KR20230150941A - 인공 모발용 섬유 및 가발 - Google Patents

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šœ스케 사토
시호 마츠모토
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Abstract

발명의 과제는, 천연 모발과 마찬가지의 억제된 광택의 광택감을 갖고, 지속적인 대전 방지성이 우수하고, 열 세트성도 우수한, 폴리아미드를 포함하는 인공 모발용 섬유를 제공하는 것이다. 과제의 해결 수단은, 열가소성 폴리아미드와, 해당 열가소성 폴리아미드와 상용성을 갖는 고분자형 대전 방지제를 포함하는 인공 모발용 섬유로서, 해당 고분자형 대전 방지제는, 해당 열가소성 폴리아미드의 융점 이하의 융점을 갖는 것인, 인공 모발용 섬유이다.

Description

인공 모발용 섬유 및 가발
본 발명은 가발, 증모용 모발 또는 대용 모발에 사용되는 인공 모발용 섬유에 관한 것으로서, 특히, 폴리아미드를 포함하는 인공 모발용 섬유에 관한 것이다.
폴리아미드를 포함하는 인공 모발용 섬유는, 폴리에스테르 등의 합성 섬유와 비교하여 유연성이 풍부하고, 보들보들해서, 보다 천연 모발에 가까운 질감 및 감촉을 갖는다. 한편, 큐티클의 요철에 의해 표시되는 천연 모발 특유의 광택감을 표시하는 것이 곤란하다. 또한, 인공 모발용 섬유는, 일반적으로 보습성이 낮아, 이발 시에 정전기가 발생하여, 머리 모양을 정돈하는 것이 곤란하다.
특허문헌 1에는, 매트릭스인 제1 열가소성 수지와 해당 제1 열가소성 수지와 비상용성이며 또한 융점이 다른 제2 열가소성 수지로 형성되고, 표면에 요철 형상을 갖는 섬유이며, 해당 섬유의 볼록부가 상기 제1 열가소성 수지로 형성되어 있는, 인공 모발용 섬유가 기재되어 있다. 특허문헌 1의 인공 모발용 섬유는, 매트릭스가 갖는 강도 등의 물성값을 손상시킬 일 없고, 또한 천연 모발의 광택감을 유지하면서 광택을 억제할 수 있는 것이다.
특허문헌 2에는, 폴리아미드에 폴리알킬렌에테르포스페이트 화합물을 포함하는 첨가물을 혼합하고, 섬조화한 후, 상기 첨가물을 용출시켜서 얻어지는 인조 모발용 섬유 재료가 기재되어 있다. 상기 첨가물은 보수성 및 대전 방지성을 가지므로, 특허문헌 2의 인공 모발용 섬유 재료는 보수성 및 대전 방지성을 나타낸다. 한편, 상기 첨가물의 용출에 의해, 첨가물이 점유하고 있었던 자국이 오목부 혹은 스펀지상의 공동을 형성하여, 섬유 재료의 표면에 소보이드가 형성된다.
특허문헌 3에는, 내열제로서, 할로겐화제1구리와, 알칼리 금속의 할로겐화물 또는 알칼리 토류 금속의 할로겐화물을 함유한 나일론46 중합체 조성물로 형성되는 인공 모발용 폴리아미드 섬유가 기재되어 있다. 이 인공 모발용 폴리아미드 섬유에는, 도전성 카본 블랙 등의 도전성 물질을 첨가할 수 있고, 그에 의해, 인공 모발로서 사용 시에, 정전기의 대전에 의한 형태 유지성의 악화나 티끌 등의 부착에 의한 오염을 방지할 수 있다.
WO2010/134561 일본 특허 공개 소47-37649호 공보 일본 특허 공개 평1-282309호 공보
인공 모발은, 제조 단계에서 미리 소정의 컬을 형성해 두는 것이 바람직하다. 그렇게 함으로써, 인공 모발의 사용자가 머리 모양을 정돈한 경우에, 정돈한 머리 모양이 장시간 유지되게 된다. 또한, 인공 모발은, 정전기가 대전되지 않는 것이 바람직하다. 그 경우, 사용자는, 브러시 등을 사용하여, 원하는 머리 모양을 형성하는 작업(이하 「스타일링」이라고 하는 경우가 있다.)을 용이하게 행할 수 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에 기재되어 있는 폴리아미드를 포함하는 인공 모발용 섬유에는, 대전 방지성 및 가열 처리에 의한 부형성(이하 「열 세트성」이라고 하는 경우가 있다.)이 충분하지 않아, 제조 단계에서의 컬의 형성 및 사용 시의 스타일링이 곤란하다고 하는 문제가 아직도 존재한다.
특허문헌 2의 첨가물을 사용한 경우, 섬유 재료의 표면에, 통상적이라면 천연 모발에는 존재하지 않는 소보이드가 형성되어, 천연 모발 특유의 광택감을 표현하는 것이 곤란해진다. 또한, 특허문헌 2의 첨가물은 섬유 재료의 내부로부터 표면으로 이행하기 대문에, 세발 및 닦아내기를 행할 때마다 탈락하므로, 대전 방지성의 지속성이 불충분하다.
