KR20080064809A

KR20080064809A - 이형 단면 섬유 및 그것으로 이루어진 인공 모발용 섬유

Info

Publication number: KR20080064809A
Application number: KR1020087007309A
Authority: KR
Inventors: 아츠시 호리하타; 요시유키 요시노; 아키노리 네모토
Original assignee: 덴끼 가가꾸 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-11-02
Filing date: 2006-10-27
Publication date: 2008-07-09
Also published as: CN101300377B; CN101300377A; JPWO2007052570A1; JP4936289B2; WO2007052570A1

Abstract

부피성이 뛰어나며, 융착 없이 안정적으로 생산할 수 있는 이형 단면 섬유를 제공한다. 섬유 횡단면이 섬유의 긴 쪽 방향 축선에 대하여 개구된 개구부를 마련한 중공부를 적어도 2개 가지고 있는 이형 단면 섬유로서, 2개의 중공부가 등을 맞대고 대칭 형상을 하고 있으며, 섬유 횡단면이 원호상으로 만곡된 대략 C형을 등을 맞대게 한 형상을 하고 있다. 또한, 상기 대략 C형의 형상은, 바람직하게는 다음의 식 1.4R₂≤R₁≤4.2R₂ 및 10°≤ θ ≤ 160°(식 중, R₁은 중공부 상정 내접원 중심을 통과하는 최대 외형 치수이고, R₂는 중공부 상정 내접원의 지름이며, 그리고, θ는 중공부 상정 내접원의 중심과 대략 C형의 2개의 선단을 연결하는 선분이 이루는 각도임)을 만족하는 것이다.

Description

이형 단면 섬유 및 그것으로 이루어진 인공 모발용 섬유{FIBER WITH MODIFIED CROSS SECTION AND FIBER FOR ARTIFICIAL HAIR FORMED OF THE SAME}

본 발명은 이형 단면을 가지는 섬유에 관한 것으로, 특히 인공 모발용 섬유에 바람직한 이형 단면 섬유에 관한 것이다.

종래, 예를 들어, 위그(wig), 헤어피스(hairpiece), 블레이드, 붙임 머리(extension hair) 등의 두발 장식용의 인공 모발용으로 사용되는 섬유는 부피성을 부여할 목적으로 섬유의 단면 형상의 개량이 이루어지고 있다. 예를 들어, 세 갈래 모양 Y자형 단면 등의 돌기가 있는 단면을 가지는 섬유의 제조 방법(예를 들어 특허문헌 1을 참조), C자형의 단면을 가지는 섬유의 제조 방법(예를 들면 특허문헌 2를 참조), 중공 단면으로 하는 섬유의 제조 방법(예를 들어 특허문헌 3을 참조)이 제안되어 있다. 일반적으로, 원형에 가까운 단면 형상에서는 소프트성은 향상되나, 부피성은 저하된다. 반대로, 중공이나 반중공의 단면 형상에서는 부피성은 향상되나, 소프트성은 저하된다.

특허문헌 1: 일본 실공소 58-37961호 공보

특허문헌 2: 일본 특개 2003-96618호 공보

특허문헌 3: 일본 실개소 63-48652호 공보

발명이 해결하고자 하는 과제

섬유 횡단면에 개구부를 가지는 형상은 용액 방사법에서는 적합하나, 용융 방사법에서는 노즐로부터 밀려나온 직후의 섬유가 나선형으로 되어 흘러내려 버리기 때문에, 개구부 주변에 융착이 일어나는 경우가 있었다. 또, 용액 방사법에서 섬유 횡단면을 양호하게 유지하기 위해서는, 개구부의 중심 각도를 25°보다 크게 할 필요가 있었으나, 그 개구부를 크게 하면 부피성이 저하해 버리는 문제가 있었다.

본 발명은 부피성이 뛰어나고 융착 없이 안정적으로 생산할 수 있는 이형 단면 섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명은 섬유 횡단면이 섬유의 긴 쪽 방향 축선에 대하여 개구된 개구부를 마련한 중공부를 적어도 2개 가지고 있는 이형 단면 섬유이다.

본 발명의 이형 단면 섬유에 있어서는, 이하의 (1) 내지 (4)의 실시형태로부터 선택된 적어도 하나를 구비하고 있는 것이 바람직하다.

(1) 2개의 중공부가 등(배면)을 맞대고 대략 대칭의 형상을 하고 있는 이형 단면 섬유.

(2) 섬유 횡단면이 원호상(圓弧狀)으로 만곡된 대략 C형을 등(배면)을 맞대게 한 형상을 하고 있는 이형 단면 섬유.

(3) 상기 대략 C형의 형상이, 다음의 식

1.4R₂ ≤ R₁ ≤ 4.2R₂

10°≤ θ ≤ 160°

(식 중, R₁은 중공부 상정 내접원의 중심을 통과하는 최대 외형 치수이고, R₂는 중공부 상정 내접원의 지름이며, 그리고, θ는 중공부 상정 내접원의 중심과 대략 C형의 2개의 선단을 연결하는 선분이 이루는 각도(중심 각도)임)를 만족하는 이형 단면 섬유.

