KR20060118497A

KR20060118497A - 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유

Info

Publication number: KR20060118497A
Application number: KR1020067009857A
Authority: KR
Inventors: 도시히로 고와키; 도시유키 마스다; 히로유키 신바야시
Original assignee: 가부시키가이샤 가네카
Priority date: 2003-12-08
Filing date: 2004-11-24
Publication date: 2006-11-23
Also published as: EP1693490A1; WO2005056894A1; CN1890414A; EP1693490A4; US20070155870A1; CN100491611C; US7501463B2; KR101035603B1; JPWO2005056894A1; JP4819502B2

Abstract

방사 가공성이 뛰어나고, 종래의 폴리에스테르 섬유의 섬유 물성을 유지하며, 난연성, 내열성, 투명성 등이 뛰어난 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다. 폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르의 1종 이상으로 이루어지는 폴리에스테르(A) 100 중량부에 대하여, 브롬화 에폭시계 난연제(B) 5∼30 중량부와 반응 촉진제(C)를 혼합한 조성물을 용융 방사함으로써, 상기 과제를 해결한 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유가 얻어진다.

난연성, 폴리에스테르계, 인공 모발 섬유

Description

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

본 발명은 폴리에스테르와 브롬화 에폭시계 난연제와 반응 촉진제로 형성된 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유에 관한 것이다. 더 구체적으로는 방사 가공성이 뛰어나고, 난연성, 내열성, 강도 및 신도 등의 섬유 물성을 유지하고, 투명성 등이 뛰어난 인공 모발 섬유에 관한 것이다.

폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주체(主體)로 하는 폴리에스테르로 이루어지는 섬유는 고융점, 고탄성율로 뛰어난 내열성, 내약품성을 갖고 있으므로, 커튼, 카펫, 의료(衣料), 모포, 시트지, 테이블보, 의자 덮개, 벽 장식재, 인공 모발, 자동차 내장 자재, 옥외용 보강재, 안전 네트 등에 널리 사용되고 있다.

한편, 가발, 헤어 위그(hair wig), 붙임 머리, 헤어 밴드, 인형 헤어 등의 두발 제품에 있어서는, 종래, 인모(人毛)나 인공 모발(모다크릴 섬유(modacrylic fiber), 폴리염화비닐 섬유) 등이 사용되고 있다. 그러나, 인모의 제공은 곤란해지고 있어, 인공 모발의 중요성이 높아져 가고 있다. 인공 모발 소재로서, 난연성의 특징을 살려 모다크릴 섬유가 많이 사용되고 있지만, 내열성의 관점에서는 불충 분하다.

근년, 내열성이 뛰어난 폴리에틸렌테레프탈레이트로 대표되는 폴리에스테르를 주성분으로 하는 섬유를 사용한 인공 모발이 제안되고 있다. 그러나, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 대표로 하는 폴리에스테르로부터의 섬유는 가연성 소재이기 때문에, 내연성(耐燃性)이 불충분하다.

종래, 폴리에스테르 섬유의 내연성을 향상시키려는 시도는 다양하게 이루어지고 있으며, 예를 들면 인 원자를 함유하는 난연성 모노머를 공중합시킨 폴리에스테르로부터의 섬유로 하는 방법이나, 폴리에스테르 섬유에 난연제를 함유시키는 방법 등이 알려져 있다.

전자의 난연성 모노머를 공중합시키는 방법으로는, 예를 들면, 인 원자가 환원자(環員子)로 되어 있어 열 안정성이 양호한 인 화합물을 공중합시키는 방법(일본 특공소55-41610호 공보), 또한, 카복시포스핀산을 공중합시키는 방법(일본 특공소53-13479호 공보), 폴리아릴레이트를 함유하는 폴리에스테르에 인 화합물을 공중합시키는 방법(일본 특개평11-124732호 공보) 등이 제안되어 있다.

상기 난연화 기술을 인공 모발에 적용한 것으로는 예를 들면 인 화합물을 공중합시킨 폴리에스테르 섬유가 제안되어 있다(일본 특개평3-27105호 공보, 특개평5-339805호 공보 등).

