KR20190004304A

KR20190004304A - 인공 모발 섬유

Info

Publication number: KR20190004304A
Application number: KR1020187033515A
Authority: KR
Inventors: 코지 미야타; 아츠시 호리하타; 카즈히토 소노다; 아츠시 타케이
Original assignee: 덴카 주식회사
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2019-01-11
Also published as: KR102286437B1; US20190090565A1; CN109068780A; JPWO2017187843A1; WO2017187843A1; US10856598B2; CN112899799A; CN112899799B; JP2022000552A; CN109068780B; JP7011581B2

Abstract

심부와 초부가 박리되는 것을 방지하고 인모와 비슷한 양호한 촉감을 가지며 또한 컬 유지성이 뛰어난 인공 모발 섬유를 제공하는 것이다. 본 발명에 의하면, 심부와 상기 심부을 덮는 초부로 구성되는 심초 구조를 갖는 인공 모발 섬유로서, 상기 심부가 폴리에스테르를 포함한 심부 수지 조성물로 구성되고, 상기 초부가 폴리아미드를 포함한 초부 수지 조성물로 구성되고, 상기 심부 및 상기 초부의 심/초 질량비가 40/60~90/10이고, 상기 심부 수지 조성물의 폴리에스테르의 용융점도 a와 상기 초부 수지 조성물의 폴리아미드의 용융점도 b의 점도비 a/b가 0.5~2.5인 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유가 제공된다.

Description

인공 모발 섬유

본 발명은 두부에 장탈착 가능한 가발, 헤어 가발, 붙임 머리 등의 인공 모발에 사용되는 섬유(이하 "인공 모발 섬유"라 한다)에 관한 것이다.

특허 문헌 1에는 인공 모발 섬유를 구성하는 소재로서 염화 비닐이 제안되고 있다. 이것은 인공 모발 섬유에 있어서의 염화 비닐의 가공성, 저원가성 등이 우수하기 때문이다.

그러나 염화 비닐을 소재로 한 인공 모발 섬유는 염화 비닐의 유리전이온도가 80℃ 부근이기 때문에, 헤어 아이론 등에 대한 내열성이 나쁘고, 100℃ 이상의 온도 설정이 상용인 헤어 아이론 등을 사용하여 컬을 행한 경우, 섬유의 융착, 오그라듦이 생겨, 그 결과, 섬유의 손상, 절단이 발생하는 경우가 있었다.

특허 문헌 2에는 폴리에스테르를 소재로 한 인공 모발 섬유가 포함되어 있으며, 헤어 아이론에 대한 내열성을 개선하고 있다. 그러나, 폴리에스테르를 소재로 한 인공 모발 섬유는 촉감이 합성수지섬유에 비해 딱딱한 문제가 있었다. 또한, 특허 문헌 3에는 폴리아미드 소재로 촉감을 개량한 인공 모발 섬유가 기재되어 있지만, 폴리아미드의 흡습성으로 인해 탄성률이 저하되는 것에 기인하여, 컬을 한 초기 상태에서 시간이 경과함에 따라 컬 유지성이 나빠진다는 문제가 있었다.

특허 문헌 4에는 심부에 폴리에스테르, 초부에 폴리아미드로 구성된 심/초 구조의 인공 모발 섬유가 기재되어 있어 지금까지 과제였던 인공 모발 섬유의 컬 유지력과 인모에 가까운 촉감을 양립하는 과제가 어느 정도 해결되고 있다.

[특허 문헌 1] 일본특개 2004-156149호 공보 [특허 문헌 2] 일본특개 2006-144211호 공보 [특허 문헌 3] 일본특개 2011-246843호 공보 [특허 문헌 4] 일본특개 평3-185103호 공보

그러나 특허 문헌 4의 기술에서는 심부와 초부가 박리하기 쉬운 경우가 있는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 심부와 초부가 박리하는 문제를 개선하고 인모와 비슷한 좋은 촉감을 가지며 컬 유지성이 뛰어난 인공 모발 섬유를 제공하는 것이다.

본 발명자들은 심부와 초부 박리의 원인에 대해 검토한 결과, 심부의 폴리에스테르와 초부의 폴리아미드의 용융점도 차이가 큰 경우, 연신(延伸)시의 응력이 가해지는 방법의 차이에서 배향도(配向度)에 차가 생겨 그 결과, 심부와 초부의 수축의 크기에 차이가 생기어 기어 오븐이나 헤어 아이론 등으로 컬을 만들 때 열을 가하면 심과 초가 박리해 버리는 경우가 있다는 것을 깨달았다. 그리고 이 지견에 근거하여 인공 모발 섬유를 다음과 같이 구성함으로써 상기 과제가 해결되는 것을 발견하고, 본 발명의 완성에 이르렀다.