(4) 염화 비닐계 수지 조성물로 이루어진 이형 단면 섬유.

본 발명의 이형 단면 섬유는 인공 모발용 섬유에 이용할 수 있다. 또, 인공 모발용 섬유로 이루어진 두발 장식 제품으로 사용할 수 있다.

또, 본 발명은 (a) 염화 비닐계 수지, 하이드로탈사이트계 열 안정제, 에폭시화 대두유 및 에스테르계 활제를 배합한 염화 비닐계 수지 조성물을 혼합하는 공정, (b) 상기 염화 비닐계 수지 조성물을, 노즐 형상이 대략 C형을 등(배면)을 맞대게 한 형상인 노즐 구멍이 마련된 방사 금형으로부터 금형 온도 160~190 ℃에서 용융 방사하는 공정, (c) 상기 용융 방사한 섬유를 90~120 ℃의 공기 분위기 하에서 200~400 %로 연신하는 공정 및 (d) 상기 연신한 섬유를 110~140 ℃의 공기 분위기 하에서 섬유 전체 길이가 처리 전의 60~100 %의 길이로 수축할 때까지 열 이완 처리하는 공정을 순차적으로 포함하는 이형 단면 섬유의 제조 방법이다.

발명의 효과

본 발명에 의하면 부피성이 뛰어나고 융착 없이 안정적으로 생산할 수 있는 이형 단면 섬유를 얻을 수 있다.

발명을 실시하기 위한 바람직한 형태

본 발명의 섬유는 상기한 바와 같이 섬유 횡단면이 섬유의 긴 쪽 방향 축선에 대하여 개구된 개구부를 마련한 중공부를 적어도 2개 가지고 있는 이형 단면 섬유이다. 즉, 본 발명의 이형 단면 섬유는 도 1, 도 2에 예시하는 바와 같이, 섬유 횡단면이 섬유의 긴 쪽 방향 축선에 대하여 개구된 개구부(20)를 가지는 중공부(10)가 2개 이상 있는 이형 단면 섬유이다. 여기서, 「개구된 개구부를 마련한 중공부」는 중공의 중심부(중공부(10))와, 이 중공부(10)의 주위로 연장되어 그 일부가 개구되어 중공부를 둘러싸는 벽 부분을 획정(劃定)하는 벽부 편(40)을 가지는 일반적으로 U형, C형 단면을 나타낸다. 또, 「섬유의 긴 쪽 방향 축선」은 중공부(10)의 중심축(후술하는 상정 내접원의 중심축)에 상당한다. 벽부 편(40)의 개구부(20)는 중공부(10)를 섬유의 외측으로 연통시킨다. 또, 개구부(20)는 중공부(10)의 상정 내접원의 지름보다도 좁아져 있으며, 이에 의해 중공부(10)와 섬유의 외측 사이에 후부(喉部) 또는 협착부가 형성된다.

본 발명에 있어서, 2개의 중공부(10)는 통상 U형끼리 또는 C형끼리(도 1)가 조합되지만, 예를 들어, U형과 C형의 조합이어도 된다. 또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 예를 들어 2개의 C형을 세로 방향으로 연접하여 이루어진 S형이어도 된다. 용융 방사법에서는, 형상이 대상이 되도록 같은 형상의 조합, 예를 들어, C형과 C형의 조합이 바람직하고, 2개의 중공부가 개구부(20) 반대쪽의 등부(30)와 접하고 있는, 즉 등을 맞대고 있는 대칭의 형상을 이루는 것이 보다 바람직하다. 또한, 대략 C형은 이들 C형과 U형의 총칭이다.

원호상으로 만곡된 대략 C형을 등을 맞대게 한 형상이란 원호상으로 만곡된 대략 C형을 등을 맞대게 함으로써, 섬유의 긴 쪽 방향 축선에 대하여 수직인 「개구된 개구부를 마련한 중공부」가 좌우 대칭으로 있는 형상이다. 원호상으로 만곡된 대략 C형을 등을 맞대게 한 형성으로 함으로써 용융 방사법에 있어서, 종래보다도 노즐 압력을 억제할 수 있어 장시간 안정된 상태에서 방사를 행할 수 있으며, 또한 부피성도 종래보다도 뛰어난 섬유로 할 수가 있다.

상기 대략 C형을 등을 맞대게 한 이형 단면 섬유는, 다음의 식을 만족하고 있는 것이 바람직하다. 이를 도 1을 예로 설명한다. 또한, 도 1에 있어서 개구부(20)를 형성하는 원호상의 벽부 편(40)의 양단은 모서리가 있어도 되고 없어도 된다. 또, 벽부 편(40)의 표면(외면, 내면)은 평활해도 되고 미세한 요철면이어도 된다.