그러나, 인공 모발에는 높은 난연성이 요구되기 때문에, 이들 공중합 폴리에스테르 섬유를 인공 모발에 사용하기 위해서는 그 공중합량을 많게 해야만 하고, 그 결과, 폴리에스테르의 내열성이 큰폭으로 저하하여, 용융 방사가 곤란하게 되거 나, 화염이 접근한 경우, 착화(着火)·연소는 하지 않지만, 용융·드립(drip) 한다는 다른 문제가 발생한다. 또한, 상기 인계 난연제를 배합한 경우, 난연성을 발현하기 위해 그 첨가량을 많게 할 필요가 있음에도 기인하는 들러붙는 감(stickiness)의 증가에 더하여, 얻어진 폴리에스테르 섬유로 이루어지는 인공 모발에 열 이력이나 고습의 조건 하에서, 실투(失透: devitrification)라고 하는 섬유의 외관상의 문제가 발생하기 쉽다는 문제가 있다.

한편, 후자의 난연제를 함유시키는 방법으로는 폴리에스테르 섬유에, 미립자의 할로겐화 시클로알칸 화합물을 함유시키는 방법(일본 특공평3-57990호 공보), 브롬 함유 알킬시클로헥산을 함유시키는 방법(일본 특공평1-24913호 공보) 등이 제안되어 있다. 그러나, 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 사용해야만 한다는 문제가 있어, 섬유 물성의 저하나 생산성의 저하, 제조 비용이 올라가는 등의 문제가 발생한다.

인공 모발용 폴리에스테르계 필라멘트를 방사함에 있어서는, 소망의 섬도를 얻기 위하여, 많은 경우, 수냉법(水冷法)이 채용되고 있으나, 이 방법은 생산 속도가 늦고, 또 건조 공정이 필요하게 되므로 코스트가 높아진다. 공냉법(空冷法)에 의한 용융 방사에서는, 소망의 섬도를 얻기 위해서는, 수지 조성물의 용융 점도를 높게 유지하는 것이 중요하게 되며, 용융 점도의 저하가, 방사 가공성의 저하로 연결되어, 안정하게 양호한 필라멘트를 얻을 수 없게 된다는 문제가 발생한다. 이와 같이, 방사 가공성이 뛰어나며, 종래의 폴리에스테르 섬유의 섬유 물성을 유지하며, 난연성, 내열성, 투명성 등이 뛰어난 인공 모발은 아직 얻어지지 않은 것이 실상이다.

[발명의 개시]

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하여, 방사 가공성이 뛰어나고, 난연성, 내열성, 투명성 등이 뛰어난 인공 모발용 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭한 결과, 폴리에스테르와 브롬화 에폭시계 난연제와 반응 촉진제로 얻어지는 조성물을 용융 방사함으로써, 통상의 폴리에스테르 섬유의 내열성, 강도 및 신도 섬유 물성을 유지하고, 인공 모발로서 요구되는 난연성, 세팅성, 투명성, 실투성, 빗질성이 뛰어나고, 공냉법에서의 방사성이 양호한 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유가 얻어짐을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, 폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르의 1종 이상으로 이루어지는 폴리에스테르(A) 100 중량부와 브롬화 에폭시계 난연제(B) 5∼30 중량부와 반응 촉진제(C) 0.05∼1 중량부를 사용하여 이루어지는 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유에 관한 것이며, 바람직하게는, (A) 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 폴리머로 이루어지는 폴리에스테르인 상기 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유, 혹은 (B) 성분이 일반식(1)으로 표시되는 난연제인 상기 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유,

(식중, m은 0∼100을 나타냄)

(C) 성분으로서는, 탄소수 6∼32의 유기 카복시산 금속염 및, 또는, 포스파이트계 화합물인 상기 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유에 관한 것이다.

또, 상기 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유는 비권축(非捲縮) 생사(生絲) 형상이며, 원착(原着)되어 있으며, 단섬유 섬도가 10∼80 dtex인 것이 바람직하다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

본 발명의 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유는, 폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르의 1종 이상으로 이루어지는 폴리에스테르(A)와 브롬화 에폭시계 난연제(B)를 함유하는 조성물로부터 용융 방사하여 얻어진 섬유이다. 본 발명에 사용되는 폴리에스테르(A)에 함유되는 폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르로는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리알킬렌테레프탈레이트 및/또는 이들 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 하고, 소량의 공중합 성분을 함유하는 공중 합 폴리에스테르를 들 수 있다. 상기 주체로 함이란 80몰% 이상 함유함을 말한다.

상기 공중합 성분으로는 예를 들면 이소프탈산, 오르토프탈산, 나프탈렌디카복시산, 파라페닐렌디카복시산, 트리멜리트산, 피로멜리트산, 숙신산, 글루탈산, 아디핀산, 스베린산, 아제라인산, 세바신산, 도데칸2산 등의 다가 카복시산, 그들의 유도체, 5-나트륨설포이소프탈산, 5-나트륨설포이소프탈산디히드록시에틸 등의 설폰산염을 포함하는 디카복시산, 그의 유도체, 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 4-히드록시벤조산, ε-카프로락톤 등을 들 수 있다.