특허문헌 3의 도전성 물질은 폴리아미드와 상용하지 않고, 유연성 및 강도 등의 인공 모발용 섬유의 물성에 끼치는 영향이 커서, 이것을 사용한 경우, 천연 모발의 질감의 재현이 곤란해진다.
본 발명은 상기 문제를 해결하는 것이며, 그 목적으로 하는 점은, 천연 모발과 마찬가지의 억제된 광택의 광택감을 갖고, 지속적인 대전 방지성이 우수하고, 열 세트성도 우수한, 폴리아미드를 포함하는 인공 모발용 섬유를 제공하는 데 있다.
본 발명은 열가소성 폴리아미드와, 해당 열가소성 폴리아미드와 상용성을 갖는 고분자형 대전 방지제를 포함하는 인공 모발용 섬유로서,
해당 고분자형 대전 방지제는, 해당 열가소성 폴리아미드의 융점 이하의 융점을 갖는 것인, 인공 모발용 섬유를 제공한다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 고분자형 대전 방지제는 160 내지 250℃의 융점을 갖는다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 고분자형 대전 방지제는 10 내지 40g/10분의 215℃에서의 멜트 플로 레이트를 갖는다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 고분자형 대전 방지제는 106 내지 1010Ω/□의 표면 고유 저항값을 갖는다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 고분자형 대전 방지제는 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머를 포함한다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머는, 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리아미드와, 방향환 함유 폴리에테르디올의 축합물이다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 고분자형 대전 방지제는 0.5 내지 10중량％의 양으로 포함되어 있다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 인공 모발용 섬유는, 또한, 열가소성 폴리아미드와 비상용성이며 또한 보다 높은 융점을 갖는 열가소성 폴리에스테르를 포함한다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 인공 모발용 섬유는, 75/25 내지 85/15의 열가소성 폴리아미드와 열가소성 폴리에스테르의 중량비를 갖는다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 인공 모발용 섬유는, 표면에 형성된 요철 형상을 갖고, 해당 요철 형상의 볼록부는 열가소성 폴리에스테르의 입자를 포함한다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 인공 모발용 섬유는, 열가소성 폴리아미드를 포함하여 이루어지는 매트릭스와 열가소성 폴리에스테르를 포함하여 이루어지는 도메인을 갖는다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 열가소성 폴리아미드가, 직쇄 포화 지방족 폴리아미드, 헥사메틸렌디아민과 테레프탈산의 교호 공중합체 및 메타크실렌디아민과 아디프산의 교호 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지이다.
어떤 일 형태에 있어서는, 상기 열가소성 폴리에스테르가, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지이다.
또한, 본 발명은 가발용 베이스와, 해당 가발용 베이스에 심어 마련된 상기 어느 것의 인공 모발용 섬유를 갖는 가발을 제공한다.
본 발명의 폴리아미드를 포함하는 인공 모발용 섬유는, 천연 모발과 마찬가지의 억제된 광택의 광택감을 갖고, 대전 방지성이 우수하고, 열 세트성도 우수하다. 그 때문에, 본 발명의 인공 모발용 섬유는, 제조 단계에서 적절하게 컬을 띄게 할 수 있고, 사용 시에 용이하게 스타일링할 수 있고, 스타일링한 머리 모양은 장시간 유지된다.
도 1은 본 발명에서 사용하는 합성 섬유의 제조에 사용되는 일반적인 단축 스크루 압출기를 사용한 방사 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명에서 사용하는 합성 섬유의 제조에 사용되는 일반적인 2축 스크루 압출기를 사용한 방사 장치의 개략도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 구금부의 개략도이다.
도 4는 본 발명에서 사용하는 합성 섬유의 방사부터 섬유의 권취까지의 공정의 개략을 도시하는 도면이다.
도 5는 실시예 16의 인공 모발용 섬유의 표면을 나타내는 800배 확대상이다.
도 6은 실시예 16의 인공 모발용 섬유의 단면을 나타내는 1,000배 확대상이다.
<인공 모발용 섬유>
본 발명의 공 모발용 섬유는, 열가소성 폴리아미드와, 해당 열가소성 폴리아미드와 상용성을 갖는 고분자형 대전 방지제를 포함하는 것이다. 열가소성 폴리아미드는 인공 모발 섬유의 외형을 구성하는 부재, 즉 모재이다. 그에 의해, 인공 모발용 섬유는, 천연 모발에 가까운 질감 및 감촉을 갖고, 대전 방지성 및 열 세트성이 우수한 것이 된다.
(열가소성 폴리아미드)
본 발명의 인공 모발용 섬유에 포함되는 열가소성 폴리아미드는, 인공 모발용 섬유의 원료로서 종래부터 사용되어 온 것이어도 된다. 열가소성 폴리아미드는, 예를 들어 나일론6, 나일론66, 나일론610 등의 직쇄 포화 지방족 폴리아미드, 혹은 헥사메틸렌디아민과 테레프탈산의 교호 공중합체를 포함하는 예를 들어 나일론6T, 아디프산과 메타크실렌디아민을 아미드 결합한 고분자의 예를 들어 나일론MXD6 등의 반방향족 폴리아미드를 들 수 있다.