즉, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 다음과 같은 수단을 채용한다.

(1) 심부와 상기 심부을 덮는 초부로 구성되는 심초 구조를 갖는 인공 모발 섬유로서, 상기 심부가 폴리에스테르를 포함한 심부 수지 조성물로 구성되고, 상기 초부가 폴리아미드를 포함한 초부 수지 조성물로 구성되고, 상기 심부 및 상기 초부의 심/초 질량비가 40/60~90/10이고, 상기 심부 수지 조성물의 폴리에스테르의 용융점도 a와 상기 초부 수지 조성물의 폴리아미드의 용융점도 b의 점도비 a/b가 0.5~2.5인 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.

(2) 상기 심부 수지 조성물은 브롬화벤질 아크릴레이트, 브롬화페놀, 폴리디브로모페닐렌옥사이드, 브롬화폴리스티렌, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드, 비스(펜타브로모페닐)에탄, 브롬화 에폭시, 브롬화 페녹시, 브롬화 폴리카보네이트 및 브롬 함유 트리아진 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 브롬계 난연제를 함유하는 (1)에 기재된 인공 모발 섬유.

(3) 상기 초부 수지 조성물은 브롬화벤질 아크릴레이트, 브롬화페놀, 폴리디브로모페닐렌옥사이드, 브롬화폴리스티렌, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드, 비스(펜타브로모페닐)에탄, 브롬화 에폭시, 브롬화 페녹시, 브롬화 폴리카보네이트 및 브롬 함유 트리아진 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 브롬계 난연제를 함유하는 (1) 또는 (2)에 기재된 인공 모발 섬유.

(4) 상기 심부 수지 조성물은 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 상기 브롬계 난연제의 첨가량이 3~30질량부인 (2) 또는 (3)에 기재된 인공 모발 섬유.

(5) 상기 초부 수지 조성물은 폴리아미드 100질량부에 대하여, 상기 브롬계 난연제의 첨가량이 3~30질량부인 (3) 또는 (4)에 기재된 인공 모발 섬유.

(6) 상기 심부 수지 조성물은 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 상용화제 0.5~3질량부를 함유하는 (1)~(5) 중 어느 한 항에 기재된 인공 모발 섬유.

(7) 상기 초부 수지 조성물은 폴리아미드 100질량부에 대하여, 상용화제 0.5~3질량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 (1)~(6) 중 어느 한 항에 기재된 인공 모발 섬유.

(8) 상기 심부 수지 조성물의 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트로 구성되며, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 질량비가 40/60~90/10인 것을 특징으로 하는 (1)~(7) 중 어느 한 항에 기재된 인공 모발 섬유.

(9) 상기 심부 수지 조성물의 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트로 구성되며, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 질량비가 40/60~90/10인 것을 특징으로하는 (1)~(7) 중 어느 한 항에 기재된 인공 모발 섬유.

(10) 상기 초부 수지 조성물의 폴리아미드가 나일론 6,6과 나일론 6으로 구성되고, 상기 나일론 6,6과 나일론 6의 질량비가 70/30~95/5인 것을 특징으로 하는 (1)~(9) 중 어느 한 항에 기재된 인공 모발 섬유.

본 발명에 의하면, 심부와 초부가 박리되는 것을 방지하고 인모와 비슷한 양호한 촉감을 가지며 또한 컬 유지성이 뛰어난 인공 모발 섬유를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.

1. 인공 모발 섬유

본 발명의 인공 모발 섬유는 심부와 상기 심부를 덮는 초부로 구성되는 심/초구조를 갖는 인공 모발 섬유로서, 상기 심부가 폴리에스테르를 함유한 심부 수지 조성물로 구성되고, 상기 초부가 폴리아미드를 함유한 초부 수지 조성물로 구성되고, 상기 심부 및 상기 초부의 심/초 질량비가 40/60~90/10이고, 상기 심부 수지 조성물의 폴리에스테르의 용융점도 a 및 상기 초부 수지 조성물의 폴리아미드의 용융점도 b의 점도비 a/b가 0.5~2.5이며, 적절하게 브롬계 난연제 및 상용화제를 함유한다.

(1) 심부와 초부의 질량비

심부와 초부의 심/초 질량비는 40/60~90/10이며, 50/50~85/15이 바람직하다. 심/초의 질량비가 40/60 미만의 경우는 초부 폴리아미드가 대기 중의 수분을 흡수하고 탄성률이 저하하여 컬을 한 초기 상태에서 시간이 경과함에 따라 컬 유지성이 나빠진다. 90/10을 초과하는 경우에는 초부 폴리아미드 층이 얇기 때문에 인모와 비슷한 양호한 촉감을 얻을 수 없게 된다.