상기 공중합 폴리에스테르는, 통상, 주체로 되는 테레프탈산 및/또는 그 유도체(예를 들면 테레프탈산메틸)와, 알킬렌글리콜과의 중합체에 소량의 공중합 성분을 함유시켜 반응시킴으로써 제조함이, 안정성, 조작의 간편성의 관점에서 바람하지만, 주체로 되는 테레프탈산 및/또는 그의 유도체(예를 들면 테레프탈산메틸)와, 알킬렌글리콜과의 혼합물에, 소량의 공중합 성분인 모노머 또는 올리고머 성분을 더 함유시킨 것을 중합시킴으로써 제조해도 좋다.

상기 공중합 폴리에스테르는 주체로 되는 폴리알킬렌테레프탈레이트의 주쇄 및/또는 측쇄에 상기 공중합 성분이 중축합해 있으면 좋고, 공중합의 방법 등에는 특별한 한정은 없다.

상기 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르의 구체예로는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트를 주체로 하여, 비스페놀 A의 에틸렌글 리콜에테르를 공중합한 폴리에스테르, 1,4-시클로헥산디메탄올을 공중합한 폴리에스테르, 5-나트륨설포이소프탈산디히드록시에틸을 공중합한 폴리에스테르 등을 들 수 있다.

상기 폴리알킬렌테레프탈레이트 및 그의 공중합 폴리에스테르는 1종으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 이들 중에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 공중합 폴리에스테르(폴리에틸렌테레프탈레이트를 주체로 하고, 비스페놀 A의 에틸렌글리콜에테르를 공중합한 폴리에스테르, 1,4-시클로헥산디메탄올을 공중합한 폴리에스테르, 5-나트륨설포이소프탈산디히드록시에틸을 공중합한 폴리에스테르 등)가 바람직하고, 이들을 2종 이상 혼합한 것도 바람직하다.

(A) 성분의 고유 점도로는 0.3∼1.2인 것이 바람직하고, 0.3∼1.0인 것이 더 바람직하다. 고유 점도가 0.3 미만인 경우, 얻어지는 섬유의 기계적 강도가 저하하는 경향이 생기고, 1.2를 넘으면, 분자량의 증대에 수반하여 용융 점도가 높아져, 용융 방사가 곤란해지거나, 섬도가 불균일하게 되는 경향이 생긴다.

본 발명에 사용되는 브롬화 에폭시계 난연제(B)는 말단 미봉쇄형(terminal non-blocked) 브롬화 에폭시계 난연제인 이외는 특히 한정은 없고, 일반적으로 사용되고 있는 것이면 사용할 수 있다.

(B) 성분의 구체예로는 일반식(1)으로 표시되는 말단 미봉쇄형 브롬화 에폭시계 난연제를 들 수 있다. 이들 중에서도 하기식

으로 표시되는 화합물을 사용하는 것이 바람직하고, 이들은 1종으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜 사용해도 좋다.

상기 (B) 성분의 사용량은 (A) 성분 100 중량부에 대해서, 5∼30 중량부이다. 그 중에서도 6∼25 중량부가 바람직하고, 8∼20 중량부가 더 바람직하다. 사용량이 5 중량부보다 적으면 난연 효과가 얻어지기 어렵게 되고, 30 중량부보다 많으면 기계적 특성, 내열성, 내드립성이 손상된다.

(B) 성분의 수평균 분자량은 2000∼35000인 것이 바람직하고, 2000∼25000인 것이 더 바람직하다. 수평균 분자량이 2000 미만인 경우, 용융 혼련 또는 방사시에 폴리에스테르의 카복시산 말단과의 반응이 촉진되어 겔화가 일어나 방사성이 악화한다. 수평균 분자량이 35000을 넘으면 폴리에스테르의 카복시산 말단과의 반응 성이 저하하여, 공냉법으로 안정하게 용융 방사를 행하기 위해 필요한 용융 점도가 얻어지지 않는다.