1.4R₂ ≤ R₁ ≤ 4.2R₂

10°≤ θ ≤ 160°

상기 식에 있어서, R₁은 중공부 상정 내접원(S)의 중심(O)을 통과하는 최대 외형 치수이고, R₂는 중공부 상정 내접원(S)의 지름이며, θ는 중공부 상정 내접원(S)의 중심(O)과 대략 C형의 2개의 선단을 연결하는 선분이 이루는 각도(중심 각도)이다. R₁, R₂ 및 θ는 섬유 횡단면 확대 사진으로부터 구할 수 있다. 또한, 상기 식은 도 2에 나타내는 「S형」 이형 단면 섬유에 대해서도 마찬가지로 만족하고 있다.

중공부 상정 내접원(S)의 중심을 통과하는 최대 외형 치수(R₁)는, 상기와 같이 중공부 상정 내접원(S)의 지름(R₂)의 1.4배 내지 4.2배인 것 바람직하며, 1.6배에서 2.8배가 더욱 바람직하다. R₁이 R₂의 1.4배보다 작으면, 벽부 편(40)의 두께가 작아져서 용융 방사시의 노즐 압력이 과도하게 높아질 우려가 있다. 한편, R₁이 R₂의 4.2배보다 크면, 부피성이 저하될 우려가 있다.

또, 중공부 상정 내접원의 중심과 대략 C형의 2개의 선단을 연결하는 선분이 이루는 각도(θ)는 10°에서 160°인 것이 바람직하다. 각도(θ)는 30~140°인 것이 보다 바람직하다. 각도 θ가 10°보다 작으면, 용융 방사시의 노즐 압력이 높아지는 경우가 있다. 한편, 각도 θ가 160°보다 크면, 부피성이 저하되어 버릴 우려가 있다.

또한, 섬유 횡단면의 대략 C형이 하기의 조건을 만족하도록, 벽부 편의 선단 부분, 즉 개구부를 형성하는 단부를 향하여 두께 폭이 테이퍼 형상으로 굵게 되어 가는 형상을 가지면, 용융 방사시의 노즐 압력을 억제할 수 있으며, 또한 안정된 제조를 행할 수 있다.

1.1t₁ ≤ t₂ ≤ 2.0t₁

식 중, t₁은 벽부 편의 최소 두께이며, t₂는 최대 두께이다. t₁ 및 t₂는 섬유 횡단면 확대 사진으로부터 구할 수 있다.

대략 C형의 벽부 편의 최대 두께(t₂)는, 대략 C형의 최소 두께(t₁)의 1.1배에서 2.0배인 것이 바람직하다. t₂가 t₁의 1.1배보다 작으면, 용융 방사시의 노즐 압력을 억제하는 것이 곤란하게 될 우려가 있다. 한편, t₂가 t₁의 2.0배보다 크면, 최소 두께의 부분이 반대로 너무 가늘어지기 때문에, 용융 방사시의 노즐 압력이 커져 버릴 우려가 있다.

본 발명에 있어서, 이형 단면 섬유로서 사용되는 합성 수지는 염화 비닐 수지, 모다크릴 수지, 아크릴 섬유, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리프로필렌 수지, 나일론 수지, 폴리젖산 수지, 폴리비닐알코올 수지 등 섬유화 가능한 모든 합성 수지가 포함된다. 이 중에서도, 강도, 광택, 색상, 난연성, 감촉 및 열 수축성 등의 특성에서 염화 비닐계 수지가 바람직하다.

본 발명에 사용되는 염화 비닐계 수지는 괴상 중합, 용액 중합, 현탁 중합, 유화 중합 등에 의해 얻어진 것을 사용할 수 있으나, 섬유의 초기 착색성 등을 감안하여 현탁 중합에 의해 제조한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 염화 비닐계 수지란 종래 공지의 염화 비닐의 단독 중합물인 호모폴리머 수지 또는 종래 공지의 각종 코폴리머 수지이고, 특별히 한정되는 것은 아니다. 상기 코폴리머 수지로는 종래 공지의 코폴리머 수지를 사용할 수 있으며, 염화 비닐-아세트산 비닐 코폴리머 수지, 염화 비닐-프로피온산 비닐 코폴리머 수지 등의 염화 비닐과 비닐에스테르류의 코폴리머 수지, 염화 비닐-아크릴산 부틸코폴리머 수지, 염화 비닐-아크릴산2에틸헥실 코폴리머 수지 등의 염화 비닐과 아크릴산 에스테르류의 코폴리머 수지, 염화 비닐-에틸렌 코폴리머 수지, 염화 비닐-프로필렌 코폴리머 수지 등의 염화 비닐과 올레핀류의 코폴리머 수지, 염화 비닐-아크릴로니트릴 코폴리머 수지 등이 대표적으로 예시된다. 특히 바람직하게는, 염화 비닐의 단독 중합물인 호모폴리머 수지, 염화 비닐-에틸렌 코폴리머 수지, 염화 비닐-아세트산 비닐 코폴리머 수지 등을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 코폴리머 수지에 있어서, 코모노머의 함유량은 특별히 한정되지 않으며, 성형 가공성, 실 특성 등의 요구 품질에 따라 결정할 수 있다. 특히 바람직하게는 코모노머의 함유량은 2~30 %이다.

