KR20030064622A

KR20030064622A - 난연성 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유

Info

Publication number: KR20030064622A
Application number: KR10-2003-0003199A
Authority: KR
Inventors: 시가도요히코; 마스다도시유키; 고와키도시히로
Original assignee: 가네가후치 가가쿠 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2003-01-17
Publication date: 2003-08-02
Also published as: CN1300396C; CN1435517A; JP3895606B2; JP2003221733A; KR100861058B1

Abstract

본 발명은 폴리에스테르 섬유의 특장인 내열성, 강신도(强伸度) 등의 섬유물성을 유지함에 부가해서, 세팅 용이성, 세팅 유지성 등의 인공모발로서의 요구 성능을 만족시키고, 또한 종래의 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유에는 없었던, 내드립(drip)성, 난연성(難燃性)을 부여한 인공 두발용 섬유를 제공한다. 본 발명의 인공 두발용 섬유는 적어도 180℃에서의 아이언(iron) 세팅에 견디고, 또한 200℃에서의 열수축률이 5%이하인 내열성을 갖고, 한계 산소 지수(LOI)가 25 이상인 난연성을 갖고, 또한, 80℃∼200℃의 모든 온도범위에서의 컬(curl) 세팅이 가능하며, 컬 세팅된 섬유를 25℃에서 7일간 정치했을 때의 컬 신장률이 35%이하로 되는 특성을 갖는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유이다.

Description

난연성 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유{FLAME-RETARDANT POLYESTER FIBER FOR ARTIFICIAL HAIR}

본 발명은, 세팅 용이성, 세팅 유지성, 내열성, 내드립성, 난연성이 우수한 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유에 관한 것이다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주체로 하는 폴리에스테르로 이루어지는 섬유는, 고융점, 고탄성율이고 우수한 내열성, 내약품성을 갖고 있으므로, 커튼, 깔개, 의료, 모포, 시트지, 테이블보, 의자 씌우개, 벽장재, 인공 두발, 자동차 내장 자재, 옥외용 보강재, 안전망 등에 널리 사용되고 있다.

가발, 헤어위그(hair wig), 붙임머리, 헤어 밴드(hair band), 인형 머리(doll hair) 등의 두발제품에서는, 종래 인모(人毛), 또한 인공 두발로서 모다크릴, 폴리염화비닐, 폴리아미드, 폴리에스테르 등이 사용되어 왔다. 인모의 제공은 곤란하게 되고 있어, 인공 두발의 중요성이 높아지고 있다. 인공 두발 소재로서 적합한 감촉, 촉감을 갖고, 컬 또는 스트레이트의 각 스타일 특성에 따른 가공성의 면에서, 특히 모다크릴 또는 폴리염화비닐이 많이 사용되어 왔다. 이들은 소재로서의 난연성의 특장을 함께 갖는 것이지만, 모두 내열 온도의 점에서는 불충분하였다.

상기한 여러 두발 제품은, 내열성, 난연성과 같은 소재 특성을 가질 뿐만 아니라, 미용성, 디자인성, 상품성도 겸비해야 하는 것이며, 스트레이트 스타일에 부가해서 컬 스타일로도 가공할 수 있음이 요구된다. 이것에는 프리컬 세팅으로서, 인공 두발섬유를 제조, 또는 후가공하는 공정에서 건열 또는 습열의 열원을 사용하여, 가열 상태에서 두발 원료에 컬 형상을 부여한 후, 냉각에 의해 형상을 고정하는 열 세팅법이 일반적으로 사용된다.

내열성이 비교적 높은 폴리에스테르에서도, 내열성이 낮은 모다크릴, 폴리염화비닐 등과 마찬가지로, 프리컬 세팅은 비교적 저온에서 실시하는 것이 조작성, 비용성 등의 면에서 바람직하고, 80℃∼120℃ 정도의 온도에서 행함이 일반적이다.

한편, 그것과 동시에, 가발(hair wig) 및 헤어 액세서리 등의 머리 장식 제품, 특히 위빙(weaving)인 경우에는, 머리에 부착하고 나서 컬 세팅을 실시해서 사용하는 경우도 있으므로, 헤어 아이언(hair iron)에 의한 열 세팅이 많이 사용된다. 이 헤어 아이언은 일반적으로 인모를 컬 세팅할 때에 사용되므로, 150℃∼180℃ 전후의 고온에서 사용된다. 또한, 헤어 아이언 중에서도, 온도 제어 가능한 코드가 부착된 아이언인 경우에는 조작이 번거러워지기 때문에, 스토브식 헤어 아이언이 사용되는 경우가 많다. 이 스토브식 헤어 아이언은, 열의 공급원은 스토브이고, 스토브내에서 가열한 헤어 아이언의 여열을 사용하는 것이지만, 스토브로부터 빼내면 헤어 아이언의 온도 저하가 현저하게 되기 때문에, 스토브내의 온도를 항상고온으로 유지해 둘 필요가 있다. 이 때문에, 세팅시의 헤어 아이언의 온도 관리는 소홀해지는 경향이 있어, 상기한 온도보다 고온에서 사용되는 경우도 있다.

그 결과, 이러한 용도의 제품에 종래의 내열성이 낮은 합성 섬유로 이루어지는 인공 두발을 사용하면, 헤어 아이언에 의해 열 세팅을 실시했을 때에, 고온의 헤어 아이언에 의해 합성 섬유가 수축에 의해 오그라들거나, 열변형, 더 나아가서는 융착해서 제품 외관이 보기 흉하게 된다.

이러한 이유로 인해, 인공 두발용 섬유는 비교적 저온에서의 프리컬이 가능한 동시에, 헤어 아이언을 사용하는 고온에서의 컬 세팅도 가능한 것이 바람직하다. 폴리에스테르 섬유는 내열성이 우수한 반면, 그 폴리머 특성으로서, 상기 모다크릴 섬유나 폴리염화비닐 섬유보다 딱딱하고, 촉감 및 감촉 등에서 보다 인공적, 즉 부자연스럽게 되는 경향이 있다.

이들의 문제를 개선하기 위해서, 원료 폴리머 구성으로서 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트에 비교적 유연한 성분, 예를 들면 폴리부틸렌테레프탈레이트를 첨가하는 방법이 자주 사용된다. 이 방법은 촉감, 감촉을 개선하는 동시에, 보다 저온에서의 컬 세팅을 가능하게 한다. 그러나, 동시에 난연성의 저하와 내열성의 저하를 초래하게 된다.

상기한 바와 같이, 근래에 들어 상기 모다크릴이나 폴리염화비닐에 비해 내열성이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트로 대표되는, 폴리에스테르를 주성분으로 하는 섬유를 사용한 인공 두발 섬유가 제안되었다. 그러나, 폴리에스테르 섬유는 가연성 소재이기 때문에, 난연성이 불충분하였다.