본 발명의 (C) 성분은 (A) 성분의 카복시산 말단기와 (B) 성분의 에폭시기의 반응을 촉진시키는 물질이다. (A) 성분과 (B) 성분을 용융 혼련하는 것만으로는 (A) 성분의 카복시산 말단기와 (B) 성분의 에폭시기의 반응성은 낮으나, (C) 성분을 첨가하여 용융 혼련함으로써, 반응이 촉진되어, 수지 조성물의 용융 점도가 상승하여, 공냉에서의 용융 방사성이 향상한다. (C) 성분으로서는, 예를 들면, 탄소수 6∼32의 유기 카복시산 금속염, 포스파이트계 화합물 등을 들 수 있다. 탄소수 6∼32의 유기 카복시산 금속염으로서는, 예를 들면, 카프론산, 카프릴산, 카프린산, 라우린산, 미스티린산, 팔미틴산, 스테아린산, 아라기닌산, 베헨산, 리그노세린산, 몬탄산 등의 금속염을 들 수 있다. 이들은 1종으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합시켜 사용해도 좋다. 포스파이트계 화합물로서는, 예를 들면 트리알킬포스파이트류, 트리아릴포스파이트류, 알킬아릴포스파이트류 및 일반식(2)∼(5):

(식중, R¹은 탄소수 4∼20의 직쇄 또는 분기를 갖는 탄화수소기이며, 그들은 각각 동일해도 좋고 달라도 좋다),

(식중, R²는 수소 원자 또는 탄소수 1∼10의 탄화수소기이며, 그들은 각각 동일해도 좋고 달라도 좋다.)

(식중, R³는 수소 원자 또는 탄소수 1∼10의 탄화수소기이며, 그들은 각각 동일해도 좋고 달라도 좋으며, R⁴는 탄소수 4∼20의 탄화수소기 또는 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기이다),

(식중, R⁵는 수소 원자 또는 탄소수 1∼10의 탄화수소기이며, 그들은 각각 동일해도 좋고 달라도 좋으며, R⁶은 탄소수 4∼20의 탄화수소기 또는 탄소수 6∼20의 방향족 탄화수소기이며, 그들은 각각 동일해도 좋고 달라도 좋으며, X는 메틸렌기, 에틸리덴기, 이소프로필리덴기, 카르보닐기, 설포닐기, 1,3-페닐렌디이소프로필리덴기 또는 1,4-페닐렌디이소프로필리덴기를 나타내는 것으로 표시되는 포스파이트계 항산화제 등의 포스파이트계 화합물 등을 들 수 있다.)

상기 트리알킬포스파이트류, 트리아릴포스파이트류, 알킬아릴포스파이트류 및 일반식(2)∼(5)로 표시되는 포스파이트계 항산화제 등의 포스파이트계 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 트리옥틸포스파이트, 트리데카닐포스파이트 등의 트리알킬포스파이트류, 트리페닐포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(2,4-디(t-부틸)페닐)포스파이트, 트리아릴포스파이트류, 디데카닐페닐포스파이트, 데카닐디페닐포스파이트, 옥틸디페닐포스파이트 등의 알킬아릴포스파이트류, 식:

으로 표시되는 화합물을 포함하는 일반식(2)∼(5)로 표시되는 포스파이트계 항산화 제 등을 들 수 있다. 이들은 1종으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.

(C) 성분의 사용량으로서는 (A) 성분 100 중량부에 대하여 0.05∼1 중량부이다. 그 중에서도 0.1∼1 중량부가 바람직하고 0.2∼0.8 중량부가 더 바람직하다. 사용량이 0.05보다 적으면 (A) 성분의 카복시산 말단기와 (B) 성분의 에폭시기의 반응성이 저하하여 공냉에서의 용융 방사에 필요한 용융 점도가 얻어지기 어렵게 되고, 1 중량부보다 많으면 반응이 너무 촉진되어, 겔화가 일어나 방사성이 악화된다.

(C) 성분을 사용하여 (A) 성분과 (B) 성분을 반응시킨 경우에는, 용융 점도가 상승하여, 공냉에서의 용융 방사성이 향상할 뿐만 아니라, 얻어진 필라멘트의 투명성을 더 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.

본 발명의 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유는 상기 난연성 폴리에스테르계 조성물을 통상의 용융 방사법으로 용융 방사함으로써 제조할 수 있다.

본 발명에 사용하는 난연성 폴리에스테르계 조성물은, 예를 들면, (A) 및 (B) 및 (C) 성분을 사전에 드라이 블렌딩한 후, 각종의 일반적인 혼련기를 사용하여 용융 혼련함으로써 제조할 수 있다. 상기 혼련기의 예로는 예를 들면 1축 압출기, 2축 압출기, 롤, 밴버리 믹서, 니더 등을 들 수 있다. 이들 중에서는 2축 압출기가 혼련도의 조정, 조작의 간편성의 점에서 바람직하다.