본 발명에 사용하는 염화 비닐계 수지의 점도 평균 중합도는 600~2500인 것이 바람직하다. 점도 평균 중합도가 600 미만이면 용융 점도가 저하하기 때문에 얻어진 섬유가 열 수축하기 쉬워질 우려가 있다. 한편, 2500을 넘으면, 용융 점도가 높아지기 때문에 노즐 압력이 높아져서 안전한 제조가 곤란하게 될 우려가 있다. 또한, 점도 평균 중합도는 수지 200 ㎎을 니트로벤젠 50 ㎖에 용해시켜 이 폴리머 용액의 비점도를 30 ℃ 항온조 중에서, 우벨로데형 점토계(Ubbelohde viscometer)를 이용하여 측정하고, JIS-K6720-2에 의해 산출한 것이다.

본 발명의 염화 비닐계 수지에 있어서는, 목적에 따라 염화 비닐계 수지에 사용되는 종래 공지의 첨가제를 배합해도 된다. 첨가제의 예로는 열 안정제, 가소제, 활제, 상용화제, 가공조제, 강화제, 자외선 흡수제, 산화 방지제, 대전 방지제, 충전제, 난연제, 안료, 초기 착색 개선제, 도전성 부여제, 표면 처리제, 광 안정제, 향료 등이 있다.

본 발명에 사용하는 열 안정제는 종래 공지의 것을 사용할 수 있다. 그 중에서도 Ca-Zn계 열 안정제, 하이드로탈사이트계 열 안정제, 주석계 열 안정제 및 제올라이트계 열 안정제로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 열 안정제는 성형시의 열 분해성, 롱런(long-run)성, 섬유의 색조를 개량하기 위해서 사용하는 것으로, 특히 성형 가공성, 실 특성의 균형이 우수한 Ca-Zn계 열 안정제와 하이드로탈사이트계 열 안정제의 병용이 바람직하다. 이 경우, 이들 열 안정제는 염화 비닐계 수지 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.2~5.0 중량부 사용하며, 더욱 바람직하게는 0.5~5.0 중량부를 사용한다. 하이드로탈사이트계 열 안정제는 구체적으로는 하이드로탈사이트 화합물이며, 더욱 구체적으로는 마그네슘 및/또는 알칼리 금속과 알루미늄 혹은 아연, 마그네슘 및 알루미늄으로 이루어진 복합 염화합물로, 결정수를 탈수한 것이 바람직하다. 또, 하이드로탈사이트 화합물은 천연물이어도 되고 합성품이어도 되며, 합성품의 합성 방법은 종래 공지의 방법으로 된다.

본 발명의 이형 단면 섬유의 제조 방법은 바람직하게는,

(a) 염화 비닐계 수지, 하이드로탈사이트계 열 안정제, 에폭시화 대두유 및 에스테르계 활제를 배합한 염화 비닐계 수지 조성물을 혼합하는 공정,

(b) 상기 염화 비닐계 수지 조성물을 노즐 형상이 대략 C형을 등을 맞대게 한 형상인 노즐 구멍이 마련된 방사 금형으로부터 금형 온도 160~190 ℃에서 용융 방사하는 공정,

(c) 상기 용융 방사한 섬유를 90~120 ℃의 공기 분위기 하에서 200~400 %로 연신하는 공정,

(d) 상기 연신한 섬유에 110~140 ℃의 공기 분위기 하에서 섬유 전체 길이가 처리 전의 60~100 %의 길이로 수축할 때까지 열 이완 처리하는 공정을 순차적으로 포함하고 있다.

이와 같이, (a)~(d)의 공정을 순차적으로 포함하고 있으면 부피성이 뛰어나고 융착이 없는 이형 단면 섬유를 안정적으로 제조할 수 있다.

다음에, 이 이형 단면 섬유의 제조 방법에 대하여 상술한다. 본 발명에 사용하는 염화 비닐계 수지 조성물은 종래 공지의 혼합기, 예를 들어 헨셀 믹서(Henschel Mixer), 슈퍼 믹서, 리본 블렌더 등을 사용하여 혼합하여 이루어진 파우더 화합물, 또는 이것을 용융 혼합하여 이루어진 펠릿 화합물로 사용할 수 있다. 파우더 화합물은 종래 공지의 통상의 조건으로 제조할 수 있다. 핫 블렌드이든 콜드 블렌드이든 상관없지만, 특히 바람직하게는 수지 조성물 중의 휘발분을 감소시키기 위해, 블렌드시의 커트 온도를 105~155 ℃까지 올려서 이루어진 핫 블렌드를 사용하는 것이 바람직하다. 펠릿 화합물은 통상의 염화 비닐계 펠릿 화합물의 제조와 같게 하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 단축 압출기, 이방향(異方向) 2축 압출기, 코니컬(conical) 2축 압출기, 동방향(同方向) 2축 압출기, 코니더, 유성 기어(planetary gear) 압출기, 또는 롤 혼련기 등의 혼련기를 사용하여 펠릿 화합물로 할 수 있다. 펠릿 화합물을 제조할 때의 조건은 특별히 한정되지 않으나, 수지 온도를 185 ℃ 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다. 또, 상기 펠릿 화합물 중에 혼입할 수 있는 청소용구의 금속 편 등의 이물을 제거하기 위해서, 그물 사이즈가 미세한 스테인리스 메쉬 등을 혼련기 내에 설치하거나, 콜드 커트시에 혼입할 수 있는 「부스러기(절단 분말)」 등을 제거하는 수단을 채용하는 것이 바람직하다. 핫 커트를 행하는 방법은 자재로 가능하나, 「부스러기(절단 분말)」 혼입이 적은 핫 커트법을 사용하는 것이 특히 바람직하다.