열가소성 폴리아미드는, 바람직하게는, 170 내지 270℃의 융점을 갖는다. 열가소성 폴리아미드의 융점이 170℃ 미만이면, 인공 모발로서의 내열성이 불충분해지고, 270℃를 초과하면, 용해 잔여물이 섞임 불량의 원인이 된다. 열가소성 폴리아미드의 융점은, 보다 바람직하게는 200 내지 250℃이고, 더욱 바람직하게는 215 내지 240℃이다.
열가소성 폴리아미드는, 바람직하게는, 10 내지 80g/10분의 240℃, 21.18N에 있어서의 멜트 플로 레이트를 갖는다. 열가소성 폴리아미드의 상기 멜트 플로 레이트가 10g/10분 미만이면, 혼련 부족에 의해 발색의 얼룩이 되고, 80g/10분을 초과하면, 드로우 레저넌스에 의한 성형 불량의 원인이 된다. 열가소성 폴리아미드의 상기 멜트 플로 레이트는, 보다 바람직하게는 15 내지 60g/10분이며, 더욱 바람직하게는 20 내지 40g/10분이다.
(고분자형 대전 방지제)
본 발명의 인공 모발용 섬유에 포함되는 고분자형 대전 방지제는, 합성 수지 재료의 대전 방지제로서 종래부터 사용되어 온 것이어도 된다. 고분자형 대전 방지제는, 습도 의존성이 적어, 섬유 재료의 내부로부터 표면으로 이행하기 어렵다. 즉, 고분자형 대전 방지제를 섬유 재료에 첨가하고, 상용화시킴으로써, 섬유 재료 내부에 도전 회로가 형성되어, 대전 방지성이 부여된다. 그 결과, 얻어지는 인공 모발용 섬유는, 외관 및 감촉이 양호하며, 대전 방지 효과는 지속성이 우수한 것이 된다.
고분자형 대전 방지제는, 상기 효과를 달성하는 관점에서 바람직하게는, 폴리에테르 구조를 갖는다. 또한, 고분자형 대전 방지제는, 보다 바람직하게는, 폴리에틸렌옥시드 구조를 갖는다.
고분자형 대전 방지제는, 바람직하게는, 160 내지 250℃의 융점을 갖는다. 고분자형 대전 방지제의 융점이 160℃ 미만이면, 얻어지는 인공 모발용 섬유의 열 세트성이 저하되고, 250℃를 초과하면, 고분자형 대전 방지제는 섬유 재료 중에 균일하게 혼합되기 어려워, 얻어지는 인공 모발용 섬유의 대전 방지 효과가 부족하기 쉽고, 또한, 외관 불량이 발생하기 쉬워진다. 고분자형 대전 방지제의 융점은, 바람직하게는 180 내지 230℃이고, 보다 바람직하게는 190 내지 210℃이다.
고분자형 대전 방지제는, 바람직하게는, 모재로서 사용하는 열가소성 폴리아미드의 융점과 근시한 융점을 갖는다. 고분자형 대전 방지제의 융점이 열가소성 폴리아미드의 융점과 근사하고 있는 것에 의해, 인공 모발용 섬유의 컬 성능이 향상되기 쉬워진다. 고분자형 대전 방지제의 융점은, 예를 들어, 열가소성 폴리아미드의 융점과의 차가 30℃ 이내, 바람직하게는 15℃ 이내, 보다 바람직하게는 10℃ 이내이다.
고분자형 대전 방지제는, 바람직하게는, 모재로서 사용하는 열가소성 폴리아미드의 융점 이하의 융점을 갖는다. 고분자형 대전 방지제의 융점이 열가소성 폴리아미드의 융점을 초과하면, 고분자형 대전 방지제는 섬유 재료 중에 균일하게 혼합되기 어려워지는 경우가 있다.
어떤 실시 형태에 있어서, 고분자형 대전 방지제는, 바람직하게는, 10 내지 40g/10분의 215℃, 21.18N에 있어서의 멜트 플로 레이트를 갖는다. 고분자형 대전 방지제의 상기 멜트 플로 레이트가 10g/10분 미만이면, 고분자형 대전 방지제는 섬유 재료 중에 균일하게 혼합되기 어려워, 얻어지는 인공 모발용 섬유의 대전 방지 효과가 부족하기 쉽고, 또한, 외관 불량이 발생하기 쉬워지고, 40g/10분을 초과하면, 고분자형 대전 방지제는 섬유 재료의 내부로부터 표면으로 이행하기 쉬워져, 외관, 감촉 또는 대전 방지 효과의 지속성이 저하하는 경우가 있다. 고분자형 대전 방지제의 상기 멜트 플로 레이트는, 바람직하게는 15 내지 35g/10분이며, 보다 바람직하게는 18 내지 32g/10분이다.
다른 실시 형태에 있어서, 고분자형 대전 방지제는, 바람직하게는, 3 내지 35g/10분의 190℃, 21.18N에 있어서의 멜트 플로 레이트를 갖는다. 고분자형 대전 방지제의 상기 멜트 플로 레이트가 3g/10분 미만이면, 고분자형 대전 방지제는 섬유 재료 중에 균일하게 혼합되기 어려워, 얻어지는 인공 모발용 섬유의 대전 방지 효과가 부족하기 쉽고, 또한, 외관 불량이 발생하기 쉬워지고, 35g/10분을 초과하면, 고분자형 대전 방지제는 섬유 재료의 내부로부터 표면으로 이행하기 쉬워져, 외관, 감촉 또는 대전 방지 효과의 지속성이 저하하는 경우가 있다. 고분자형 대전 방지제의 상기 멜트 플로 레이트는, 바람직하게는 5 내지 30g/10분, 보다 바람직하게는 8 내지 17g/10분이다.