(2) 용융점도

폴리에스테르 또는 폴리아미드의 용융점도는 폴리에스테르 펠렛 또는 폴리아미드 펠렛의 흡수율을 100ppm 이하가 되도록 제습 건조하고, 샘플량 20cc, 설정 온도 285℃, 피스톤 속도 200mm/min, 모세관 길이 20mm, 모세관 직경 1mm의 조건에서 측정한 값이다. 측정 기기는 동양정기제작소가 제조한 CAPILOGRAPH 1D로 용융점도를 사용하였다.

심부의 폴리에스테르의 용융점도 a와 초부의 폴리아미드의 용융점도 b의 점도비 a/b는 0.5~2.5이며, 바람직하게는 0.8~2.2이다. 점도비가 0.5 미만인 경우는 방사시 심의 용융점도가 낮기 때문에 방사시 실절단이 발생하거나 심부와 초부가 박리하기 쉬워지거나 하는 문제가 생긴다. 점도비가 2.5를 초과하는 경우는 심부와 초부의 문제가 생긴다.

1-1. 심부

심부는 폴리에스테르를 포함한 심부 수지 조성물로 구성된다. 폴리에스테르의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 중에서 선택된 적어도 하나의 수지인 것이 바람직하다.

폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트를 혼합한 수지를 사용할 수 있으며, 질량비에 대하여, 40/60~90/10이 바람직하고, 50/50~70/30이 보다 바람직하다. 심부의 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 질량비가 40/60 미만인 경우에는 내열성이 저하되는 경향이 있고, 90/10을 초과하는 경우에는 촉감을 개선하는 효과를 얻을 수 없다.

폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 혼합한 수지를 사용할 수도 있으며, 질량비에 대해 40/60~90/10이 바람직하고, 50/50~70/30이 보다 바람직하다. 심부의 폴리에틸렌 테레프탈레이트의 질량비가 40/60 미만인 경우에는 내열성이 저하되는 경향이 있고, 90/10을 초과하면 촉감을 개선하는 효과를 얻을 수 없다.

심부 수지 조성물은 수지 성분으로서 폴리에스테르만을 포함하는 것이 바람직하지만, 다른 수지를 포함해도 된다. 심부 수지 조성물 중에서의 폴리에스테르/전체 수지 성분의 질량비는 0.8 이상이 바람직하고, 0.9 이상이 더욱 바람직하고, 1이 보다 바람직하다.

1-2. 초부

초부는 폴리아미드를 포함한 초부 수지 조성물로 구성된다. 폴리아미드의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 나일론 6, 나일론 6,6, 나일론 4,6, 나일론 12, 나일론 6,10, 나일론 6,12, 폴리아미드 6T, 폴리아미드 9T, 폴리아미드 10T와 이들을 기반으로 변성용 모노머를 공중합시킨 변성 폴리아미드 6T, 변성 폴리아미드 9T 및 변성 폴리아미드 10T로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 수지인 것이 바람직하고, 특히 바람직하게는 나일론 6,6, 나일론 6이다.

본 발명에 사용되는 초부의 폴리아미드에 대해 나일론 6,6과 나일론 6을 혼합한 수지로 함으로써 보다 인모와 비슷한 양호한 촉감이 된다.

초부의 나일론 6,6과 나일론 6의 질량비 대해 70/30~95/5가 바람직하고, 80/20~90/10이 보다 바람직하다. 초부의 나일론 6,6의 질량비가 70/30 미만인 경우에는 내열성이 저하되는 경향이 있고, 95/5를 초과하는 경우에는 촉감을 개선하는 효과를 얻을 수 없다.

초부 수지 조성물에는 수지 성분으로서 폴리아미드만 포함되는 것이 바람직하지만, 다른 수지를 포함해도 된다. 초부 수지 조성물 중의 폴리아미드/전체 수지 성분의 질량비는 0.8 이상이 바람직하고, 0.9 이상이 더욱 바람직하고, 1이 보다 바람직하다.

1-3. 난연제

심부 수지 조성물 및 초부 수지 조성물의 적어도 한쪽(바람직하게는 양쪽)은 난연제를 함유하고 있다. 심부 수지 조성물 및 초부 수지 조성물의 적어도 한쪽에 난연제를 첨가하여 심부의 폴리에스테르와 초부의 폴리아미드의 계면에 난연제가 분산하여 내박리성을 향상시키고 동시에 난연성을 부여하는 것이 가능하다. 난연제로서 브롬계 난연제나 인계 난연제, 질소계 난연제와 수화(水和) 금속 화합물 등이 있으나, 브롬계 난연제 및 난연조제의 조합이 가장 난연성의 효과가 높고 바람직하다.