상기 염화 비닐계 수지 조성물을 섬유 형상의 미연신사(未延伸絲)로 할 때에는 종래 공지의 압출기를 사용할 수 있다. 예를 들어 단축 압출기, 이방향 2축 압출기, 코니컬 2축 압출기 등을 사용할 수 있으나, 특히 구경이 35~85 ㎜ 정도인 단축 압출기 또는 구경이 35~50 ㎜ 정도인 코니컬 압출기를 사용하는 것이 바람직하다. 압출기의 구경이 지나치게 커지면, 압출량이 많아지거나 노즐 압력이 지나치게 커져서 미연신사의 유출 속도가 너무 빨라져서, 감음이 곤란해지는 경우가 있으므로 바람직하지 않다.

본 발명에 있어서는, 종래 공지의 노즐을 사용하여 용융 방사하는 것이 가능하다. 예를 들어, 인공 모발용으로서의 컬 특성 등의 품질면을 감안하면, 1개의 노즐 구멍의 단면적이 0.5 ㎟ 이하인 노즐을 다이(방사 금형)의 선단부에 장착하여 용융 방사를 행하는 것이 바람직하다. 1개의 노즐 구멍의 단면적이 0.5 ㎟를 넘으면, 가는 섬도의 미연신사 또는 연열사(延熱絲)로 하기 위해 과대한 장력을 가할 필요가 있으며, 이에 의해 잔류 변형이 증가하여 컬 유지성 등의 품질이 저하될 우려가 있다.

상기 다이에 마련하는 노즐 구멍의 배열, 위치 관계는 권취(감음)의 용이함에 크게 관계된다. 특히 바람직한 배열 수는 1~5열이다. 배열 수가 이 이상이 되면 다이 내의 용융물의 유동 속도차가 커지고, 유출 속도 분포가 확대되어, 미연신사의 「물결침」이 커지는 경향이 있기 때문에 바람직하지 않다. 또, 1개의 다이에 존재하는 노즐 구멍의 수는 50~300개인 것이 바람직하다. 노즐 구멍의 수가 너무 적으면 생산성이 저하되고, 반대로 너무 많으면 「실 끊김」 등의 트러블 발생 확률이 높아져서 바람직하지 않다. 본 발명에 있어서는, 인접하는 노즐 구멍의 중심 간의 거리(이하, 노즐 간격이라고 함)가 적어도 0.8 ㎜ 이상이 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 여기서, 이형 단면을 가지는 노즐 구멍의 중심은 상기 단면의 중심을 의미하며, 예를 들어 도 1의 노즐 형상에서는 등부(30)의 중심을 가리킨다. 노즐 간격이 0.8 ㎜ 미만이면 용융 방사할 때, 미연신사끼리의 접촉 빈도가 높아져 실 끊김의 원인이 되므로 바람직하지 않다. 또한, 노즐 간격이 너무 길면 다이 그 자체가 커져서 무거워지거나, 혹은 1개의 다이에 배치하는 노즐 수가 적어져서 생산성이 저하되므로 바람직하지 않다. 특히 바람직한 노즐 간격의 범위는 0.8~4.5 ㎜이다.

본 발명에 있어서는, 미연신사의 섬도를 300 데시텍스 이하, 특히 200 데시텍스 이하로 해 두는 것이 바람직하다. 미연신사의 섬도가 300 데시텍스를 넘으면, 가는 섬도의 섬유를 얻기 위해서는 연신 처리시에 연신 배율을 크게 할 필요가 있으므로, 연신 처리를 한 후의 가는 섬도의 섬유(연신사)에 광택이 나서, 반염(半艶) 내지 칠부염(七部艶) 상태를 유지하는 것이 곤란해진다. 또, 플라스틱적인 미끄러짐 촉감이 되는 경향이 있다. 또, 용융 방사시, 노즐 압력은 50 MPa 이하로 방사하는 것이 바람직하다. 노즐 압력이 50 MPa를 넘으면, 압출기의 스러스트(thrust)부에 가해지는 부하가 과대해져서 압출기에 바람직하지 않은 상태를 발생시키기 쉬워지고, 또, 턴 헤드, 다이 등의 접속부로부터 「수지 누출」을 발생시킬 우려가 있다. 노즐 압력은 스크류 회전수 혹은 공급량을 변경하여 압출량을 제어함으로써 조절하는 것이 품질에 영향이 적어 바람직하다. 노즐 압력을 저하시키기 위해서는, 금속면과의 슬립 효과가 높은 활제를 사용하거나, 용융 점도 저하제, 예를 들어 가소제, 고분자 가소제 등을 다량으로 사용하는 것이 가능하다. 그러나 이와 같은 수단에 의해, 노즐 압력을 20 MPa 이하로 하면, 수지 조성물의 겔화나 용융 상태가 매우 불균일해지기 때문에, 실 끊김 빈도가 높아져서 제조가 곤란해지는 동시에, 염(艶)상태, 촉감 등의 품질이 불충분한 섬유로 되는 경향이 있다. 따라서, 상기한 바와 같은 압출량의 제어에 의한 노즐의 압력 컨트롤이 바람직하다.