즉, 예를 들면, 압출기, 기어 펌프, 구금(口金) 등의 온도를 270∼310℃로 하고, 용융 방사하여, 방출사조(紡出絲條)를 가열통에 통과시킨 후, 유리 전이점 이하로 냉각하여, 50∼5000 m/분의 속도로 인취함으로써 방출사조가 얻어진다. 또한, 방출사조를 냉각용 물을 넣은 수조에서 냉각하여, 섬도의 콘트롤을 행할 수도 있다. 가열통의 온도나 길이, 냉각풍의 온도나 내뿜는 양, 냉각수조의 온도, 냉각 시간, 인취 속도는 토출량 및 구금의 구멍 수에 따라 적의 조정할 수 있다.

얻어진 방출사조는 열연신되는데, 연신은 방출사조를 일단 귄취하고 나서 연신하는 2공정법 및 권취하지 않고 연속하여 연신하는 직접 방사 연신법의 어느 방법에 의해도 좋다. 열연신은 1단 연신법 또는 2단 이상의 다단 연신법으로 행해진다. 열연신에 있어서의 가열 수단으로는 가열 롤러, 히트 플레이트, 스팀 제트 장치, 온수조 등을 사용할 수 있고, 이들을 적의 병용할 수도 있다.

본 발명의 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유에는, 필요에 따라서, (B) 성분 이외의 난연제, 내열제, 광안정제, 형광제, 산화방지제, 정전방지제, 안료, 가소제, 윤활제 등의 각종 첨가제를 함유시킬 수 있다. 안료를 함유시킴으로써, 원착(原着) 섬유를 얻을 수 있다.

이렇게 하여 얻어진 본 발명의 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유는 비권축 생사 형상의 섬유이고, 그 섬도는, 통상, 10∼80 dtex, 35∼75 dtex인 것이 인공 모발용으로 더욱 적합하다. 또한, 인공 모발 섬유로서는 160∼200℃에서 미용 열기구(헤어 아이론)를 사용할 수 있는 내열성을 갖고 있고, 착화(着火)하기 어렵고, 자기 소화(消火)성을 갖고 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 난연성 폴리에스테르계 섬유가 원착되어 있는 경우, 그대로 사용할 수 있지만, 원착되어 있지 않은 경우, 통상의 난연성 폴리에스테르계 섬유와 마찬가지의 조건으로 염색할 수 있다.

염색에 사용되는 안료, 염료, 조제(助劑) 등으로는 내후성 및 난연성이 좋은 것이 바람직하다.

본 발명의 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유는 미용 열기구(헤어 아이론)를 사용한 컬(curl) 세팅성이 뛰어나고, 컬의 유지성도 뛰어나다. 또한, 필요에 따라 광택제거제를 첨가함으로써, 섬유 표면에 요철을 부여하는 것이 가능해져, 적당한 정도로 광택이 제거되어 인공 모발로서 보다 적합하게 사용할 수 있다. 또, 섬유 표면 처리제, 유연제 등의 유제를 사용하여, 촉감, 질감(texture)을 부여하여, 보다 인모에 가깝게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유는 모다크릴 섬유, 폴리염화비닐 섬유, 나일론 섬유 등, 다른 인공 모발 소재와 병용해도 좋고, 인모와 병용해도 좋다.

가발, 헤어 위그, 붙임 머리 등의 두발 제품에 사용되는 인모는, 일반적으로, 큐티클(cuticle) 처리나 탈색 및 염색되어 있고, 촉감, 빗질성을 확보하기 위해서 실리콘계의 섬유 표면 처리제, 유연제를 사용하기 때문에, 미처리의 인모와는 달리 이연성(易燃性)이지만, 본 발명의 난연성 폴리에스테르계 인공 모발용 섬유와 인모를 인모 혼합 비율 60% 이하로 혼합한 경우, 양호한 난연성을 나타낸다.

이어서, 본 발명을 실시예에 의거하여 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.

또한, 특성값의 측정법은 이하와 같다.

(강도 및 신도)

인테스코사제, INTESCO Model 201형을 사용하여, 필라멘트의 인장 강도 및 신도를 측정한다. 길이 40 mm의 필라멘트 1올을 취하여, 필라멘트의 양끝 10 mm를, 접착제를 발라놓은 양면 테이프를 붙인 보드(board)(얇은 종이)에 끼워, 하룻밤 풍건(風乾)시켜, 길이 20 mm의 시료를 제조한다. 시험기에 시료를 장착하고, 온도 24℃, 습도 80% 이하, 하중 0.034 cN×섬도(dtex), 인장 속도 20 mm/분으로 시험을 행하여, 강도 및 신도를 측정한다. 동일한 조건으로 시험을 10회 반복하여, 평균값을 필라멘트의 강도 및 신도로 한다.