고분자형 대전 방지제는, 바람직하게는, 모재로서 사용하는 열가소성 폴리아미드의 멜트 플로 레이트 이상의 멜트 플로 레이트를 갖는다. 고분자형 대전 방지제의 멜트 플로 레이트가 열가소성 폴리아미드의 멜트 플로 레이트 미만이면, 고분자형 대전 방지제는 섬유 재료 중에 균일하게 혼합되기 어려워지는 경우가 있다.
고분자형 대전 방지제는, 바람직하게는, 1010Ω/□ 이하의 표면 고유 저항값을 갖는다. 고분자형 대전 방지제의 표면 고유 저항값이 1010Ω/□을 초과하면, 대전 방지 효과가 부족하기 쉬워진다. 고분자형 대전 방지제의 표면 고유 저항값은, 바람직하게는 5×109Ω/□ 이하이며, 보다 바람직하게는, 106 내지 109Ω/□이다. 또한, 고분자형 대전 방지제의 표면 고유 저항값은, 고분자형 대전 방지제를 단독으로 성형하고, 23℃ 50RH로 4시간 습윤 후, 초절연계로 측정할 수 있다.
고분자형 대전 방지제는, 200℃ 이상의 열분해 개시 온도를 갖는다. 고분자형 대전 방지제의 열분해 개시 온도가 200℃ 미만이면, 섬유 재료를 방사하는 과정에서 고분자형 대전 방지제가 분해 및 열화되기 쉬워진다. 고분자형 대전 방지제의 열분해 개시 온도는, 바람직하게는 230℃ 이상, 보다 바람직하게는, 250 내지 300℃이다. 또한, 고분자형 대전 방지제의 열분해 개시 온도는, 열중량 시차 열분석 장치(TG-DTA)를 사용하여, 공기 중에서 측정할 수 있다.
고분자형 대전 방지제는 시판품을 사용해도 된다. 고분자형 대전 방지제의 시판품으로서는, 예를 들어, 산요 가세이사제 「펠레스탯 6200」(상품명), 「펠레스탯 6500」(상품명), 동 「펠레스탯 NC6321」(상품명), 동 「펠레스탯 NC7530」(상품명) 및 동 「펠렉트론 AS」(상품명) 등을 들 수 있다. 이들은, 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머를 포함하는 것이다.
또한, 사용할 수 있는 고분자형 대전 방지제의 시판품의 다른 예로서, 산요 가세이사제 「펠렉트론 LMP-FS」(상품명) 등을 들 수 있다. 이것은, 폴리에테르/폴리올레핀 블록 코폴리머를 포함하는 것이다.
고분자형 대전 방지제는, 바람직하게는, 0.5 내지 10중량％의 양으로 인공 모발용 섬유에 포함된다. 인공 모발용 섬유의 고분자형 대전 방지제의 함유량이 0.5중량％ 미만이면, 대전 방지성이 불충분해지고, 10중량％를 초과하면 고분자형 대전 방지제는 섬유 재료의 내부로부터 표면으로 이행하여, 태크, 블로킹이 발생하기 쉬워진다. 인공 모발용 섬유의 고분자형 대전 방지제의 함유량은, 바람직하게는 1 내지 6중량％, 보다 바람직하게는, 1.5 내지 4중량％이다.
고분자형 대전 방지제로서는, 예를 들어, 폴리에테르 블록과 열가소성 폴리아미드에 친화성을 나타내는 블록을 갖는 블록 코폴리머, 폴리에테르/폴리올레핀 블록 코폴리머 및 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머 등을 들 수 있다. 고분자형 대전 방지제 중에서도, 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머는, 폴리아미드와의 상용성이 우수하여, 바람직하다. 상기 폴리에테르 블록 중에서도 바람직한 것은, 폴리에틸렌옥시드 블록이다.
(폴리에테르/폴리올레핀 블록 코폴리머)
폴리에테르/폴리올레핀 블록 코폴리머는, 예를 들어, 하기 폴리올레핀 (a)의 블록과, 하기 폴리옥시에틸렌쇄 (b)의 블록이, 에스테르 결합, 아미드 결합, 에테르 결합 및 이미드 결합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 결합을 통하여 반복하여 교호로 결합한 구조를 갖는 블록 폴리머이다. 이러한 블록 폴리머는 국제 공개 제00/47652호 공보에 기재되어 있고, 그 개시 내용은, 참조로서 본 명세서에 포함한다.
폴리올레핀 (a)의 블록으로서는, 탄소수 2 내지 30의 올레핀 1종 또는 2종 이상의 혼합물의 (공)중합(중합 또는 공중합을 의미한다. 이하 마찬가지.)에 의해 얻어지는 폴리올레핀[중합법으로 얻어지는 것] 및 고분자량의 폴리올레핀(탄소수 2 내지 30의 올레핀 중합에 의해 얻어지는 폴리올레핀)의 열감성법에 의해 얻어지는 저분자량 폴리올레핀[열감성법으로 얻어지는 것]을 사용할 수 있다.