본 발명에 있어서는, 1개의 노즐 구멍의 단면적이 0.5 ㎟ 이하인 복수의 노즐 구멍을 다이에 배열하여 이루어진 멀티 타입의 노즐 구멍(노즐 구멍 수는 50~300개. 노즐 배열 수는 1~5열)으로부터 스트랜드를 유출하게 하여, 섬도가 300 데시텍스 이하인 미연신사를 제조하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 수지 조성물의 펠릿 화합물 등을 예를 들면, 단축 압출기를 사용하여 수지 온도 160~190 ℃, 보다 바람직하게는 165~185 ℃에서 용융 방사함으로써 미연신사를 얻을 수 있다.

상기 용융 방사로 얻어진 미연신사에 공지의 방법으로 연신 처리 및 열 처리를 실시하여, 100 데시텍스 이하의 가는 섬도의 섬유(연신사)로 할 수 있다. 연신 처리 조건으로는, 연신 처리 온도 90~120 ℃의 분위기 하에서 연신 배율 200~400 % 정도로 연신하는 것이 바람직하다. 특히, 연신 처리 온도 90~110 ℃의 분위기 하에서 연신 배율 250~400 %로 연신시키는 것이 바람직하다. 연신 처리 온도가 90 ℃ 미만이면 섬유의 강도가 낮아지는 동시에 실 끊김이 발생하기 쉽고, 반대로 120 ℃을 넘으면 섬유의 촉감이 플라스틱적인 미끄러운 촉감이 되어 바람직하지 않다. 또, 연신 배율이 200 % 미만이면 섬유의 강도 발현이 불충분해지고, 400 %를 넘으면 연신 처리시에 실 끊김이 발생하기 쉬워 바람직하지 않다.

또한, 연신한 섬유를 110~140 ℃의 온도로 유지한 공기 분위기 하에서, 섬유 전체 길이가 처리 전의 60~100 %, 바람직하게는 65~90 %의 길이가 될 때까지 열 이완 처리함으로써 열 수축률을 저하시킬 수 있다. 상기 이완율의 범위를 벗어나면 인공 모발용 섬유로서 품질이 저하하는 경향이 있어 바람직하지 않다. 상기 열 이완 처리는 연신 처리와 연동하여 실시하는 것도 가능하며, 분리하여 실시할 수도 있다. 또, 본 발명에 있어서는, 종래 공지의 용융 방사에 관련되는 기술, 예를 들어 각종 노즐 단면 형상에 관련되는 기술, 가열통(加熱筒)에 관련되는 기술, 연신 처리에 관련되는 기술, 열 처리에 관련되는 기술 등을 자유롭게 조합하여 사용하는 것이 가능하다.

미연신사에 연신 처리 및 열처리를 한 섬유는 그 한 개의 섬도가 바람직하게는 20~100 데시텍스이며, 더욱 바람직하게는 50~80 데시텍스이다. 섬도가 20 데시텍스보다 작으면, 굽힘 강성이 작아지므로 섬유의 탄력성이 없어지고, 그렇기 때문에, 부드러운 촉감으로 되는 경우가 있다. 한편, 섬도가 100 데시텍스보다 크면, 굽힘 강성이 커지므로 섬유의 탄력성이 강해지며, 그렇기 때문에, 빳빳한 촉감으로 될 우려가 있다. 20~100 데시텍스이면, 인공 모발용 섬유로서 사용했을 경우에 천연의 모발로 손색이 없다. 또 본 발명에 있어서는, 섬도가 다른 복수의 섬유를 블렌드하여 사용하는 것도 가능하다.

도 1은 본 발명의 이형 단면 섬유의 일실시 형태를 나타내며, 「대략 C형을 등을 맞대게 한」 노즐 형상 및 그에 의해 얻어진 섬유의 개략 횡단면도이다.

도 2는 본 발명의 이형 단면 섬유의 다른 실시 형태를 나타내며, 「대략 S형」의 노즐 형상 및 그에 의해 얻어진 섬유의 개략 횡단면도이다.

도 3은 종래의 섬유의 섬유 횡단면도이다.