(난연성)

섬도 약 50 dtex의 필라멘트를 150 mm의 길이로 자르고, 0.7 g을 묶어서, 한쪽 끝을 클램프에 끼워 스탠드에 고정하여 수직으로 매단다. 유효 길이 120 mm의 고정한 필라멘트에 20 mm의 불길을 3초간 접촉시켜, 연소시킨다. 연소성은, 잔염(殘炎) 시간이 0초(착화하지 않음)를 ◎, 3초 미만을 ○, 3∼10초를 △, 10초 이상을 ×로 하고, 또, 내드립성(drip resistance)은, 소화하기까지의 드립 수가 0을 ◎, 5 이하를 ○, 6∼10을 △, 11 이상을 ×로서 평가한다.

(투명성)

길이 30 cm, 총섬도 10만 dtex의 토우 필라멘트를 태양광 하에, 육안으로 평 가한다.

◎: 충분한 투명감이 있고, 색의 깊이(선명함)가 있음

○: 투명감이 있음

△: 약간 불투명감(흐림)이 있음

×: 불투명감이 있고, 색의 깊이가 없음

(빗질성)

길이 30 cm, 총 섬도 10만 dtex의 토우 필라멘트에 섬유 표면 처리제로서 PO/EO 랜덤 공중합체(분자량 20000)와 양이온계 대전방지제를 50/50의 비율로 함유하는 3% 수용액에 침지하여, 각각 0.1%가 부착하도록 하여, 80℃에서 5분간 건조시킨다. 처리된 토우 필라멘트에 빗(NEW DELRIN COMB No. 826)을 0.3 m/s의 속도로 토우 필라멘트의 상부 3 cm의 곳으로부터 아래로, 완전히 30회 이상 통과시켜, 빗질의 용이성을 평가한다.

○: 거의 저항 없음(가벼움)

△: 약간 저항이 있음(무거움)

×: 꽤 저항이 있고, 또는 도중에 걸림

(콜드 세팅성)

160 mm의 필라멘트를 똑바로 늘여, 양단을 테이프로 고정하여, 100℃에서 40분간 가열한다. 실온까지 냉각한 후, 85 mm로 컷팅하고, 2번 접어, 양끝을 미싱사로 묶고, 4 mmΦ의 봉(棒)에 매달아 하중이 6.7 mg/dtex로 되도록 추를 달아, 30℃, 60% RH에서 24시간 유지한다. 추를 떼고, 5분간 정치한 후에 80 mm로 커팅하 고, 필라멘트의 굽은 상태(각도)를 측정한다. 이것을 저온에서의 컬 부여 용이성의 지표로 하며, 똑바로(180℃) 회복하는 것이 가장 바람직하다.

(컬 유지력)

사모(蓑毛)로 한 필라멘트를 32 mmΦ의 파이프에 감아, 120℃의 온도로 60분간 컬 세팅하고, 실온에서 60분간 에이징(aging)한 후에, 컬링한 필라멘트의 한쪽 끝을 고정하여 매달아, 초기의 필라멘트 길이, 7일 후까지의 필라멘트 길이의 경시 변화를 조사한다. 이것을 컬의 부여 용이, 유지성의 지표로 하며, 초기 길이는 짧은 쪽이 좋고, 저온에서 컬 세팅이 가능하며, 또, 보다 고온에서 세팅할 수 있는 것이 바람직하다.

(아이론 세팅성)

헤어 아이론에 의한 컬 세팅의 용이성, 컬 형상의 유지성의 지표이다. 필라멘트를 180℃로 가열한 헤어 아이론에 가볍게 끼워, 3회 훑어 예열한다. 이 때의 필라멘트 간의 융착, 빗질성, 필라멘트의 수축(crimping), 사절(絲切)을 육안 평가한다. 다음에, 예열한 필라멘트를 헤어 아이론에 감아, 10초간 유지하고, 아이론을 빼낸다. 이때의 빼냄 용이성(로드 아웃(rod out)성), 빼낸 때의 컬의 유지성을 육안 평가한다.

(내실투성)

길이 10 cm, 총섬도 10만 dtex의 토우 필라멘트를 스팀 가공(120℃, 상대 습도 100%로 1시간)한 후에, 실온에서 충분히 건조한다. 스팀 가공 전후의 광택, 색상의 변화를 비교하여, 변화가 클수록 내실투성이 나쁘다.