폴리에스테르 섬유의 난연성을 향상시키고자 하는 시도는 종래부터 여러 가지가 행해지고 있으며, 예를 들면 폴리에스테르 수지에 인 원자를 함유하는 난연 모노머를 공중합하는 방법이나, 폴리에스테르 섬유에 난연제를 함유시키는 방법 등이 알려져 있다. 전자의 난연 모노머를 공중합하는 방법으로서는, 예를 들면 일본국 특공소 55-41610호 공보에는 인 원자가 환(環) 구조에 들어 있어 열안정성이 양호한 인 화합물을 공중합하는 방법, 그리고 일본국 특공소 53-13479호 공보에는 카복시포스핀산을 공중합하는 방법, 일본국 특개평 11-124732호 공보에는 폴리아릴레이트를 포함하는 폴리에스테르에 인화합물을 배합 또는 공중합하는 방법이 제안되어 있다.

후자의 난연제를 함유시키는 방법으로서는, 일본국 특공평 3-57990호 공보에는 미립자의 할로겐화 시클로알칸화합물을 폴리에스테르 섬유에 함유시키는 방법, 그리고 일본국 특공평 1-24913호 공보에는 브롬원자함유 알킬시클로헥산을 함유시키는 방법 등이 제안되어 있다.

이들 난연화 기술을 인공 두발에 적용한 것으로서는, 예를 들면 일본국 특개평 3-27105호 공보, 일본국 특개평 5-339805호 공보 등에, 인 화합물을 공중합한 폴리에스테르 섬유가 제안되어 있다. 그러나, 인공 두발에는 높은 난연성이 요구되기 때문에, 이들의 공중합 폴리에스테르를 인공 두발에 사용하기 위해서는 그 공중합량을 많게 해야만 하고, 그 결과, 폴리에스테르의 내열성이 대폭으로 저하하여 용융 방사(紡絲)가 곤란해지거나, 화염이 접근한 경우, 착화하여 연소는 되지 않지만, 용융하여 드립한다는 문제가 발생한다.

한편, 폴리에스테르 섬유에 난연제를 함유시키는 방법에서는, 충분한 난연성을 얻기 위해서, 함유 처리 온도를 150℃ 이상의 고온으로 하는 것이 필요하거나, 함유 처리 시간을 장시간으로 할 필요가 있거나, 또는 대량의 난연제를 사용해야 한다는 과제가 있어, 섬유물성의 저하나 생산성의 저하, 제조 비용 상승 등의 문제가 발생한다.

이와 같이, 종래의 폴리에스테르 섬유의 물성에 부가하여, 폴리에스테르 섬유에서 양립하기 곤란한 난연성, 내드립성, 또한 폴리에스테르 섬유가 본래 갖고 있는 내열성, 특히 인모와 동일한 정도인 160∼200℃와 같은 고온에서 열세팅이 가능한 내열성을 함께 갖는 인공 두발은 아직 얻어져 있지 않음이 현상이다.

본 발명의 목적은, 상기 종래의 문제를 해결하기 위해서, 내열성, 강신도 등 섬유물성을 유지하고, 저온 또한 고온에서의 세팅성이 우수하고, 또한 그것에 부가해서 난연성, 내드립성을 갖는다고 하는 지금까지 없었던 난연성 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 거듭한 결과, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하는 폴리에스테르계 섬유에서, 인공 두발에 요구되는 특성을 모두 만족시킬 수 있는 섬유를 얻음을 발견하였다.

구체적으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하는 폴리에스테르에, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드로 이루어지는 군에서 선택되는적어도 1종의 폴리머와 난연제와 포스파이트계 화합물을 용융 혼련해서 얻어지는 조성물을 섬유화함으로써 상기 목적을 달성할 수 있고, 또는 반응형 인계 난연제가 공중합된 열가소성 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주성분으로 하는 폴리에스테르에, 폴리아릴레이트 또는 폴리카보네이트, 폴리아미드로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 폴리머와 포스파이트계 화합물을 용융 혼련해서 얻어지는 조성물을 섬유화함으로써 상기 목적을 달성함을 발견하여, 본 발명에 도달하였다.

즉, 본 발명은, 적어도 180℃에서의 아이언 세팅에 견디고, 또한 200℃에서의 열수축률이 5%이하인 내열성을 갖고, 또 한계 산소 지수(LOI)가 25이상인 난연성을 갖는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유에 관한 것이다.

상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유가, 80℃∼200℃의 온도 범위에서의 컬 세팅이 가능하고, 컬 세트된 섬유를 25℃에서 7일간 정치했을 때의 컬 신장률이 35%이하인 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 구성하는 수지조성물의 용융 점도가 전단 속도600sec^-1, 온도 280℃에서 50∼300Pa·sec인 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 구성하는 수지조성물의 융점이 250 ℃ 이상인 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 구성하는 수지조성물 중의 폴리머 성분 중, 폴리알킬렌테레프탈레이트가 70중량% 이상인 것이 바람직하다.

상기 폴리알킬렌테레프탈레이트가, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.

상기 폴리알킬렌테레프탈레이트가, 반응형 인계 난연제가 공중합된 열가소성공중합 폴리알킬렌테레프탈레이트라도 상관없다.

상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 구성하는 수지조성물 중의 다른 폴리머 성분으로서, 폴리아릴레이트, 폴리아미드, 폴리카보네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 구성하는 수지조성물 중의 다른 폴리머 성분으로서, 폴리아릴레이트를 10∼30중량% 함유하는 것이 바람직하다.

또, 상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 구성하는 수지조성물이, 폴리머 성분합계 100중량부에 대하여 난연제를 1∼20중량부 함유하는 것이 바람직하다.

상기 난연제가 인계이고, 인 원자량 환산으로 폴리머 성분에 대하여 0.05∼15중량% 함유하는 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 구성하는 수지조성물이, 폴리머 성분합계 100중량부에 대하여, 항산화제를 0.05∼5중량부 함유하는 것이 바람직하다.

상기 항산화제가 포스파이트계인 것이 바람직하다.

상기 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유의 단섬유 섬도(纖度)가 30∼70dtex인 것이 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유는, 적어도 180℃에서의 아이언 세팅에 견디고, 또한 200℃에서의 열수축률이 5%이하인 내열성을 갖고, 또한 연소시험에서의 한계 산소 지수(LOI)가 25이상인 난연성을 갖는 인공 두발용 섬유이다.

더 바람직하게는, 80℃∼200℃의 모든 온도 범위에서의 컬 세팅이 가능하고, 컬 세팅된 섬유를 25℃에서 7일간 정치했을 때의 컬 신장률이 35%이하, 더 바람직하게는 27%이하로 되는 인공 두발용 섬유이다. 여기에서 말하는 80℃∼200℃의 모든 온도 범위에서의 컬 세팅이 가능하다는 것은, 80℃∼100℃ 정도의 저온에서도 프리컬 세팅이 가능한 동시에, 180℃∼200℃ 정도의 고온에 견딜 수 있는 내열성을 가져 고온에서의 아이언 세팅이 가능하다는 것을 의미한다.