탄소수 2 내지 30의 올레핀으로서는, 에틸렌, 프로필렌, 탄소수 4 내지 30(바람직하게는 4 내지 12, 보다 바람직하게는 4 내지 10)의 α-올레핀 및 탄소수 4 내지 30(바람직하게는 4 내지 18, 보다 바람직하게는 4 내지 8)의 디엔 등을 들 수 있다.
탄소수 4 내지 30의 α-올레핀으로서는, 1-부텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센 및 1-도데센 등을 들 수 있고, 디엔으로서는, 부타디엔, 이소프렌, 시클로펜타디엔 및 1,11-도데카디엔 등을 들 수 있다.
이들 중 바람직한 것은, 탄소수 2 내지 12의 올레핀(에틸렌, 프로필렌, 탄소수 4 내지 12의 α-올레핀, 부타디엔 및/또는 이소프렌 등), 보다 바람직한 것은 탄소수 2 내지 10의 올레핀(에틸렌, 프로필렌, 탄소수 4 내지 10의 α-올레핀 및/또는 부타디엔 등), 특히 바람직한 것은 에틸렌, 프로필렌 및/또는 부타디엔이다.
열감성법에 의해 얻어지는 저분자량 폴리올레핀은, 예를 들어, 일본 특허 공개 평3-62804호 공보 기재된 방법 등에 의해 용이하게 얻을 수 있다. 중합법에 의해 얻어지는 폴리올레핀은 공지된 방법으로 제조할 수 있고, 예를 들어, 라디칼 촉매, 금속 산화물 촉매, 지글러 촉매 및 지글러-나타 촉매 등의 존재 하에서 상기 올레핀을 (공)중합시키는 방법 등에 의해 용이하게 얻을 수 있다.
폴리옥시에틸렌쇄 (b)의 블록으로서는, 디올(b01) 또는 2가 페놀(b02)에 알킬렌옥시드(탄소수 3 내지 12)를 부가 반응시킴으로써 얻어지는 폴리에테르디올로부터 수산기를 제외한 잔기를 들 수 있다.
이러한 폴리에테르디올의 구조는, 일반식: H(OA1)mO-E1-O(A1O)m'H로 나타낼 수 있다.
식 중, E1은, (b01) 또는 (b02)로부터 수산기를 제외한 잔기를 나타내고, A1은, 할로겐 원자를 포함하고 있어도 되는 탄소수 2의 알킬렌기를 필수로서 포함하는 탄소수 2 내지 12(바람직하게는 2 내지 8, 보다 바람직하게는 2 내지 4)의 알킬렌기; m 및 m'는 1 내지 300, 바람직하게는 2 내지 250, 특히 바람직하게는 10 내지 100의 정수를 나타내고, m과 m'는 동일해도 되고, 달라도 된다. 또한, m개의 (OA1)과 m'개의 (A1O)은 동일해도 되고, 달라도 되고, 또한, 이들이 에틸렌옥시드를 필수 성분으로 하는 2종 이상의 옥시알킬렌기로 구성되는 경우의 결합 형식은 블록, 랜덤 또는 이들의 조합의 어느 것이어도 된다.
디올(b01)로서는, 탄소수 2 내지 12(바람직하게는 2 내지 10, 보다 바람직하게는 2 내지 8)의 2가 알코올(지방족, 지환식 및 방향지방족 2가 알코올) 및 탄소수 1 내지 12의 3급 아미노기 함유 디올 등을 들 수 있다.
지방족 2가 알코올로서는, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜 및 1,12-도데칸디올 등을 들 수 있다.
지환식 2가 알코올로서는, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,4-시클로옥탄디올 및 1,3-시클로펜탄디올 등을 들 수 있다.
방향지방족 2가 알코올로서는, 크실릴렌디올, 1-페닐-1,2-에탄디올 및 1,4-비스(히드록시에틸)벤젠 등을 들 수 있다.
3급 아미노기 함유 디올로서는, 지방족 또는 지환식 1급 모노아민(탄소수 1 내지 12, 바람직하게는 2 내지 10, 보다 바람직하게는 2 내지 8)의 비스히드록시알킬(알킬기의 탄소수 1 내지 12, 바람직하게는 2 내지 10, 보다 바람직하게는 2 내지 8)화물 및 방향(지방)족 1급 모노아민(탄소수 6 내지 12)의 비스히드록시알킬(알킬기의 탄소수 1 내지 12)화물 등을 들 수 있다.
모노아민의 비스히드록시알킬화물은, 공지된 방법, 예를 들어, 모노아민과 탄소수 2 내지 4의 알킬렌옥시드[에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 부틸렌옥시드 등]을 반응시키거나, 모노아민과 탄소수 1 내지 12의 할로겐화히드록시알킬(2-브로모에틸알코올, 3-클로로프로필알코올 등)을 반응시킴으로써 용이하게 얻을 수 있다.
지방족 1급 모노아민으로서는, 메틸아민, 에틸아민, 1- 및 2-프로필아민, n- 및 i-아밀아민, 헥실아민, 1,3-디메틸부틸아민, 3,3-디메틸부틸아민, 2- 및 3-아미노헵탄, 헵틸아민, 노닐아민, 데실아민, 운데실아민 및 도데실아민 등을 들 수 있다.