브롬계 난연제로서는, 예를 들면 브롬화폴리스티렌계 난연제, 에틸렌비스테트라브로모프탈산미드계 난연제, 비스(펜타브로모페닐)에탄계 난연제, 브롬화 에폭시계 난연제, 브롬화 페녹시계 난연제, 브롬화벤질 아크릴레이트계 난연제, 브롬 페놀계 난연제, 폴리디브로모페닐렌옥사이드계 난연제 등을 들 수 있다. 그 중에서도 난연성, 가공성, 원사의 투명성 등의 균형을 고려하면, 브롬화 에폭시계 수지 또는 브롬화 페녹시계 수지가 바람직하다.

브롬계 난연제의 첨가량은 심부의 폴리에스테르 또는 초부의 폴리아미드 100질량부에 대하여 3~30질량부가 바람직하고, 5~25질량부가 보다 바람직하다. 3질량부 미만이면, 난연성을 얻지 못하고, 30질량부를 초과하는 경우에는 수지와의 분산 불량이 발생하고 방사성이 떨어진다.

난연성을 향상시킬 목적으로 상기 브롬계 난연제와 병용하여, 난연조제를 첨가하는 것도 가능하다. 난연조제로는, 예를 들면 삼산화 안티몬, 사산화 안티몬, 오산화 안티몬, 안티몬산 나트륨, 붕산 아연, 주석산 아연을 들 수 있다. 특히, 내드립성과 원사의 투명성의 균형에서 삼산화 안티몬이 바람직하다.

난연조제의 첨가량은 심부의 폴리에스테르 또는 초부의 폴리아미드 100질량부에 대하여 0.1~10질량부가 바람직하고, 0.5~5질량부가 보다 바람직하다. 0.1질량부 미만인 경우에는 난연조제의 효과가 낮고, 10질량부를 초과하는 경우 분산 불량에 의한 실절단이 발생하고 안정된 방사가 곤란해진다.

난연조제는 원사의 투명성 및 가공성의 관점에서 평균 입자 지름 0.5~10μm의 범위인 것이 바람직하고, 평균 입자 지름 1 ~ 8μm의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 0.5μm 미만의 경우는 응집에 의한 분산 불량이 일어나고 10μm를 초과하는 경우에는 백탁 문제가 발생한다.

1-4. 상용화제

심부 수지 조성물 및 초부 수지 조성물의 적어도 한쪽(바람직하게는 양쪽)은 상용화제를 함유하고 있다. 심부 수지 조성물 및 초부 수지 조성물의 적어도 한쪽에 상용화제를 첨가함으로써, 심부와 초부의 계면에서 내박리성을 향상시키고 더 높은 온도에서 아이론 컬을 하는 것이 가능하게 된다.

상용화제로서, 예를 들면, 무수 말레산 변성폴리머, 에틸렌·부틸아크릴레이트 무수 말레산변성물, 다가 카르보디이미드, 카르보디이미드 변성이소시아네이트, 스티렌-아크릴로니트릴-메타크릴산 글리시딜 랜덤 코폴리머, 에폭시-스티렌-아크릴로니트릴 공중합 마이크로젤, 스티렌-아크릴로니트릴-무수 말레산 공중합체, LLDPE-무수 말레산 그라프트 중합물, 폴리올레핀-무수 말레산 그라프트 중합물, 폴리올레핀-메타크릴산 글리시딜 그라프트 중합물, 변성 폴리올레핀, 스티렌·말레산 하프 에스테르 공중합체, 스티렌/무수 말레산 공중합체, 스티렌·말레산 하프 에스테르 공중합체를 들 수 있다. 이 중에서도 심부의 폴리에스테르의 말단 카르복시기와 초부의 폴리아미드의 말단 아미노기가 상용화제를 통해 반응하여 심부와 초부의 계면 박리를 억제하기 위해 무수 말레산 변성폴리머가 바람직하다.

상용화제의 첨가량은 심부의 폴리에스테르 또는 초부의 폴리아미드 100질량부에 대하여 0.5~3질량부가 바람직하고, 0.5질량부 미만인 경우, 내박리성의 개선 효과가 작고, 3질량부를 초과하는 경우는 심부의 폴리에스테르 또는 초부의 폴리아미드의 점도의 저하나 점도의 상승이 현저하게 되어 가공성의 면에서 바람직하지 않다.

본 발명에 사용되는 심부의 폴리에스테르에 대해 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리프로필렌 테레프탈레이트를 혼합한 수지로 함으로써 보다 인모와 비슷한 양호한 촉감으로 된다.