본 발명의 폴리에스테르계 섬유의 200℃에서의 열수축률은 5%이하이며, 바람직하게는 3%이하이다. 200℃에서의 수축률이 5%보다 크면, 고온에서의 아이론 세팅시에 수축하여 치수가 짧아지거나, 오그라드는 경향이 있다.

또한 본 발명의 폴리에스테르계 섬유의 한계 산소 지수(LOI)는 25이상이며, 바람직하게는 27이상이다. 한계 산소 지수가 25미만인 경우에는 섬유의 난연화에 있어서 충분하다고는 할 수 없고, 실제의 제품의 연소 거동에서도 안전하게 자기 소화하는 레벨이 아니기 때문이다. 본 발명의 폴리에스테르 섬유는 용융 점도가 전단 속도 600sec^-1, 온도 280℃에서 50∼300Pa·sec의 수지조성물로 구성되는 것이 바람직하고, 더 바람직한 용융 점도는 50∼240Pa·sec의 범위이다. 용융 점도가 50Pa·sec미만인 경우에는 용융 방사가 곤란하게 되어, 안정한 물성의 섬유를 얻을 수 없고, 또한 완성후의 두발 제품에 화염이 접근하거나 또는 연소한 경우, 용융하여 드립하기 쉽다는 문제가 발생한다. 또한 용융 점도가 300Pa·sec를 초과하면용융 수지 점도가 너무 높아 용융 방사가 곤란하게 되어, 안정하게 섬유를 얻기 어렵다.

또한, 고온에서의 열가공성, 즉 상기 헤어 아이언 등을 사용한 고온 컬 세팅성을 적합하게 유지하기 위해서는, 융점이 250℃이상인 수지조성물로 구성되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 255℃ 이상이다.

본 발명의 폴리에스테르계 두발용 섬유는 폴리에스테르를 주성분으로 하는 것이며, 상술한 바와 같은 특성을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르 (이하, 폴리머(A)라고 한다)와, 폴리아릴레이트(B1), 폴리카보네이트(B2), 또는 폴리아미드(B3)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종 이상의 폴리머(이하, 폴리머(B)라고 한다)에, 난연제(C) 및 포스파이트계 화합물(D)을 첨가하여 용융 혼련해서 얻어지는 조성물을 섬유화한 것이 바람직하다.

또는, 상기 폴리머(A)로서 반응형 인계 난연제가 공중합된 열가소성 공중합 폴리알킬렌테레프탈레이트와 상기 폴리머(B)에, 상기 포스파이트계 화합물(D)을 첨가하여 용융 혼련해서 얻어지는 조성물을 섬유화한 것이라도 좋다.

본 발명에서 사용되는 폴리머(A)는, 폴리알킬렌테레프탈레이트 및/또는 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르인 것이 바람직하다.

폴리알킬렌테레프탈레이트로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다. 이 중에서도, 내열성의 점에서 폴리에틸렌테레프탈레이트가 더 바람직하다.

폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르는, 상기 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주성분으로 하고, 소량의 공중합 성분을 함유하는 공중합 폴리에스테르이다. 여기에서 주성분이라 함은, 폴리머(A) 중, 폴리알킬렌테레프탈레이트가 80mol% 이상인 경우를 말한다. 공중합 성분으로서는, 이소프탈산, 오르토프탈산, 나프탈렌디카복실산, 파라페닐렌디카복실산, 트리메리트산, 피로메리트산, 숙신산, 글루탈산, 아디핀산, 스페린산, 아제라인산, 세바신산, 도데칸이산 등의 다가 카복실산 및 그들의 유도체, 5-나트륨설포이소프탈산, 5-나트륨설포이소프탈산디하이드록시에틸 등의 설폰산염을 포함하는 디카복실산 및 그의 유도체, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 4-하이드록시벤조산, ε-카프로락톤 등을 들 수 있다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니다.

상기 폴리머(A)의 공중합 폴리에스테르는, 주체로 되는 폴리알킬렌테레프탈레이트의 주쇄중 및/또는 측쇄에 상기 공중합 성분을 공지의 방법에 의해 중축합하면 좋다.

상기 폴리머(A)는, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 공중합 폴리에스테르로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 혼합물이 바람직하다. 또한 여기에서 폴리부틸렌테레프탈레이트의 함유량이 높으면 얻어지는 섬유의 내열성이 낮아지는 경향이 있으므로, 폴리머 전체 성분중 30중량% 이하로 하는 것이 더 바람직하다.

또한 이들의 폴리알킬렌테레프탈레이트는 폴리머 전체 성분중, 70중량% 이상인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 80중량% 이상이다. 폴리알킬렌테레프탈레이트가 70중량%보다 적으면, 내열성이 저하하는 경향이 있다.

상기 폴리머(A)의 고유점도는, 0.5∼1.4가 바람직하고, 0.6∼1.2가 더 바람직하다. 고유점도가 0.5미만인 경우에는 얻어지는 섬유의 기계적 강도가 저하하고, 1.4를 초과하면, 분자량의 증대에 따라 용융 점도가 높아져, 용융 방사가 곤란해지거나 섬도가 불균일하게 되는 경향이 있다.

본 발명에서는 또한 상기한 폴리머(A)로서, 반응형 인계 난연제가 공중합된 열가소성 공중합 폴리알킬렌테레프탈레이트를 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 반응형 인계 난연제를 공중합한 열가소성 공중합 폴리알킬렌테레프탈레이트라 함은, 방향족 디카복실산 또는 그의 에스테르 형성성 유도체, 글리콜 또는 그의 에스테르 형성성 유도체 및 반응형 인계 난연제를 중축합해서 얻어지는 공중합 폴리에스테르를 말한다.

방향족 디카복실산 또는 그의 에스테르 형성성 유도체로서는, 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 나프탈렌디카복실산, 파라페닐렌디카복실산 등의 디카복실산 및 그들의 유도체, 5-나트륨설포이소프탈산, 5-나트륨설포이소프탈산디하이드록시에틸 등의 설폰산염을 포함하는 디카복실산 및 그의 유도체 등을 들 수 있다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니다.

글리콜 또는 그의 에스테르 형성성 유도체로서는, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올,디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 및 그들의 유도체 등을 들 수 있다. 단, 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 디카복실산류, 글리콜류와 소량의 공중합이 가능한 성분으로서, 트리메리트산, 피로메리트산, 숙신산, 글루탈산, 아디핀산, 스페린산, 아제라인산, 세바신산, 도데칸이산 등의 다가 카복실산 및 그들의 유도체, 트리메틸올프로판, 펜타에리스리톨, 4-하이드록시벤조산, ε-카프로락톤 등을 들 수 있다.