부호의 설명

R₁ 중공부 상정 내접원의 중심을 통과하는 최대 외형 치수

R₂ 중공부 상정 내접원의 지름

θ 중공부 상정 내접원의 중심과 대략 C형의 2개의 선단을 연결하는 선분이 이루는 각도

S 중공부 상정 내접원

O 중공부 상정 내접원의 중심

t₁ 최소 두께

t₂ 최대 두께

10 중공부

20 개구부

30 등부(배면부)

40 벽부 편

이하에, 표 1을 참조하면서, 실시예, 비교예를 들어 본 발명을 상세하게 설명한다. 이들은 모두 예시적인 것으로, 본 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.

	실시예								비교예
	1	2	3	4	5	6	7	8	1
형상	대략 C형의 등을 맞대게 한 형							S형	C형
R1	100	100	100	100	100	100	100	100	100
R2	60	40	70	80	20	60	60	60	60
θ	60	120	30	60	60	5	180	60	60
비용적	최량	우량	최량	최량	양호	최량	양호	우량	우량
비용적	2.8	2.3	2.8	2.9	1.9	2.8	1.8	2.0	2.2
융착	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	양호	불량
노즐 압력	우량	우량	양호	양호	우량	불량	우량	양호	양호
노즐 압력	36	37	43	50	32	53	34	44	42

표 1에 있어서, 「비용적(比容積)」은 섬유의 부피성의 지표이다. 비용적의 측정 방법에 있어서는, 56 cc의 용기(100 ㎜×14 ㎜×40 ㎜)에, 100 ㎜로 절단한 섬유를 용기가 가득 찰 때까지 충전시킨다. 충전시킨 섬유를 꺼내어 계량하고, 하기 식으로 비용적을 산출하여 이하의 기준으로 평가하였다.

용기의 부피(cc) ÷ 섬유 중량(g) = 비용적(cc/g)

최량: 비용적이 2.4(cc/g) 이상이며, 대단히 부피성이 큰 것.

우량: 비용적이 2.0~2.4(cc/g) 미만이며, 매우 부피성이 큰 것.

양호: 비용적이 1.7~2.0(cc/g) 미만이며, 부피성이 큰 것.

불량: 비용적이 1.7(cc/g) 미만이며, 부피성이 작은 것.

표 1에 있어서, 「융착」은 용융 방사시에 2개의 섬유가 교착하여 한 개의 굵은 실로 되어 버리는 것으로, 하나라도 있으면 제품의 품질상 문제가 된다. 융착의 측정 방법은 방사 후의 실을 관찰하여 융착한 실의 개수를 측정한 것이며, 이하의 기준으로 평가하였다.

양호: 융착이 0개이며, 품질상 문제가 없는 것.

불량: 융착이 1개 이상 있으며, 품질상 문제가 있는 것.

표 1에 있어서, 「노즐 압력」은 연속 방사했을 때, 장기 시간 안정된 상태로 방사를 할 수 있기 위한 지표이다. 「노즐 압력」이란, 24시간 연속 방사했을 때의 노즐에서의 수지 압력을 측정한 것으로, 이하의 기준으로 평가하였다.

우량: 노즐 압력이 40 MPa 이하로, 안정적으로 제조할 수 있으며 롱런성에 전혀 문제가 없는 것.

양호: 노즐 압력이 40 MPa 초과로부터 50 MPa 이하로, 거의 안정적으로 제조할 수 있으며 롱런성에 실질적으로 문제가 없는 것.

불량: 노즐 압력이 50 MPa을 넘고, 안정적으로 제조하기 위해서는 압출량을 줄일 필요가 있으며, 롱런성에 문제가 있는 것.

(실시예 1)

(a) 염화 비닐계 수지(다이요염비사제 TH-1000) 100 중량부, 하이드로탈사이트계 복합 열 안정제(닛산화학공업사제 CP-410A) 3 중량부(열 안정제 성분은 1.5 중량부), 에폭시화 대두유(아사히화공업사제 O-130P) 0.5 중량부, 에스테르계 활제(리켄비타민사제 EW-100) 0.8 중량부를 배합한 염화 비닐계 수지 조성물을 리본 블렌더로 혼합하는 공정, (b) 상기 혼합한 수지 조성물을 도 1에 나타낸 「대략 C형을 등을 맞대게 한」 노즐 형상, 노즐 단면적 0.06 ㎟, 및 노즐 구멍 수 120개의 방사 금형을 이용하여, 금형 온도 180 ℃ 및 압출량 10 kg/시간으로 용융 방사하여 150 데시텍스의 섬유로 하는 공정, (c) 상기 용융 방사한 섬유를 100 ℃의 공기 분위기 하에서 300 %로 연신하는 공정, 그리고, (d) 상기 연신한 섬유에 120 ℃의 공기 분위기 하에서 섬유 전체 길이가 처리 전의 75 %의 길이로 수축할 때까지 열 이완 처리하는 공정을 순차적으로 거쳐, 표 1 중에 나타내는 치수(R₁과 R₂의 단위는 ㎛, θ의 단위는 도(度)이다)를 가지는 단면 형상으로, 섬도 67 데시텍스의 이형 단면 섬유를 얻었다.