지환식 1급 모노아민으로서는, 시클로프로필아민, 시클로펜틸아민, 시클로헥실아민 등을 들 수 있다.
방향(지방)족 1급 모노아민으로서는, 아닐린 및 벤질아민 등을 들 수 있다.
2가 페놀(b02)로서는, 탄소수 6 내지 18(바람직하게는 8 내지 18, 보다 바람직하게는 10 내지 15), 예를 들어 단환 2가 페놀(하이드로퀴논, 카테콜, 레조르신, 우르시올 등), 비스페놀(비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S, 4,4'-디히드록시디페닐-2,2-부탄, 디히드록비페닐 등) 및 축합 다환 2가 페놀(디히드록시나프탈렌, 비나프톨 등) 등을 들 수 있다.
(b01) 및 (b02) 중 대전 방지성의 관점에서 바람직한 것은, 2가 알코올 및 2가 페놀, 보다 바람직한 것은 지방족 2가 알코올 및 비스페놀, 특히 바람직한 것은 에틸렌글리콜 및 비스페놀 A이다.
디올(b01) 또는 2가 페놀(b02)에 부가 반응시키는 알킬렌옥시드로서는, 에틸렌옥시드 및 탄소수 3 내지 12의 알킬렌옥시드(프로필렌옥시드, 1,2-, 1,4-, 2,3- 및 1,3-부틸렌옥시드 및 이들의 2종 이상의 혼합물) 등을 들 수 있는데, 필요에 따라 기타의 알킬렌옥시드 및 치환 알킬렌옥시드를 병용해도 된다.
인공 모발용 섬유의 외관, 감촉 및 대전 방지 성능을 향상시키는 관점에서, 상기 알킬렌옥시드 중에서 바람직한 것은 에틸렌옥시드이다. 이 경우, 고분자형 대전 방지제는, 폴리에틸렌옥시드 구조를 갖는 블록 폴리머가 된다.
기타의 알킬렌옥시드 및 치환 알킬렌옥시드로서는, 탄소수 5 내지 12의 α-올레핀의 에폭시화물, 스티렌옥시드 및 에피할로히드린(에피클로로히드린 및 에피브로모히드린 등) 등을 들 수 있다. 다른 알킬렌옥시드 및 치환 알킬렌옥시드의 각각의 사용량은, 전체 알킬렌옥시드의 중량에 기초하여 대전 방지성의 관점에서 바람직하게는 30중량％ 이하이며, 보다 바람직하게는 0 또는 25중량％ 이하이며, 특히 바람직하게는 0 또는 20중량％ 이하이다.
알킬렌옥시드의 부가 몰수는, 폴리옥시에틸렌쇄를 갖는 폴리머 (b)의 체적 고유 저항값의 관점에서 바람직하게는, (b01) 또는 (b02)의 수산기 1개당 1 내지 300몰, 보다 바람직하게는 2 내지 250몰, 특히 바람직하게는 10 내지 100몰이다. 2종 이상의 알킬렌옥시드를 병용할 때의 결합 형식은 랜덤 및/또는 블록의 어느 것이어도 된다.
알킬렌옥시드의 부가 반응은, 공지된 방법, 예를 들어 알칼리 촉매(수산화칼륨, 수산화나트륨 등)의 존재 하, 100 내지 200℃, 압력 0 내지 0.5MPaG의 조건에서 행할 수 있다.
(폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머)
폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머는, 예를 들어, 하기 폴리아미드(a11)와 하기 비스페놀 화합물의 알킬렌옥시드 부가물(a12)로부터 유도되는 폴리에테르에스테르아미드이다. 이러한 폴리에테르에스테르아미드는 일본 특허 공개 평6-287547호 공보 및 일본 특허 공고 평4-5691호 공보에 기재되어 있고, 그들의 개시 내용은, 참조로서 본 명세서에 포함한다.
폴리아미드(a11)로서는, (1) 락탐 개환 중합체, (2) 아미노카르복실산의 중축합체 및 (3) 디카르복실산과 디아민의 중축합체를 들 수 있다.
이들 폴리아미드를 형성하는 아미드 형성성 모노머 중, (1)에 있어서의 락탐으로서는, 탄소수 6 내지 12, 예를 들어 카프로락탐, 에난토락탐, 라우로락탐, 운데카노락탐을 들 수 있다.
(2)에 있어서의 아미노카르복실산으로서는, 탄소수 6 내지 12, 예를 들어 ω-아미노카프로산, ω-아미노에난트산, ω-아미노카프릴산, ω-아미노페르곤산, ω-아미노카프르산, 11-아미노운데칸산, 12-아미노도데칸산을 들 수 있다.
(3)에 있어서의 디카르복실산으로서는, 지방족 디카르복실산, 방향(지방)족 디카르복실산, 지환식 디카르복실산, 이들 아미드 형성성 유도체[예를 들어 산 무수물 및 저급(탄소수 1 내지 4) 알킬에스테르] 및 이들의 2종 이상의 혼합물을 들 수 있다.
지방족 디카르복실산으로서는, 탄소수 4 내지 20, 예를 들어 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 운데칸이산, 도데칸이산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등을 들 수 있다.