상기 반응형 인계 난연제는, 상기 디카복실산류, 글리콜류와 공중합 가능한 것이면 사용할 수 있고, 예를 들면 디에틸-N,N-비스(2-하이드록시에틸)아미노메틸포스포네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸애시드포스페이트, 디페닐-2-메타크릴로일옥시에틸포스페이트, 트리스(3-하이드록시프로필)포스핀, 트리스(4-하이드록시부틸)포스핀, 트리스(3-하이드록시프로필)포스핀옥시드, 트리스(3-하이드록시부틸)포스핀옥시드, 3-(하이드록시페닐포스피노일)프로피온산 등의 인 함유 유기 화합물 및 그의 유도체 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 2종 이상 조합시켜서 사용해도 좋다.

상기 반응형 인계 난연제의 첨가량은, 열가소성 폴리에스테르 100중량부에 대하여, 인 원자량 환산으로 0.01∼8중량부이며, 0.05∼5중량부가 더 바람직하고, 0.1∼3중량부가 더욱더 바람직하다. 첨가량이 0.01중량부보다 적으면 난연 효과를 얻기 어려워지고, 8중량부보다 많으면 기계적 특성이 손상된다. 반응형 난연제를 공중합시킨 열가소성 공중합 폴리에스테르의 제조는 공지의 방법을 사용할 수 있으며, 디카복실산 및 그의 유도체와 디올 성분 및 그의 유도체와 반응형 난연제를 혼합하여 중축합하는 방법이나 열가소성 폴리에스테르를 에틸렌글리콜 등의 디올 성분을 사용해서 해중합하고, 해중합시에 반응형 난연제를 혼재시키고, 재차 중축합시켜 공중합체를 얻는 방법 등이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 폴리머(B)는, 폴리아릴레이트(Bl), 폴리카보네이트 (B2), 폴리아미드(B3)로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 폴리머이며, 또한 이들을 2종이상 혼합해서 사용해도 좋다.

상기 폴리아릴레이트(B1)는, 방향족 디카복실산 성분과 방향족 디올 성분으로 이루어지는 전방향족 폴리에스테르를 의미하고, 계면중합법, 용액중합법 및 용융 중합법 중의 어느 방법으로 제조한 것이라도 좋다. 상기 폴리아릴레이트 (Bl)성분은, 이소프탈산과 그 유도체 및/또는 테레프탈산과 그의 유도체와, 방향족 디올 성분으로 이루어지는 폴리아릴레이트에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하고, 구체적으로는, 상기 B1 성분의 방향족 디카복실산 성분으로서는, 테레프탈산, 이소프탈산, 오르토프탈산, 나프탈렌디카복실산, 파라페니렌디카복실산 등의 다가 카복실산 및 그들의 유도체 등을 들 수 있다. 또한, 상기 B1 성분의 방향족 디올 성분으로서는, 2가 페놀류, 레졸시놀, 하이드로퀴논, 비페놀, 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 비스(4-하이드록시페닐)에테르, 비스(4-하이드록시페닐)디페닐메탄, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판 등으로 대표되는 것을 들 수 있다. 이들 중에서도, 입수의 용이성 등을 고려하여 테레프탈산과 이소프탈산의 혼합물과, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판으로 이루어지는 폴리아릴레이트가 더 바람직하다.

상기 폴리카보네이트(B2)로서는, 방향족 폴리카보네이트, 지방족 폴리카보네이트, 지방족-방향족 폴리카보네이트 등을 들 수 있다. 일반적으로는, 2,2-비스(4-옥시페닐)알칸계, 비스(4-옥시페닐)에테르계, 비스(4-옥시페닐)설폰, 비스(4-옥시페닐)설파이드 또는 비스(4-옥시페닐)설폭사이드계 등의 비스 페놀류로 이루어지는 중합체, 또는 공중합체이며, 목적에 따라서 할로겐으로 치환된 비스 페놀류를 사용한 중합체 등을 들 수 있지만, 본 발명에서는 입수의 용이성 등을 고려하여 2,2-비스(4-옥시페닐)알칸계가 적합하게 사용된다.

상기 폴리아미드(B3)로서는, 나일론6, 나일론66, 나일론46, 나일론69, 나일론610, 나일론612, 나일론11, 나일론12, 폴리메타크실렌아디파미드(나일론MXD6)의 단독중합체 또는 이들의 공중합체 또는 이들의 혼합체 등을 들 수 있지만, 이 중에서도 내열성 등의 면에서 나일론66의 단독중합체가 적합하게 사용된다.

또한, 본 발명에서는, 폴리아릴레이트를 폴리머 전체 성분중 10∼30중량% 함유하는 것이 바람직하고, 15∼20중량% 함유하는 것이 더 바람직하다. 폴리아릴레이트가 10중량%보다 적으면, 연소된 경우에 용융하여 드립하기 쉬워지는 경향이 있고, 30중량%보다 많으면 내열성이 저하하는 경향이 있다.

본 발명에서, 인공 두발용 섬유로서 요구되는 난연성을 만족시키기 위해, 상기 폴리머(A)로서, 상술한 바와 같은 반응형 인계 난연제가 공중합된 열가소성 공중합 폴리알킬렌테레프탈레이트를 사용하거나, 사용하지 않는 경우에는 상기 폴리머 성분에 난연제(C)를 첨가하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 난연제(C)는 특별히 한정되지 않지만, 통상 일반적으로 사용되는 인계 난연제를 사용할 수 있고, 구체적으로는, 포스페이트계 화합물, 포스포네이트계 화합물, 포스피네이트계 화합물, 포스핀옥사이드계 화합물, 포스포나이트계 화합물, 포스피나이트계 화합물, 포스핀계 화합물 및 축합 인산 에스테르계 화합물 등의 유기 인계 화합물을 들 수 있다. 또한, 난연제(C)로서는, 이들로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하고, 상기 축합 인산 에스테르계 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 더 바람직하다.

또한, 난연제(C)로서, 상기 유기 인계 화합물 이외에, 할로겐화 시클로알칸 화합물이나 방향족계 및 방향족 에테르계 할로겐 화합물, 비스 페놀 A골격 할로겐화 화합물, 이미드계 할로겐화 화합물, 할로겐화 폴리스티렌 등으로 대표되는 할로겐계 화합물, 상기 할로겐계 화합물과 안티몬 화합물의 병용, 그밖에 공지의 난연제를 사용해도 좋다.

또한, 상기한 폴리머(A)로서, 반응형 인계 난연제가 공중합된 열가소성 공중합 폴리알킬렌테레프탈레이트를 사용하는 경우에도, 폴리에스테르 섬유로서의 물성을 손상시키지 않는 범위에서 난연제를 첨가하는 것이 가능하다.