1-5. 기타 성분

심부 수지 조성물 및 초부 수지 조성물의 적어도 한쪽(바람직하게는 양쪽)에는 필요에 따라 첨가제, 예를 들면, 내열제, 광안정제, 형광제, 산화 방지제, 정전기 방지제, 안료, 염료, 가소제, 윤활제 등을 함유시킬 수 있다. 안료, 염료 등의 착색제를 함유시킴으로써, 미리 착색된 섬유(이른바 원착 섬유)를 얻을 수 있다.

2. 인공 모발 섬유의 제조 방법

다음에, 인공 모발 섬유의 제조 공정의 일례를 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 심초 구조의 인공 모발 섬유의 제조 방법은 심초 구조의 인공 모발 섬유가 되는 제조 방법이라면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 심부 성형용 및 초부 성형용의 두대의 압출기로 구성된 용융 복합 방사 압출기를 이용하여 얻을 수 있다.

(1) 용융방사 공정

심부의 폴리에스테르 및 초부의 폴리아미드 등의 열가소성 수지에 상술한 난연제, 상용화제, 입자 등의 첨가제를 소정의 비율로 미리 드라이 블렌딩(dry blending)한 후, 혼련기를 사용하여 용융 혼련하고, 심부 수지 조성물 펠렛 및 초부 수지 조성물 펠렛을 얻는다. 용융 혼련하기 위한 장치로는 여러 가지 일반적인 혼련기를 사용할 수 있다. 용융 혼련기로서는, 예를 들면 단축 압출기, 쌍축 압출기, 롤러, 범버리믹서(Bumbury's mixer), 니더(Kneader) 등을 들 수 있다. 이 중에서는 쌍축 압출기가 혼련도의 조정, 조작의 간편성의 점에서 바람직하다.

용융 혼련에 의해 얻어진 심부 수지 조성물 펠렛 및 초부 수지 조성물 펠렛을 각각 독립적으로 건조시킨다. 폴리머의 건조는 진공 건조기, 호퍼 드라이어 등의 공지의 장치를 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 심부 수지 조성물 펠렛의 경우 펠렛의 수분함유율이 100ppm 이하(100mg/kg 이하)인 것이 바람직하다. 초부 수지 조성물 펠렛의 경우, 펠렛의 수분함유율이 1000ppm 이하(1000mg/kg 이하)인 것이 바람직하다. 심부 수지 조성물 펠렛 및 초부 수지 조성물 펠릿의 함수율이 높은 경우, 방사시의 점도 저하 및 가수 분해에 의한 분자량 저하가 우려된다. 이와 같이, 펠렛의 수분함유율을 일정 이하로 한 것을 이용함으로써, 방사 조업성이 더 향상된다.

건조시킨 심부 수지 조성물 펠렛을 심부 구성용의 압출기에 투입하고 건조시킨 초부 수지 조성물 펠렛을 초부 구성용의 압출기에 투입한다. 압출기에서 각각의 심부 수지 조성물 펠렛 및 초부 수지 조성물 펠렛을 용융 혼련하여 심부 수지 조성물이 심부에 초부 수지 조성물이 초부가 되도록 방사 헤드에 도입하고, 심초형 복합 노즐에서 용융방출된다. 용융방출은 예를 들어, 압출기, 기어 펌프, 구금 등의 용융방사 장치의 온도를 270~310℃로 하여 용융방사하고, 냉풍통에서 공냉하여 유리 전이점 이하로 냉각 고화시키고, 냉각 고화 후 급유 부여장치를 이용하여 방사 유제를 부여한다. 또한 냉풍탑의 온도나 길이, 냉풍탑의 온도나 분사량, 냉각 시간, 인취 속도는 토출량 및 구금의 구멍 개수에 따라 적절히 조정할 수 있다. 다른 방법의 냉각 방법에 대해서는 방출사를 냉각용의 물을 넣은 수조에서 냉각시키고 섬도(纖度)의 컨트롤을 하여도 된다. 이후 섬유는 권취기에 의해 권취되어 심초형의 미연신사를 얻을 수 있다. 권취 속도도 특별히 한정되는 것은 아니지만, 50~300m/min의 범위가 바람직하다.