방향(지방)족 디카르복실산으로서는, 탄소수 8 내지 20, 예를 들어 오르토-, 이소- 및 테레프탈산, 나프탈렌-2,6- 및 -2,7-디카르복실산, 디페닐-4,4'디카르복실산, 디페녹시에탄디카르복실산 및 3-술포이소프탈산의 알칼리 금속(나트륨, 칼륨 등)염을 들 수 있다.
지환식 디카르복실산으로서는, 탄소수 7 내지 14, 예를 들어 시클로프로판디카르복실산, 1,4-시클로헥산디카르복실산, 시클로헥센디카르복실산, 디시클로헥실-4,4-디카르복실산 등을 들 수 있다.
아미드 형성성 유도체 중 산 무수물로서는, 상기 디카르복실산의 무수물, 예를 들어 무수 말레산, 무수 이타콘산, 무수 프탈산 등을 들 수 있고, 저급(탄소수 1 내지 4) 알킬에스테르로서는 상기 디카르복실산의 저급 알킬에스테르, 예를 들어 아디프산디메틸, 오르토-, 이소- 및 테레프탈산디메틸 등을 들 수 있다.
또한, 디아민으로서는, 탄소수 6 내지 12, 예를 들어 헥사메틸렌디아민, 헵타메틸렌디아민, 옥타메틸렌디아민, 데카메틸렌디아민 등을 들 수 있다.
상기 아미드 형성성 모노머로서 예시한 것은 2종 이상 병용해도 된다.
이들 중 대전 방지성의 관점에서 바람직한 것은, 카프로락탐, 12-아미노도데칸산 및 아디프산/헥사메틸렌디아민이며, 특히 바람직한 것은 카프로락탐이다.
폴리아미드(a11)는 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산의 1종 이상을 분자량 조정제로서 사용하고, 그의 존재 하에 상기 아미드 형성성 모노머를 통상의 방법에 의해 개환 중합 혹은 중축합시킴으로써 얻어진다.
해당 탄소수 4 내지 20의 디카르복실산으로서는, 상기한 (3)에 있어서 예시한 것을 들 수 있고, 이들 중 대전 방지성의 관점에서 바람직한 것은 지방족 디카르복실산, 방향족 디카르복실산 및 3-술포이소프탈산알칼리 금속염이며, 보다 바람직한 것은 아디프산, 세바스산, 테레프탈산, 이소프탈산 및 3-술포이소프탈산나트륨이다.
상기 분자량 조정제의 사용량은, 아미드 형성성 모노머와 분자량 조정제 합계의 중량에 기초하여 대전 방지성, 내열성의 관점에서 바람직하게는 2 내지 80중량％, 보다 바람직하게는 4 내지 75중량％이다.
폴리아미드(a11)의 수 평균 분자량은 반응성과 얻어지는 폴리에테르에스테르아미드의 내열성의 관점에서 바람직하게는 200 내지 5,000, 더욱 바람직하게는 500 내지 3,000이다.
비스페놀 화합물의 알킬렌옥시드 부가물(a12)을 구성하는 비스페놀 화합물로서는, 탄소수 13 내지 20, 예를 들어 비스페놀 A, 비스페놀 F, 비스페놀 S 등을 들 수 있고, 이들 중 분산성의 관점에서 바람직한 것은 비스페놀 A이다.
또한, 비스페놀 화합물에 부가시키는 알킬렌옥시드로서는, 탄소수 2 내지 12, 예를 들어 에틸렌옥시드, 프로필렌옥시드, 1,2-, 2,3- 및 1,4-부틸렌옥시드, 탄소수 5 내지 12의 α-올레핀의 에폭시화물, 스티렌옥시드 및 에피할로히드린(에피클로로히드린 및 에피브로모히드린 등) 및 이들의 2종 이상의 혼합물 등을 들 수 있다.
인공 모발용 섬유의 외관, 감촉 및 대전 방지 성능을 향상시키는 관점에서, 상기 알킬렌옥시드 중에서 바람직한 것은 에틸렌옥시드이다. 이 경우, 고분자형 대전 방지제는, 폴리에틸렌옥시드 구조를 갖는 블록 폴리머가 된다.
비스페놀 화합물의 알킬렌옥시드 부가물(a12)의 수 평균 분자량은, 대전 방지성의 관점에서 바람직하게는 300 내지 5,000, 더욱 바람직하게는 500 내지 4,000이다.
(a11)과 (a12)의 합계 중량에 기초하는 (a12)의 비율은, 폴리에테르에스테르아미드의 대전 방지성과 내열성의 관점에서, 바람직하게는 20 내지 80중량％, 보다 바람직하게는 30 내지 70중량％이다.
폴리에테르에스테르아미드의 제법으로서는, 구체적으로는 하기 제법 (1) 및 (2)를 들 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.
제법 (1): 아미드 형성성 모노머와 디카르복실산(분자량 조정제)을 반응시켜서 (a11)을 형성시키고, 이것에 (a12)를 첨가하고, 고온(160 내지 270℃), 감압 하(0.03 내지 3kPa)에서 중합 반응을 행하는 방법.