난연제(C)의 첨가량은, 폴리머(A)로서 반응형 인계 난연제가 공중합된 열가소성 공중합 폴리알킬렌테레프탈레이트를 사용하지 않는 경우, 폴리머(A), 폴리머(B) 등의 폴리머 성분 합계 100중량부에 대하여 1∼20중량부 첨가하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 5∼10중량부이다. 난연제(C)의 첨가량이 1중량부 미만인 경우에는 난연 효과를 얻기 어려워지고, 20중량부보다 많으면 기계적 특성이 손상된다. 또한, 난연제(C)로서 인계 난연제를 사용하는 경우, 폴리머 성분의 합계 100중량부에 대하여, 인 원자량 환산으로 0.05∼15중량부 첨가하는 것이 바람직하고, 0.1∼12중량부 첨가하는 것이 더 바람직하다. 인계 난연제의 첨가량이 0.05중량부미만인 경우에는 난연 효과를 얻기 어려워지고, 15중량부보다 많으면 기계적 특성이 손상된다.

폴리에스테르계 섬유는 가연성 소재이기 때문에 난연성이 불충분하고, 특히 난연화되어 있지 않은 통상의 폴리에스테르계 섬유에서는, 화염의 접근에 의해 용이하게 착화, 연소(延燒)하여, 잘 연소(燃燒)한다. 또, 드립 즉 수지의 용융 적하를 수반하여, 특히 제품을 머리부에 장착한 상태에서는 매우 위험하다. 그 때문에, 본 발명의 폴리에스테르 섬유에서는, 폴리머(A)에 폴리머(B)를 분산시키고, 또한 난연제를 사용함으로써 적절하게 난연화하고, 또한 드립성 등의 문제를 회피한다.

본 발명에서, 폴리머 성분으로서 폴리머(A)와 폴리머(B)의 혼합물을 사용한 경우, 폴리에스테르계 섬유를 구성하는 수지조성물의 상(相) 구조는 해도(海島) 구조를 취하고, 폴리머(A)의 폴리에스테르 상이 해(海)로, 폴리머(B)가 도(島)로 되어 있다. 본 발명의 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유에서, 80℃∼200℃에서의 컬 세팅을 가능하게 하기 위해서는, 상기 폴리머(A)와 폴리머(B)의 2성분이 에스테르 교환 반응, 또는 에스테르-아미드 교환 반응을 하지 않도록, 또한 섬유물성을 유지할 수 있도록 용융 혼련할 필요가 있다. 즉, 에스테르 교환 반응 또는 에스테르-아미드 교환 반응에 의한 폴리에스테르 본래의 내열성, 용융 점도 및 강도 저하를 방지할 필요가 있다.

상기 폴리머(A)와 폴리머(B)의 2성분을 용융 혼련하면, 통상 에스테르 교환 반응 또는 에스테르-아미드 교환 반응을 일으킬 수 있다. 특히 에스테르 교환 반응은 통상 2성분을 용융 혼련하는 것만으로도 일어날 수 있지만, 그것을 억제하기 위해서 혼련 시간을 짧게 한 경우에는 균일하고 미세한 분산을 할 수 없거나, 충분한 혼련 시간을 취한 경우에는 교환 반응을 일으켜 균일하게 서로 섞이거나 해서, 폴리머(B)가 분산된 해도 구조가 형성되지 않는다. 폴리머(B)의 분산을 추진하고 교환 반응을 억제하기 위해서, 에스테르 교환 반응 억제능이 있는 화합물로서, 본 발명에서는 항산화제(D)를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 (D)성분으로서는 포스파이트계 화합물을 사용하는 것이 더 바람직하다.

상기 포스파이트계 화합물로서는, 트리옥틸포스파이트, 트리데카닐포스파이트 등의 트리알킬포스파이트류나, 트리페닐포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디(t-부틸)페닐)포스파이트 등의 트리아릴포스파이트류나, 디데카닐페닐포스파이트, 데카닐디페닐포스파이트, 옥틸디페닐포스파이트 등의 알킬아릴포스파이트류 등의 포스파이트계 화합물을 들 수 있다.

항산화제(D)의 첨가량은, 폴리머 성분의 합계 100중량부에 대하여, 0.05∼5중량부 첨가하는 것이 바람직하고, 0.1∼3중량부 첨가하는 것이 더 바람직하다. 항산화제(D)의 첨가량이 0.05 중량부 미만인 경우에는, 에스테르 교환 반응 또는 에스테르-아미드 교환 반응이 일어나기 때문에, 기계적 성질의 저하나 광택 제거 효과를 얻을 수 없게 된다. 첨가량이 5중량부를 초과하면, 내열성이나 섬유의 기계적 성질이 저하하거나, 용융 점도의 저하에 의해 용융 방사 가공시에 실의 끊어짐을 발생시켜, 공정이 불안정해진다.

본 발명에서, 폴리머 성분으로서 폴리머(A)와 폴리머(B)의 혼합물을 사용한 경우, 그 중량비는, 폴리머(A)/폴리머(B)=90/10∼70/30의 범위인 것이 바람직하고, 88/12∼75/25의 범위인 것이 더 바람직하다. 상기 범위보다 폴리머(A)가 많아지면, 섬유 표면의 요철이 작고 적어지기 때문에, 광택 제거 효과를 얻을 수 없게 된다. 한편, 상기 범위보다 폴리머(B)가 많아지면, 에스테르 교환 반응 또는 에스테르-아미드 교환 반응이 일어나기 때문에 기계적 성질의 저하나 광택 제거 효과를 얻을 수 있게 되거나, 용융 점도가 너무 높아져 용융 방사가 곤란해진다. 또 폴리머 성분으로서, 폴리머(A)와 폴리머(B) 이외에, 다른 폴리머를 병용해도 상관없다.

본 발명의 폴리에스테르계 섬유의 단섬유 섬도는 30∼70dtex이며, 바람직하게는 40∼60dtex이다. 단섬유 섬도가 30dtex 미만이면, 촉감이 너무 부드러워 컬 유지력이 약해지는 경향이 있고, 70dtex를 초과하면, 촉감이 너무 딱딱하여 컬 유지력이 지나치게 강해지는 경향이 있다.

본 발명의 폴리에스테르계 섬유를 구성하는 수지조성물의 제조 방법은 특히 제한되는 것은 아니고, 예를 들면 폴리머(A), 폴리머(B) 등의 폴리머 성분에, 경우에 따라서는 (C)성분, (D)성분을 드라이 배합한 후에, 여러 일반적인 혼련기를 사용하여 용융 혼련하는 방법을 들 수 있다. 혼련기의 예로서는, 1축 압출기, 2축 압출기, 롤, 밴버리믹서, 니더 등을 들 수 있고, 2축 압출기가 바람직하다.