(2) 연신 공정

얻어진 미연신사는 섬유의 인장 강도를 향상시키기 위해 연신기로 연신 처리를 실시한다. 연신 조건도 특별히 한정되는 것이 아니라, 연신 배율 2.5~5.0배, 연신 속도 10~500m/min, 온도를 25~150℃로 설정하여 목적으로 하는 심초 구조의 인공 모발 섬유를 얻을 수 있다. 연신 처리 방법은 특별히 한정되지 않지만, 미연신사를 일단 보빈(bobbin)에 감고나서 용융방사 공정과는 다른 공정에서 연신하는 2공정법이나, 보빈에 감지 않고 용융방사 공정에서 연속하여 연신하는 직접방사 연신법의 어느 방법에 따라도 된다. 또한 연신 처리는 한번으로 원하는 연신 배율까지 연신하는 1단 연신법 또는 2회 이상 연신하여 원하는 연신 배율까지 연신하는 다단 연신법으로 행해진다. 열연신 처리에 있어서 가열 수단으로는 가열 롤러, 가열판, 스팀 제트 장치, 온수조 등을 사용할 수 있으며, 이들을 적절하게 병용할 수도 있다.

(3) 열처리 공정

연신 처리를 거친 섬유는 연신시에 잔류 응력이 발생하기 때문에 최종적 제품으로서 인공 모발의 품질을 확보하기 위해 열처리에 의해 잔류 응력을 제거하는것이 바람직하다. 이 열처리와 동시에 경우에 따라 1~30% 정도 연신사를 열처리할 수 있다.

이 열처리의 온도 조건으로서는 분위기 온도 150~250℃의 분위기 하에서 실시하는 것이 바람직하다. 열처리에 사용되는 분위기 가스는 특별히 한정되지 않지만 대기 외에, 불활성 가스를 이용하는 것도 가능하다. 불활성 가스로서 질소, 아르곤 등을 이용하여 실시해도 좋지만, 비용면에서 대기를 이용하는 것이 바람직하다.

본 공정에서 미연신사를 열연신 및 열처리시켜 섬도가 10~100dtex인 것이 바람직하다. 상기의 심초 구조의 인공 모발 섬유의 섬도의 하한치는 보다 바람직하게는 20dtex 이상이며, 더욱 바람직하게는 35dtex 이상이다. 상기의 심초 구조의 인공 모발 섬유의 섬도의 상한치는 보다 바람직하게는 90dtex 이하이며, 더욱 바람직하게는 80dtex 이하이다.

이상에 설명한 본 기술에 따른 인공 모발 섬유의 제조 방법에 있어서는, 필요에 따라 종래 공지된 용융방사에 관한 기술, 예를 들면, 각종 노즐 단면 형상에 관한 기술, 냉각에 관한 기술, 연신 처리에 관한 기술, 열처리에 관한 기술 등은 자유 자재로 조합하여 사용하는 것이 가능하다.

제조된 인공 모발 섬유는 실리콘 등의 유제를 포함한 처리제를 도포하고, 촉감 등을 개선할 수 있다. 처리제의 도포는 인공 모발 섬유를 두발 제품에 가공하기 전, 가공하는 도중, 또는 가공 후의 어느 단계에서 실시해도 되지만, 두발 제품에 가공하는 도중의 도포가 작업성, 균일 도포성 등의 측면에서 더 적합하다.

3. 두발 장식품

인공 모발 섬유는 단독으로 두발 제품(머리 장식 제품)에 사용해도 되지만, 인모와 다른 인공 모발을 혼합하여 사용해도 된다. 두발 제품은 위그(가발), 헤어피스, 땋은 머리, 붙임머리, 인형의 두발 등이며, 인공 모발 섬유의 용도는 특별히 한정되지 않는다. 또한 두발 제품 이외에도 붙임 수염, 붙임 속눈썹, 붙임 눈썹 등에 사용할 수도 있다.

실시예

다음으로, 본 발명에 따른 인공 모발 섬유의 실시예를 비교예와 대비하면서 표를 이용하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시형태를 실시예에 근거하여 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

1. 재료의 건조

표 1에 나타내는 심부 수지 조성물의 펠렛을 수분 함유율이 100ppm 이하(100mg/kg 이하)가 되도록, 호퍼 드라이어(주식회사 카와다 제작, Challenger III)를 사용하여 온도가 일정해진 상태로부터 120℃에서 12시간, 제습 건조를 실시했다. 또한 표 1에 나타내는 초부 수지 조성물의 펠렛에 대해서도 수분 함유율이 1000ppm 이하 (1000mg/kg 이하)가 되도록 80℃에서 12시간, 동일한 작업을 실시했다.