또한, 표 2에 방사 조건, 연신 처리 조건 및 열 이완 처리 조건을 정리하여 기재한다.

(실시예 2~7)

실시예 2~7에 있어서는, 실시예 1의 (b) 공정의 노즐 형상을 변경하고, 표 1에 나타내는 치수의 단면 형상으로 한 것 이외에는 실시예 1과 같게 하여 이형 단면 섬유를 얻었다.

(실시예 8)

실시예 1의 (b) 공정의 노즐 형상을 도 2에 나타낸 「S형」으로 한 것 이외에는 실시예 1과 같게 하여 이형 단면 섬유를 얻었다.

(비교예 1)

실시예 1의 (b) 공정의 노즐 형상을 도 3에 나타낸 「C형」으로 한 것 이외에는 실시예 1과 같게 하여 이형 단면 섬유를 얻었다.

표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명은 부피성이 뛰어나고, 또 용융 방사시에 섬유끼리가 융착하기 어려운 이형 단면 섬유를 용이하게 얻을 수 있다.

압출기	40 mmΦ 단축 압출기
스크류	풀 플라이트 타입, 압축비 = 2.3
노즐	구멍수 120, 구멍 단면적 = 0.06 mm²
실린더 온도	C1 = 150℃, C2= 155℃, C3 = 160℃, C4 = 165℃
어댑터 온도	AD = 170℃
턴헤드 온도	TH = 180℃
다이스·노즐 온도	D = 180℃
가열 방사통 내 온도	390℃(분위기 온도)
연신 처리	분위기 온도 100℃에서 300% 길이까지 연신
열 이완 처리	분위기 온도 120℃에서 75% 길이까지 열 이완

본 발명의 이형 단면 섬유는 예를 들어, 위그, 헤어피스, 블레이드, 인형 헤어, 붙임머리, 액세서리 헤어 등의 두발 장식용 인공 모발용 섬유에 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 2005년 11월 2일에 출원된 일본 특허출원 2005-319084호의 명세서, 특허청구범위, 도면 및 요약서의 전 내용을 이에 인용하고, 본 발명의 명세서의 개시로서 도입되는 것이다.

Claims

섬유 횡단면이 섬유의 긴 쪽 방향 축선에 대하여 개구된 개구부를 마련한 중공부를 적어도 2개 가지고 있는 이형 단면 섬유.
청구항 1에 있어서,

2개의 중공부가 등을 맞대고 대칭의 형상을 하고 있는 이형 단면 섬유.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

섬유 횡단면이 원호상(圓弧狀)으로 만곡된 대략 C형을 등을 맞대게 한 형상을 하고 있는 이형 단면 섬유.
청구항 3에 있어서,

상기 대략 C형의 형상이, 다음의 식

1.4R₂ ≤ R₁ ≤ 4.2R₂

10°≤ θ ≤ 160°

(식 중, R₁은 중공부 상정 내접원의 중심을 통과하는 최대 외형 치수이고, R₂는 중공부 상정 내접원의 지름이며, 그리고, θ는 중공부 상정 내접원의 중심과 대략 C형의 2개의 선단을 연결하는 선분이 이루는 각도이다)

를 만족하는 이형 단면 섬유.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

염화 비닐계 수지 조성물로 이루어진 이형 단면 섬유.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재의 이형 단면 섬유로 이루어진 인공 모발용 섬유.
(a) 염화 비닐계 수지, 하이드로탈사이트계 열안정제, 에폭시화 대두유 및 에스테르계 활제를 배합한 염화 비닐계 수지 조성물을 혼합하는 공정,

(b) 상기 염화 비닐계 수지 조성물을 노즐 형상이 대략 C형을 등을 맞대게 한 형상인 노즐 구멍이 마련된 방사 금형으로부터 금형 온도 160~190 ℃에서 용융 방사하는 공정,

(c) 상기 용융 방사한 섬유를 90~120 ℃의 공기 분위기 하에서 200~400 %로 연신하는 공정,

(d) 상기 연신한 섬유에 110~140 ℃의 공기 분위기 하에서 섬유 전체 길이가 처리 전의 60~100 %의 길이로 수축할 때까지 열이완 처리하는 공정을 순차적으로 포함하는 이형 단면 섬유의 제조 방법.
청구항 7에 있어서,

상기 노즐 구멍의 중심 간의 거리가 0.8~4.5 ㎜인 이형 단면 섬유의 제조 방법.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,

상기 염화 비닐계 수지 조성물을, 섬도 300 데시텍스 이하로 용융 방사하는 이형 단면 섬유의 제조 방법.
청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,

노즐 압력이 50 MPa 이하에서 용융 방사하는 이형 단면 섬유의 제조 방법.
청구항 6에 기재된 인공 모발용 섬유로 이루어진 두발 장식 제품.