본 발명의 폴리에스테르계 섬유는, 통상의 용융 방사법으로 제조할 수 있다. 즉, 우선, 압출기, 기어 펌프, 노즐 등의 온도를 270∼310℃로 해서 상기 수지조성물을 용융 방사하고, 방출사조(紡出絲條)를 방사통을 통과시킨 후, 유리 전이점 이하로 냉각하고, 50∼5000m/분의 속도로 인취하여 미연신사(未延伸絲)를 얻는다. 또한 방출사조를 냉각용의 물을 넣은 수조에서 냉각하고, 섬도의 컨트롤을 행하는 것도 가능하다. 방사통의 온도나 길이, 냉각풍의 온도나 분출량, 냉각 수조의 온도, 냉각 시간, 인취 속도는, 토출량 및 노즐의 구멍 수에 따라 적당하게 조정할 수 있다.

얻어진 미연신사는 열연신 하지만, 연신은 미연신사를 일단 감고 나서 연신하는 2공정법 및 감지 않고 연속해서 연신하는 직접 방사 연신법 중의 어느 방법에 의해도 좋다. 열연신은, 1단 연신법 또는 2단 이상의 다단 연신법에 의해 행한다. 열연신에서의 가열 수단으로서는, 가열롤러, 열판(heat plate), 스팀 제트 장치, 온수조 등을 사용할 수 있고, 이들을 적당히 병용할 수 있다.

상기 열연신에 이어서, 열처리를 행한다. 여기서, 열처리 전에, 필요에 따라서 방사 유제(油劑)를 부여해도 좋고, 열처리 후에 방사 유제를 부여해도 상관없다. 열처리에는 상기 열연신의 경우와 마찬가지로 임의의 가열 수단을 사용할 수 있다. 상기 열연신 공정에서 얻어진 연신사를 긴장 또는 이완, 및 이들을 병용해서 처리함으로써, 연신사의 잔류 수축 응력을 제거하여 형상을 안정화하여, 완성후의 인공 두발제품을 실제로 컬 세팅했을 때에 크게 수축하거나, 오그라드는 것을 방지할 수 있다.

열처리 온도로서는 160℃∼220℃에서 행하는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 180℃∼200℃이다. 열처리 온도 160℃미만에서는, 연신후의 잔류 수축 응력의 제거가 부족하고, 형상을 안정화할 수 없기 때문에, 완성 후의 인공두발제품을 160℃를 초과하는 온도, 특히 180℃이상에서의 컬 세팅시, 크게 수축하거나 오그라드는 경우가 있고, 또 220℃를 초과하는 온도에서는 섬유가 연화하여, 공정이 불안정해지고, 섬유의 외관이 손상되는 등의 문제를 발생시키는 경우가 있다. 본 발명에서는 200℃에서의 열수축률을 5%이하로 할 필요가 있고, 이 열처리가 중요하다.

본 발명의 폴리에스테르계 섬유의 가공 조건은, 특히 한정되는 것은 아니고, 통상의 폴리에스테르 섬유와 마찬가지로 가공할 수 있지만, 사용하는 안료, 염료나 조제 등은 내후성(耐候性) 및 난연성이 좋은 것을 사용하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명의 폴리에스테르계 섬유에는, 필요에 따라서 난연제, 내열제, 광안정제, 형광제, 산화 방지제, 정전방지제, 안료, 가소제, 윤활제 등의 각종 첨가제를 함유시킬 수 있다.

본 발명의 폴리에스테르계 섬유는, 미용열기구(헤어 아이언 등)를 사용한 컬 세팅성이 우수하고, 컬의 유지도 우수하다. 또한, 섬유 표면 처리제, 유연제 등의 유제를 사용, 촉감, 감촉을 부여하여 더 인모에 가깝게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 폴리에스테르계 섬유를 인공 모발로서 사용하는 경우에는, 인모 이외에, 모다크릴, 폴리염화비닐, 나일론 등 다른 인공 모발 소재와 병용해도 좋다.

<실시예>

다음에, 본 발명을 실시예에 따라서 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

또, 특성값의 측정법은, 이하와 같다.

(강도 및 신도)

인테스코사제 INTESCO Model 201형을 사용하여, 필라멘트의 인장 강신도를 측정하였다. 길이 40mm의 필라멘트 1개를 취하여, 필라멘트의 양단 10mm를 접착제가 붙어있는 양면 테이프를 부착한 대지(臺紙)(박지) 사이에 끼우고, 밤새 풍건하여 길이 20mm의 시료를 제작한다. 시험기에 시료를 장착하고, 온도 24℃, 습도 80%이하, 하중 1/30gf×섬도(데니어), 인장속도 20mm/분에서 시험을 행하여, 강신도를 측정하였다. 동일한 조건에서 시험을 10회 반복하여, 평균값을 필라멘트의 강신도로 하였다.

(열수축성)

세이코덴시고교(주)제 SSC5200H 열분석 TMA/SS150C를 사용하여, 필라멘트의 열수축률을 측정하였다. 길이 10mm의 필라멘트 10개를 취하여, 5.55mg/dtex의 하중을 걸고, 승온 속도 3℃/분으로 30∼280℃의 범위에서 측정하고, 그 결과로부터 200℃에서의 열수축률을 구하였다.

(한계 산소 지수)

16cm/0.25g의 필라멘트를 칭량(稱量)하고, 단부를 가볍게 양면 테이프에 붙여서 현연기로 꼰다. 충분히 꼬이면, 시료의 한 가운데를 반으로 접어 2개를 서로 꼰다. 단을 셀로 테이프로 고정시키고, 전체 길이 7cm가 되도록 한다. 105℃에서 60분간 전(前)건조를 행하고, 건조기(desiccator)로 30분 이상 더 건조시킨다. 건조시킨 샘플을 소정의 산소 농도로 조정하고, 40초 후 8∼12mm로 조인 점화기에 의해 상부부터 착화하고, 착화 후 점화기를 격리한다. 5cm이상 타거나, 3분이상 계속해서 탄 산소 농도를 조사하고, 동일한 조건에서 시험을 3회 반복하여, 한계 산소 지수로 한다.

(융점)

세이코덴시고교(주)제 DSC220C를 사용하여 융점의 측정을 실시하였다. 필라멘트의 샘플을 커터 또는 가위로 미세하게 절단하고, 10mg을 정밀하게 칭량하여 알루미늄 팬에 넣어 장치에 세팅하였다. 측정 온도 범위 설정은 -20℃∼340℃(실제로 측정 범위는 대략 -10℃∼290℃), 승온 속도는 20℃/min, 측정시의 질소유량은 30ml/min으로 하였다. 얻어진 차트에서 메인(최대) 융해 피크톱을 구하여, 이것을 융점으로 하였다.

(용융 점도)

(주)도요세키세이사쿠쇼제의 캐필로그래프를 사용하여 행하였다. 테스트 속도는 50mm/min, 구멍(orifice) 반경 0.0500cm, 배럴 반경 0.4775cm, 배럴 온도 280℃로서 측정하고, 하기식으로 용융 점도를 산출하였다.