2. 방사 공정

압출기는 Φ20mm 용융방사 압출기(GM엔지니어링(주), Full Flight Screw (압축비 2.3))를 2대 조합하여 사용했다. 다이스에는 심초형 복합의 노즐(구멍 개수 36, 홀 지름 1mm)를 사용하였다. 심부 및 초부를 구성하는 압출기의 설정 조건으로 심부를 구성하는 압출기의 실린더 온도를 295℃로 설정하고, 초부를 구성하는 압출기의 실린더의 온도를 315℃로 설정했다. 또한, 노즐 온도 300℃가 되도록 조정하여 정상 상태가 되고 나서 토출량 30g/min, 심초 구성비가 50:50의 비율이 되도록 두대의 압출기의 스크류 회전수, 기어 펌프의 회전수를 결정했다. 스트랜드(strand)는 다이스에서 수직 방향으로 용융방출시켜 노즐 직하 2m 위치에 설치한 인취기에 미연신사를 일정한 속도로 감았다. 이 때, 미연신사의 섬도가 약 210d으로 되도록 냉풍탑의 온도와 풍량 및 인취기의 인취 속도를 조절했다.

3. 연신 공정

연신은 열수연신 1단 연신법으로 실시하고, 온수 욕조의 온도 90℃의 조건에서 3.5배 연신했다.

4. 열처리 공정

심초 구조의 연신사를 열풍 어닐(anneal)층을 사용하고 190℃에서 5분간 열처리하여 섬도 60d의 인공 모발 섬유를 얻었다.

<실시예 2~19 및 비교예 1~4>

실시예 2~19 및 비교예 1~4도 마찬가지로 하여 표 1-3의 처방으로 작성했다.

가공성 및 얻어진 인공 모발 섬유에 대해 후술하는 평가 방법 및 기준에 따라 내박리성, 촉감 및 컬 성능에 대한 평가를 실시했다.

표 1~표 3의 소재는 다음의 것을 채용했다.

<폴리에스테르>

PET1: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(자사 제조, 용융점도 65Pa·s)

PET2: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(미쓰이 화학 제조, J125S, 용융점도 145Pa·s)

PET3: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(자사 제조, 용융점도 204Pa·s)

PET4: 폴리에틸렌 테레프탈레이트(미쓰이 화학 제조, J055, 용융점도 450Pa·s)

PET5: 폴리부틸렌 테레프탈레이트(듀폰 제조, S600F20, 용융점도 118Pa·s)

PET6: 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(듀폰제조, Sorona EP3301NC010, 용융점도 132Pa·s)

<폴리아미드>

PA1: 폴리아미드 66(도레이 주식회사 제조, 아밀란 CM3001-N, 용융점도 66Pa·s)

PA2: 폴리아미드 66(듀폰 제조, Zytel 101, 140Pa·s)

PA3: 폴리아미드 66(듀폰 제조, Zytel 42A, 249Pa·s)

PA4: 폴리아미드 6(자사 Proto type 제조, 56Pa·s)

<난연제>

난연제1: 브롬화벤질 아크릴레이트계 난연제(ICL JAPAN 제조, FR-1025)

난연제2: 브롬화에폭시계 난연제(사카모토 약품 공업 제조, SR-T20000)

<상용화제>

무수 말레산 변성폴리머(듀폰 제조, Fusabond, A560)

각 평가 항목에 대한 평가 방법과 그 기준은 다음과 같다.

<내박리성>

내박리성은, 인공 모발 섬유를 길이 200mm, 무게 1.0g으로 묶은 섬유 다발 샘플을 사용하여 헤어 아이론으로 섬유 다발 샘플의 선단을 10초간 가열했을 때, 심부의 폴리에스테르와 초부의 폴리아미드의 열수축의 차에 의한 심부의 폴리에스테르의 돌출을 눈으로 확인함으로써 평가했다. 이 열박리가 발생하는 헤어 아이론의 온도에 따라 판정하고 다음과 같이 평가했다.

◎: 헤어 아이론 220℃의 조건에서 열박리가 발생하지 않았다.

○: 헤어 아이론 200℃의 조건에서 열박리가 발생하지 않지만, 220℃에서 열박리가 발생했다.

×: 헤어 아이론 200℃의 조건에서 열박리가 발생했다.

<촉감>

촉감은 인공 모발 섬유를 길이 250mm, 무게 20g으로 묶은 섬유 다발 샘플을 사용했다. 인공 모발 섬유 처리 기술자(경력 5년 이상) 10명의 감촉에 의한 판정으로 다음의 평가 기준으로 평가했다.

◎: 기술자 9명 이상이 촉감이 좋다고 평가한 것

○: 기술자 7명 또는 8명이 촉감이 좋다고 평가한 것

×: 기술자 6명 이하가 촉감이 좋다고 평가한 것

<컬 성>

컬 성은 인공 모발 섬유를 길이 500mm, 무게 2.0g으로 묶은 섬유 다발 샘플을 사용했다. 20mmφ의 알루미늄제 통에 감으면서 양단을 고정하고, 100℃의 스팀오븐에 투입하고 30분간 가열했다. 이어서, 알루미늄 통(섬유를 감은 채로)을 온도 23℃, 상대 습도 50%의 항온실에 24시간 방치하였다. 그 후 알루미늄 통으로부터 섬유 다발을 분리하고 한쪽 끝을 고정하여 매달았다. 그 뿌리부터 선단까지의 길이를 컬 전의 전장(全長)(50cm)으로 나눈 값으로 평가했다. 값이 작을수록 컬이 들어가 있으며, 다음의 평가 기준으로 평가했다.

