에 불리한 마이크로 보이드가 많이 보였다. 원형 충실도는 0.91였다.

이 섬유를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로, 인조모를 제조한 결과, 미싱 공정에서의 모 절단이 많고, 얻어진 인조모를 폭 30cm로 잘라서 묶어, 빗질해도, 역시 모 절단이나 빠진 모가 많고, 또한 외관은 사모조의 광택으로 되어, 인공 두발 소재로는 부적합한 품질이었다.

비교예 5

아크릴로니트릴 56%, 염화비닐리덴 42.2%, 메탈릴설폰산나트륨 1.8%로 되는 공중합체를, DMAc에 용해하고, 농도 26%로 조정하여 방사 원액을 얻었다. 방사 원액의 점도는 190데시파스칼·초를 나타내었다.

이 원액을, 방사 노즐(구멍 지름 0.30mm, 구멍 수 112개)을 통하여 20℃의 농도 50% DMAc 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 80℃의 열수로 되는 욕에 넣어 3.2배로 연신하고, 90℃의 열수로 되는 욕에서 1.5배로 더 연신하고, 공정유제를 부착시켜 145℃에서 건조시킨 후, 95℃의 포화 수증기 분위기 중에서 1.5배의 연신을 행하여, 각 연신 조작을 곱한 전연신비를 7.2배로 하였다. 그 후, 건조 온도를 110℃로 설정한 분위기 하에 가압 수증기를 불어넣고, 긴장을 유지한 채로 25%의 완화를 행하여 건조시켰다.

얻어진 섬유는 섬도 52데시텍스, 광택 콘트라스트 0.86, 결절 강도 0.82cN/데시텍스, 원형 충실도 0.84를 가지고 있었다.

이 섬유로 인조모를 제조한 결과, 실시예 1과 마찬가지로, 인조모 제조의 미싱 공정에서의 모절단이 없고, 얻어진 인조모를 빗질했으나, 모절단이나 빠진 모도 거의 보이지 않았지만, 광택이 부족하여, 인공 모발로서는 부적합한 소재였다.

비교예 6

아크릴로니트릴 51.5%, 염화비닐리덴 48%, 스티렌설폰산나트륨 0.5%로 되는 공중합체를, 아세톤에 용해해서 농도 29.5%로 조정하여, 방사 원액을 얻었다. 이 원액의 점도는 62데시파스칼·초였다.

이 원액을, 방사 노즐(구멍 지름 0.30mm, 구멍 수 50개)을 통하여, 20℃의 농도 18% 아세톤 수용액으로 되는 응고욕에 방출하였다. 그 다음에 55℃의 5% 아세톤 수용액으로 되는 욕에 넣어 1.5배로 연신하고, 65℃의 온수로 되는 수세욕을 더 통과시키고, 공정유제를 부착시켜 120℃에서 건조시켰다. 이어서, 같은 온도에서 2.5배로 연신하여 전연신비를 3.8배로 하였다. 그 후, 150℃에서 5%, 또 190℃의 과열 수증기로 5% 완화를 행하여, 전완화율 10%의 완화 처리를 행하였다.

얻어진 섬유는, 섬도 56데시텍스, 광택 콘트라스트 0.97, 결절 강도 0.45cN/데시텍스를 가지고 있었다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 섬유 단면(1)은 대부분이 C형에 가까운 부정형 단면을 가지고 있어, 원형 충실도는 0.71이었다.

이 섬유를 사용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로, 인조모를 제조한 결과, 미싱 공정에서의 모절단이 많고, 얻어진 인조모를 빗질해도, 역시 모절단이나 빠진 모가 많았다. 또한, 컬 세팅은, 표 3에 나타내는 바와 같이, 110℃의 열세팅 조건 하에서는, 세팅 직후는 17.7cm, 1주일 후는 20.3cm를 나타내었다. 150℃에서의 컬 세팅은 오그라듦이 많이 발생했기 때문에, 130℃에서의 컬 세팅을 행한 결과, 세팅 직후는 17.3cm, 1주일 후는 19.8cm를 나타내었다.

<표 1>

<표 2>

<표 3>

본 발명에서 얻어지는 인공 모발은, 아크릴로니트릴과 염화비닐리덴으로부터 얻어지는 특정 아크릴계 중합체를 조성으로 한 섬유로 되어, 가공성이 개량되어 있기 때문에, 종래의 아크릴로니트릴과 염화비닐로 되는 아크릴계 중합체로 되는 섬유와 같은 상품 특성을 가지며, 가발이나 투페를 비롯하여, 헤어피스, 위빙, 붙임 머리나 블레이드(braid) 등의 두발 용도에 적합한 소재로 될 수 있다.

Claims

아크릴로니트릴 40∼74중량%, 염화비닐리덴 25∼59중량%, 및 이들과 공중합 가능한 설폰산기 함유 비닐단량체 1.3∼4중량%로 되는 아크릴계 중합체와, 양 용제로 되는 중합체 용액에, 그 중합체 중량 100중량부에 대하여 3∼25중량부의 물을 함유하여 되는 방사 원액으로부터 얻어지고, 섬유를 전완화율이 15∼40%로 되도록 완화 처리한 섬유로 되고, 섬유의 광택 콘트라스트가 0.88이상이고, 단섬유의 평균섬도가 40∼80데시텍스인 인공 모발.
제1항에 있어서,

섬유의 결절 강도가 0.5cN/데시텍스 이상인 인공 모발.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 양 용제가 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 및 디메틸설폭시드로 되는 군에서 선택된 적어도 1종인 인공 모발.
삭제
아크릴로니트릴 40∼74중량%, 염화비닐리덴 25∼59중량%, 및 이들과 공중합 가능한 설폰산기 함유 비닐단량체 1.3∼4중량%로 되는 아크릴계 중합체와, 양 용제로 되는 중합체 용액에, 그 중합체 중량 100중량부에 대하여 3∼25중량부의 물을 함유하여 되는 방사 원액을 제조하는 공정, 그 방사 원액을 습식 방사에 의해 섬유화하는 공정, 섬유를 전연신비가 2.5∼12배로 되도록 연신처리하는 공정, 및, 섬유를 전완화율이 15% 이상으로 되도록 완화 처리하는 공정으로 되는,

섬유의 광택 콘트라스트가 0.88 이상이며, 단섬유의 평균섬도가 40∼80데시텍스인 인공 모발의 제조법.
제7항에 있어서,

2회 이상으로 분할하여 완화 처리하는 인공 모발의 제조법.
제7항에 있어서,

섬유를 건조시킨 후, 가압 및/또는 과열 상태에 있는 수증기 분위기 하에서 완화 처리하는 인공 모발의 제조법.
제8항에 있어서,

섬유를 건조시킨 후, 가압 및/또는 과열 상태에 있는 수증기 분위기 하에서 완화 처리하는 인공 모발의 제조법.
제9항에 있어서,

수증기 분위기 하의 온도가 120∼200℃인 인공 모발의 제조법.
제10항에 있어서,

수증기 분위기 하의 온도가 120∼200℃인 인공 모발의 제조법.