전단 압력 τ=P·r/2L=F·r/2πR²L （1)

전단 속도 γ=4Q/πr³=4V/60πr³(2)

겉보기 점도 η=τ/γ (3)

(식 중, P는 배럴 내압, F는 압출 하중, R은 배럴 반경, r은 캐필러리 반경, L은 캐필러리 길이, Q는 플로우값, V는 압출량, v는 압출 속도이다.)

(드립성)

섬도 약 50dtex의 필라멘트 100개를 묶고, 한쪽 단부를 클램프 사이에 끼워 스탠드에 고정시키고 수직으로 늘어뜨린다. 고정시킨 필라멘트에 20mm의 불꽃을 접근시켜 길이 100mm를 연소시키고, 그 때의 드립수를 계수하여, 드립수가 5이하이면 ○, 6∼10이면 △, 11이상이면 ×로 하였다.

(콜드 세팅성)

160mm/0.1g의 필라멘트를 똑바로 연장시키고, 양단을 테이프로 고정시켜 100℃ 에서 40분간 가열한다. 실온까지 냉각시킨 후에 85mm로 절단하고, 반으로 접어 양단을 미싱 실로 연결하여, φ4mm의 막대에 매달고, 하중이 6.7mg/dtex로 되도록 추(spindle)를 달아, 30℃, 60% RH에서 24시간 유지한다. 추를 제거하고 5분간 놓아 둔 후에 80mm로 절단하고, 필라멘트의 구부러짐 상태(각도)를 측정한다. 이것을 저온에서의 세팅성의 지표로 하고, 곧바로 (180℃)로 회복하는 것이 가장 바람직하다.

(컬 유지력)

사모(蓑毛)로 한 필라멘트를 φ32mm의 파이프에 감고, 100℃에서 60분간 컬 세팅하여, 실온에서 60분간 에이징한 후에, 컬한 필라멘트의 한쪽 단부를 고정시켜 매달고, 초기의 필라멘트 길이, 7일후까지의 필라멘트 길이의 시간 경과 변화를 조사한다. 이것을 컬링의 용이함, 유지성의 지표로 하고, 초기 길이는 짧은 쪽이 좋고, 저온에서의 컬 세팅이 가능하고 또한 더 고온에서 세팅할 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 7일간 놓아 둔 후의 컬 신율은, 상기한 컬 유지력 평가에서, (7일 놓아둔 후의 필라멘트 길이-초기의 필라멘트 길이)÷초기의 필라멘트 길이×100에 의해 계산하여 백분율로 표시한다. 필라멘트의 초기 길이에 대한 상대적인 유지성의 지표다.

(아이언 세팅성)

헤어 아이언에 의한 컬 세팅의 용이함, 컬 형상의 유지성의 지표이다. 필라멘트를 180℃로 가열한 헤어 아이언 사이에 가볍게 끼우고, 3회 당겨 예열한다. 이 때의 필라멘트간의 융착, 빗질, 필라멘트의 수축, 실의 끊어짐을 눈으로 보아 평가한다. 다음으로, 예열한 필라멘트를 헤어 아이언에 감고, 10초간 유지하고, 아이언을 빼낸다. 이 때의 빼냄의 용이성(로드 아웃성), 빼냈을 때의 컬의 유지성을 눈으로 보아 평가한다.

실시예 1∼10

수분량 100ppm이하로 건조시킨 폴리에스테르와 폴리아릴레이트 또는 폴리카보네이트 또는 폴리아미드의 혼합물 100중량부에 대하여, 인계 난연제로서 축합 인산 에스테르 화합물, 및 포스파이트계 화합물을 표 1에 나타내는 비율로 혼합하고, 착색용 폴리에스테르 펠릿 PESM6100 BLACK(다이니치세이카고교(주)제, 카본블랙 함유량30%) 1.5중량부를 첨가하여 드라이 베합하고, 압출성형기에 공급하여 300℃에서 용융 혼련하고, 펠릿화한 후에 수분량 100ppm이하로 건조시켰다. 이어서, 노즐 지름 0.5mm의 단면이 둥근 노즐 구멍을 갖는 방사 노즐을 사용하여 용융 폴리머를 토출하고, 노즐의 아래 30mm의 위치에 설치한 수온 50℃의 수욕(水浴) 중에서냉각시키고, 100m/분의 속도로 감아서 미연신사를 얻었다. 얻어진 미연신사를 80℃의 온수욕 중에서 연신하여 4배 연신사로 하고, 200℃로 가열한 히트 롤을 사용하여, 100m/분의 속도로 감아 열처리를 행하여, 단섬유 섬도가 50dtex 전후인 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻었다.

실시예 11

수분량 100ppm이하로 건조시킨 반응형 인계 난연제 공중합 폴리에스테르(HUVIS사제 난연 PET, SBT-3)와 폴리아릴레이트의 혼합물 100중량부에 대하여, 포스파이트계 화합물을 표 1에 나타내는 비율로 혼합하고, 착색용 폴리에스테르 펠릿 PESM6100 BLACK(다이니치세이카고교(주)제, 카본블랙 함유량 30%）1.5중량부를 첨가하여 드라이 배합하고, 압출성형기에 공급하여 300℃에서 용융 혼련하고, 펠릿화한 후에 수분량100ppm이하로 건조시켰다. 이어서, 노즐 지름 0.5mm의 단면이 둥근 노즐 구멍을 갖는 방사 노즐을 사용하여 용융 폴리머를 토출하고, 노즐 아래 30mm의 위치에 설치한 수온 50℃의 수욕 중에서 냉각시키고, 100m/분의 속도로 감아서 미연신사를 얻었다. 얻어진 미연신사를 80℃의 온수욕 중에서 연신하여 4배 연신사로 하고, 200℃로 가열한 히트 롤을 사용하여 100m/분의 속도로 감아 열처리를 행하여, 단섬유 섬도가 50dtex전후인 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻었다.

실시예 12

수분량 100ppm이하로 건조시킨 폴리에스테르와 폴리아릴레이트의 혼합물 100중량부에 대하여, 브롬계 난연제로서 브롬화 폴리스틸렌 및 포스파이트계 화합물을표 1에 나타내는 비율로 혼합하고, 실시예 1∼8과 마찬가지로 해서 단섬유 섬도가 50dtex인 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻었다.

실시예 1∼12에서 얻어진 섬유에 대해서, 용융 점도, 섬도, 강도, 신(伸)도, 열수축률, 융점의 측정 결과, 난연성 평가로서, 한계 산소 지수, 드립성의 평가 결과 및 인공모발의 평가로서, 콜드 세팅성, 컬 유지력, 아이언 세팅성을 평가한 결과를 표 1에 나타낸다. 실시예 1∼12에서는 모두 세팅 용이성, 세팅 유지성, 내열성, 내드립성, 난연성이 우수한 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 얻을 수 있었다.