◎: 광택, 색상 모두 변화 없음

○: 광택 변화 없음, 색상 약간 변화 있음

△: 광택, 색상 모두 약간 변화 있음

×: 광택, 색상 모두 명확한 변화 있음

(들러붙음)

길이 30 cm, 총섬도 10만 dtex의 토우 필라멘트를 항온 항습실(23℃, 상대 습도 55%) 내에서 3시간 정치한 후에, 오른손 엄지손가락, 집게손가락, 가운데손가락을 사용하여 평가한다.

○: 들러붙는 감이 없음

△: 약간 들러붙는 감이 있음

×: 들러붙는 감이 있음

(용융 점도)

(주)도요세이키세이사쿠쇼(Toyo Seiki Seisaku-sho, LTD.)제 캐피로그래프(capirograph)를 사용하여 행하였다. 테스트 스피드는 50 mm/min, 오리피스 반경 0.0500 cm, 배럴 반경 0.4775 cm, 배럴 온도 280℃로 하여 측정하여, 하기 식으로부터 용융 점도를 산출했다.

전단 압력 τ= P·r/2L=F·r/2πR2L…(1)

전단 속도 γ=4Q/πr3=4V/60πr3 (2)

겉보기 점도η=τ/γ (3)

(식중, P는 배럴 내압, F는 압출 하중, R은 배럴 반경, r은 모세관 반경, L 은 모세관 길이, Q는 플로우값, V는 압출량, v는 압출 속도이다.)

(방사성)

○: 안정하게 방사할 수 있음

△: 방사할 수 있으나, 소망의 섬도가 얻어지지 않음

×: 사절(絲切)되며, 융착 등이 발생하여 안정하게 방사할 수 없음

(실시예 1∼8)

수분량 100 ppm 이하로 건조한 폴리에틸렌테레프탈레이트, 브롬화 에폭시계 난연제, 반응 촉진제로 이루어지는 표 1에 나타내는 비율의 조성물에, 착색용 폴리에스테르 펠렛 PESM 6100 BLACK(다이니치세이카고교(주)(Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd.)제, 카본블랙 함유량 30%, 폴리에스테르는 (A) 성분에 함유됨) 2부를 첨가하여 드라이 블렌딩하고, 2축 압출기에 공급하여, 280℃에서 용융 혼련하여, 펠렛화한 후에, 수분량 100 ppm 이하로 건조시켰다. 이어서, 용융 방사기를 사용하여 280℃에서 노즐 지름 0.5 mm의 둥근 단면 노즐 구멍을 갖는 방사 구금으로부터 용융 폴리머를 토출하고, 가열통에 통과시킨 후 유리 전이 온도 이하로 냉각하여, 100∼150 m/분의 속도로 귄취하여 방출사조를 얻었다. 얻어진 방출사조를 80℃의 온수욕 중에서 연신을 행하여, 4배 연신사로 하고, 200℃로 가열한 히트롤을 사용하여, 100 m/분의 속도로 권취하여, 열 처리를 행하여, 단(單)섬유 섬도가 50 dtex 전후의 폴리에스테르계 섬유(멀티필라멘트)를 얻었다.

<표 1>

*1: 폴리에틸렌테레프탈레이트, 가네보오고오센(주)(Ganebo Gohsen, Ltd.)제, IV값=0.85

*2: 폴리에틸렌테레프탈레이트, 가네보오고오센(주)제, IV값=0.60

*3: 말단 미봉쇄형 브롬화 에폭시계 난연제, 도토카세이(주)(Tohto Kasei Co., Ltd.)제, 분자량 약 30000

*4: 말단 미봉쇄형 브롬화 에폭시계 난연제, 도토카세이(주)제, 분자량 약 17000

*5: 말단 미봉쇄형 브롬화 에폭시계 난연제, 도토카세이(주)제, 분자량 약 4000

*6: 몬탄산나트륨, 클라리언트 재팬(주)(Clariant (Japan) K.K.)제

*7: 포스파이트계 화합물, 다이하치가가쿠(주)(Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.)제

얻어진 섬유를 사용하여, 강도 및 신도, 난연성, 광택, 콜드 세팅성, 컬 유지력, 아이론 세팅성, 내실투성, 들러붙음, 빗질성을 평가한 결과를 표 2에 나타낸다.