◎: 값이 0.75 미만

○: 값이 0.75 이상 0.85 미만

×: 값이 0.85 이상

<비교예 1>

비교예 1에서는 심/초 질량비가 너무 작아서 컬 유지성이 나빴다.

<비교예 2>

비교예 2는 심/초 질량비가 너무 크기 때문에 촉감이 나빴다.

<비교예 3-4>

비교예 3에서는 점도비 a/b가 너무 커서, 내박리성이 나빴다. 또한, 비교예 4는 점도비 a/b가 너무 작아서, 내박리성이 나빴다.

실시예는 심/초 질량비가 40/60~90/10이며, 점도비 a/b가 0.5~2.5이기 때문에 인모를 닮은 좋은 촉감을 가지며 컬 유지성이 뛰어난 인공 모발 섬유를 얻을수 있는 것을 알 수 있었다. 또한, 브롬계 난연제를 병용하는 것으로, 브롬계 난연제가 심부의 폴리에스테르와 초부의 폴리아미드 계면에서 분산하여 내박리성이 향상하고 난연성을 부여할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 심부의 폴리에스테르와 초부의 폴리아미드에 상용화제를 첨가함으로써, 내박리성을 향상시키고 더 높은 온도에서 아이론 컬을 할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 심부의 폴리에스테르에 대해 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트를 혼합한 수지로 하는 것으로 촉감을 인모에 더욱 가깝게 하는 것으로 나타났다.

산업상 이용가능성

본 발명의 심/초 구조를 갖는 인공 모발 섬유를 이용함으로써, 인모와 비슷한 양호한 촉감을 가지며 컬 유지성이 뛰어난 두발 제품 (머리 장식 제품) 등을 얻을 수 있다. 따라서 위그(가발), 헤어피스. 땋은 머리, 붙임머리, 인형의 두발 등을 얻을 수 있다.

Claims

심부와 상기 심부을 덮는 초부로 구성되는 심초 구조를 갖는 인공 모발 섬유로서, 상기 심부가 폴리에스테르를 포함한 심부 수지 조성물로 구성되고, 상기 초부가 폴리아미드를 포함한 초부 수지 조성물로 구성되고, 상기 심부 및 상기 초부의 심/초 질량비가 40/60~90/10이고, 상기 심부 수지 조성물의 폴리에스테르의 용융점도 a와 상기 초부 수지 조성물의 폴리아미드의 용융점도 b의 점도비 a/b가 0.5~2.5인 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제1항에 있어서,
상기 심부 수지 조성물은 브롬화벤질 아크릴레이트, 브롬화페놀, 폴리디브로모페닐렌옥사이드, 브롬화폴리스티렌, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드, 비스(펜타브로모페닐)에탄, 브롬화 에폭시, 브롬화 페녹시, 브롬화 폴리카보네이트 및 브롬 함유 트리아진 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 브롬계 난연제를 함유하는 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 초부 수지 조성물은 브롬화벤질 아크릴레이트, 브롬화페놀, 폴리디브로모페닐렌옥사이드, 브롬화폴리스티렌, 에틸렌비스테트라브로모프탈이미드, 비스(펜타브로모페닐)에탄, 브롬화 에폭시, 브롬화 페녹시, 브롬화 폴리카보네이트 및 브롬 함유 트리아진 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 브롬계 난연제를 함유하는 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 심부 수지 조성물은 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 상기 브롬계 난연제의 첨가량이 3~30질량부인 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 초부 수지 조성물은 폴리아미드 100질량부에 대하여, 상기 브롬계 난연제의 첨가량이 3~30질량부인 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심부 수지 조성물은 폴리에스테르 100질량부에 대하여, 상용화제 0.5~3질량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초부 수지 조성물은 폴리아미드 100질량부에 대하여, 상용화제 0.5~3질량부를 함유하는 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심부 수지 조성물의 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트로 구성되며, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 질량비가 40/60~90/10인 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 심부 수지 조성물의 폴리에스테르가 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트로 구성되며, 상기 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트의 질량비가 40/60~90/10인 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초부 수지 조성물의 폴리아미드가 나일론 6,6과 나일론 6으로 구성되고, 상기 나일론 6,6과 나일론 6의 질량비가 70/30~95/5인 것을 특징으로 하는 인공 모발 섬유.