[표 1]

비교예 1

수분량 100ppm이하로 건조시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트와 폴리아릴레이트 를 표 2에 나타내는 비율로 혼합하고, 이 혼합물 100중량부에 대하여, 축합 인산 에스테르 화합물 및 포스파이트계 화합물을 표 2에 나타내는 비율로 혼합하고, 착색용 폴리에스테르 펠릿 PESM6100 BLACK(다이니치세이카고교(주)제, 카본블랙 함유량30%）1.5중량부를 첨가하여 드라이 배합하고, 압출성형기에 공급하여 300℃에서 용융 혼합하고, 펠릿화한 후에 수분량 100ppm이하로 건조시켰다. 이어서, 노즐 지름 0.5mm의 단면이 둥근 노즐 구멍을 갖는 방사 노즐을 사용하여 용융 폴리머를 토출하고, 노즐 아래 30mm의 위치에 설치한 수온 50℃의 목욕 중에서 냉각하고, 100m/분의 속도로 감아서 미연신사를 얻었다. 얻어진 미연신사를 80℃의 온수욕 중에서 연신하여 4배 연신사로 하고, 200℃로 가열한 히트 롤을 사용하여 100m/분의 속도로 감아 열처리를 행하여, 단섬유 섬도가 52dtex인 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻었다. 그러나 난연성 평가로서의 한계 산소 지수, 200℃에서의 수축률, 드립성에 있어서 만족할만한 섬유를 얻을 수 없었다.

비교예 2

수분량 100ppm이하로 건조시킨 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아릴레이트를 표 2에 나타내는 비율로 혼합하는 것 이외에는 비교 예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도가 50dtex인 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻었다. 그러나, 인공모발의 평가로서의 컬 유지력이 약간 나쁘고, 또 드립하기 쉽고, 아이언 세팅시에도 섬유의 오그라듬이나 융착이 발생하여 로드 아웃성이 나쁜 등 만족할만한 섬유를 얻을 수 없었다.

비교예 3

폴리에틸렌테레프탈레이트 65중량부, 폴리아릴레이트 35중량부로 하는 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻으려고 했지만, 용융 점도가 높아 승압했기 때문에 방사 노즐로부터 토출하여 섬유화할 수 없었다.

비교예 4

폴리에틸렌테레프탈레이트 80중량부, 폴리아릴레이트 20중량부로 하고, 인계 난연제를 첨가하지 않는 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도가 48dtex인 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻었다. 그러나, 난연성 평가로서의 한계 산소 지수, 드립성에서 만족할만한 섬유를 얻을 수 없었다.

비교예 5

폴리에틸렌테레프탈레이트 80중량부, 폴리아릴레이트 20중량부로 하고, 인계 난연제를 30부 첨가하는 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도가 51dtex인 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻었다. 한계 산소 지수는 높은 값을 나타냈지만, 연소시에 상당히 드립하고, 또 아이언 세팅성에서도 섬유의 오그라듬이나 융착이 발생하여 로드 아웃성이 나쁜 등 만족할만한 섬유를 얻을 수 없었다.

비교예 6

폴리에틸렌테레프탈레이트 85중량부, 폴리아릴레이트 15중량부로 하고, 포스파이트계 화합물을 첨가하지 않는 것 이외에는 비교예 1과 동일하게 하여, 단섬유 섬도가 50dtex인 폴리에스테르계 섬유(멀티 필라멘트)를 얻었다. 그러나 융점이 크게 저하하고, 연소시에 상당히 드립하고, 아이언 세팅에서도 섬유의 오그라듬이나 융착이 발생하여 로드 아웃성이 나쁜 등 만족할만한 섬유를 얻을 수 없었다.

비교예 1∼6에서 얻어진 섬유에 대해서, 강신도, 열수축률의 측정 결과, 난연성 평가로서, 한계 산소 지수, 드립성의 평가 결과 및 인공 모발의 평가로서, 콜드 세팅성, 컬 유지력, 아이언 세팅성을 평가한 결과를 표 2에 나타낸다. 비교예 1∼6에서는 모두 목적으로 하는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유를 얻을 수 없었다.

[표 2]

본 발명에 의해, 폴리에스테르 섬유의 특장인 내열성, 강신도 등의 섬유물성을 유지함에 부가해서, 세팅 용이성, 세팅 유지성 등의 인공 모발로서의 요구 성능을 만족시키고, 또한 종래의 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유에는 없었던 내드립성, 난연성을 얻을 수 있다.

Claims

적어도 180℃에서의 아이언 세팅에 견디고, 또한 200℃에서의 열수축률이 5％이하인 내열성을 갖고, 또, 한계 산소 지수 LOI가 25이상인 난연성을 갖는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 1 항에 있어서,

80℃∼200℃의 온도범위에서의 컬 세팅이 가능하고, 컬 세팅된 섬유를 25℃에서 7일간 정치했을 때의 컬 신율이 35%이하인 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 1 항에 있어서,

섬유를 구성하는 수지조성물의 용융 점도가, 전단 속도 600sec^-1, 온도 280℃에서 50∼300Pa·sec인 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 1 항에 있어서,

섬유를 구성하는 수지조성물의 융점이 250℃이상인 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 1 항에 있어서,

섬유를 구성하는 수지조성물 중의 폴리머 성분 중, 폴리알킬렌테레프탈레이트가 70중량% 이상인 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 5 항에 있어서,

상기 폴리알킬렌테레프탈레이트가, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 5 항에 있어서,

상기 폴리알킬렌테레프탈레이트가, 반응형 인계 난연제가 공중합된 열가소성공중합 폴리알킬렌테레프탈레이트인 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 5 항에 있어서,

섬유를 구성하는 수지조성물 중의 다른 폴리머 성분으로서, 폴리아릴레이트, 폴리아미드, 폴리카보네이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 8 항에 있어서,

섬유를 구성하는 수지조성물 중의 다른 폴리머 성분으로서, 폴리아릴레이트를 10∼30중량% 함유하는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 1 항에 있어서,

섬유를 구성하는 수지조성물이, 폴리머 성분 합계 100중량부에 대하여 난연제를 1∼20중량부 함유하는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 10 항에 있어서,

상기 난연제가 인계이며, 인 원자량 환산으로 폴리머 성분에 대하여 0.05∼15중량% 함유하는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 1 항에 있어서,

섬유를 구성하는 수지조성물이 폴리머 성분 합계 100중량부에 대하여, 항산화제를 0.05∼5중량부 함유하는 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 12 항에 있어서,

항산화제가 포스파이트계인 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.
제 1 항에 있어서,

단섬유섬도가 30∼70dtex인 폴리에스테르계 인공 두발용 섬유.