<표 2>

(비교예 1)

수분량 100ppm 이하로 건조한 폴리에틸렌테레프탈레이트(EFG-85A, 가네보오고오센(주)제) 100 중량부에 대하여, 브롬화 에폭시계 난연제(SR-T10000, 말단 미봉쇄형 브롬화 에폭시계 난연제, 사카모토야쿠힝고교(주)(Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.)제) 15 중량부, 착색용 폴리에스테르 펠렛 PESM 6100 BLACK(다이니치세이카고교(주)제, 카본블랙 함유량 30%) 2 중량부를 첨가하여 드라이 블렌딩하여, 노즐경 0.5 mm의 둥근 단면 노즐공을 갖는 방사 구금을 사용하여 용융 폴리머를 토출하고, 공냉법에 의해 용융 방사를 행하였으나, 수지 조성물의 용융 점도 부족 때문에 소망의 섬도가 얻어지지 않았다. 얻어진 방출사조를 80℃의 온수욕 중에서 연신을 행하여, 4배 연신사로 하고, 200℃로 가열한 히트 롤을 사용하여, 100 m/분의 속도로 권취하여, 열 처리를 행하여, 단섬유 섬도가 20 dtex의 폴리에스테르계 섬유(멀티필라멘트)를 얻었다. 또, 소망의 섬도가 얻어지지 않았으므로, 난연성, 콜드 세팅성, 컬 유지력, 아이론 세팅성은 평가하지 않았다.

(비교예 2)

폴리에틸렌테레프탈레이트(EFG-85A, 가네보오고오센(주)제) 100 중량부에 대하여, 인계 난연제 10 중량부(PX-200, 축합 인산 에스테르 화합물, 다이하치가가쿠(주)제) 착색용 폴리에스테르 펠렛 PESM 6100 BLACK(다이니치세이카고교(주)제, 카본블랙 함유량 30%) 2 중량부를 첨가하고, 드라이 블렌딩하여, 노즐경 0.5 mm의 둥근 단면 노즐공을 갖는 방사 구금을 사용하여 용융 폴리머를 토출하고, 공냉법에 의해 용융 방사를 행하였지만, 용융 점도 부족 때문에 사절이 빈번히 발생하여, 권 취를 행할 수 없었다.

(비교예 3)

용융 방사 방법을 수냉식(용융 폴리머를 토출하여, 구금 하 25 cm의 위치에 설치한 수온 30℃의 수욕(水浴) 중에서 냉각하고, 100 m/분의 속도로 권취하여 방출사조를 얻었다.)으로 변경하고, 얻어진 방출사조를 80℃의 온수욕 중에서 연신을 행하여, 4배 연신사로 하고, 20℃로 가열한 히트 롤을 사용하여, 100 m/분의 속도로 권취하여, 열 처리를 행한 이외는 비교예 2와 마찬가지로 하여, 단섬유 섬도가 50 dtex의 폴리에스테르계 섬유(멀티필라멘트)를 얻었다.

얻어진 섬유를 사용하여, 강도 및 신도, 난연성, 투명성, 콜드 세팅성, 컬 유지력, 아이론 세팅성, 내실투성, 들러붙음, 빗질성을 평가한 결과를 표 2에 나타냈다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 비교예 1, 2에 대하여 실시예에서는 공냉식에서의 방사성, 투명성이 뛰어남이 확인되었다. 비교예 3에 대하여 실시예에서는, 난연성, 내열성, 투명성, 빗질성, 아이론 세팅성, 내실투성, 들러붙음이 뛰어남이 확인되었다.

본 발명에 의하면, 방사 가공성이 뛰어나고, 종래의 폴리에스테르 섬유의 섬유 물성을 유지하며, 난연성, 내열성, 투명성 등이 뛰어난 인공 모발용 섬유를 제공할 수 있게 된다.

Claims

폴리알킬렌테레프탈레이트 또는 폴리알킬렌테레프탈레이트를 주체로 한 공중합 폴리에스테르의 1종 이상으로 이루어지는 폴리에스테르(A) 100 중량부와 브롬화 에폭시계 난연제(B) 5∼30 중량부와 반응 촉진제(C) 0.05∼1 중량부를 사용하여 이루어지는 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유.
제1항에 있어서,

(A) 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리프로필렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 폴리머로 이루어지는 폴리에스테르인 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서,

(B) 성분이 일반식(1)으로 표시되는 난연제인 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유.

(식중, m은 0∼100을 나타냄)
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

(C) 성분이 탄소수 6∼32의 유기 카복시산 금속염 및, 또는, 포스파이트계 화합물인 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

난연성 폴리에스테르계 섬유가 공냉식 용융 방사 방법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

단섬유 섬도가 10∼80 dtex인 난연성 폴리에스테르계 인공 모발 섬유.