제법 (2): 아미드 형성성 모노머 및 디카르복실산(분자량 조정제)과 (a12)를 동시에 반응조에 투입하고, 물의 존재 하 또는 비존재 하에, 고온(160 내지 270℃)에서 가압(0.1 내지 1MPa) 반응시킴으로써 중간체(a11)를 생성시키고, 그 후 감압 하(0.03 내지 3kPa)에서 (a12)와의 중합 반응을 행하는 방법.
상기 제법 중, 반응 제어의 관점에서 바람직한 것은 제법 (1)이다.
폴리에테르에스테르아미드의 제법으로서는, 상기 이외에, (a12)의 말단 수산기를 아미노기 또는 카르복실기로 치환하고, 카르복실기 또는 아미노기를 말단에 갖는 폴리아미드와 반응시키는 방법을 사용해도 된다.
비스페놀 화합물의 알킬렌옥시드 부가물(a12)의 말단 수산기를 아미노기로 치환시키는 방법으로서는, 공지된 방법, 예를 들어 수산기를 시아노알킬화하여 얻어지는 말단 시아노알킬기를 환원하여 아미노기로 하는 방법[예를 들어, (a12)와 아크릴로니트릴을 반응시키고, 얻어지는 시아노에틸화물을 수소 첨가하는 방법] 등을 들 수 있다.
비스페놀 화합물의 알킬렌옥시드 부가물(a12)의 말단 수산기를 카르복실기로 치환시키는 방법으로서는, 산화제로 산화시키는 방법[예를 들어, (a12)의 수산기를 크롬산에 의해 산화시키는 방법] 등을 들 수 있다.
상기 중합 반응에 있어서는, 통상적으로 사용되는 공지된 에스테르화 촉매가 사용된다. 해당 촉매로서는, 안티몬 촉매(삼산화안티몬 등), 주석 촉매(모노부틸주석옥시드 등), 티타늄 촉매(테트라부틸티타네이트 등), 지르코늄 촉매(테트라부틸지르코네이트 등), 아세트산 금속염 촉매(아세트산아연, 아세트산지르코닐 등) 등을 들 수 있다.
촉매의 사용량은, (a11)과 (a12)의 합계 중량에 기초하여, 바람직하게는 0.1 내지 5중량％, 반응성 및 수지 물성의 관점에서 보다 바람직하게는 0.2 내지 3중량％이다.
폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머는, 바람직하게는, 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리아미드와, 방향환 함유 폴리에테르디올의 축합물이다. 방향환 함유 폴리에테르디올의 방향환 부분으로서는, 구체적으로는, 비스페놀류, 단환 2가 페놀류, 디히드록시비페닐류, 디히드록시나프탈렌류 및 비나프톨류로부터 선택되는 2가 페놀류의 잔기를 들 수 있다. 그중에서도, 바람직한 방향환 부분은, 비스페놀의 잔기이다.
상기 방향환 함유 폴리에테르디올이 방향환 부분을 가짐으로써, 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머의 내열성이 향상되어, 방사 과정에 있어서의 분해 및 열화가 방지되기 쉬워진다. 또한, 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머의 융점은, 방사에 적절한 온도로 조절되기 쉬워진다.
상기 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리아미드는, 예를 들어, (1) 락탐 개환 중합체, (2) 아미노카르복실산의 중축합체 혹은 (3) 디카르복실산과 디아민의 중축합체이면 된다. 상기 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리아미드는, 예를 들어, 500 내지 5,000, 바람직하게는 800 내지 3,000의 수 평균 분자량을 갖는다. 수 평균 분자량이 500 미만이면 폴리에테르에스테르아미드 자체의 내열성이 저하되고, 5,000을 초과하면 반응성이 저하되기 때문에 폴리에테르에스테르아미드 제조 시에 많은 시간을 요한다.
상기 방향족 함유 폴리에테르디올은, 예를 들어, 방향환 함유 디올에 알킬렌옥사이드를 부가 반응시킴으로써 제조한 폴리에테르디올이면 된다. 알킬렌옥사이드의 부가 몰수는 통상적으로 1 내지 30몰, 바람직하게는 각 2 내지 20몰이다. 상기 방향족 함유 폴리에테르디올은, 예를 들어, 500 내지 5,000, 바람직하게는 800 내지 3,000의 수 평균 분자량을 갖는다. 수 평균 분자량이 500 미만이면 대전 방지성이 불충분해지고, 5,000을 초과하면 반응성이 저하되기 때문에 폴리에테르에스테르아미드 제조 시에 많은 시간을 요한다.
폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머는, 알칼리 금속 또는 알칼리 토류 금속의 할로겐화물 등의 금속염을 포함하는 대전 방지 성분은, 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 대전 방지성을 증강시키는 양으로 이들을 함유시킨 경우, 얻어지는 인공 모발용 섬유의 표면으로 이행하여 석출되어, 인공 모발의 외관 불량이 발생하기 쉬워진다.
(열가소성 폴리에스테르)
본 발명의 인공 모발용 섬유는, 바람직하게는, 열가소성 폴리아미드 및 열가소성 폴리아미드와 비상용성이며 또한 보다 높은 융점을 갖는 열가소성 폴리에스테르를 포함하는 것이다. 여기서, 비상용성이란, 2개의 수지가 용융되어 균일한 수지가 되지 않는 것을 말한다. 그에 의해, 인공 모발용 섬유는, 천연 모발과 마찬가지의, 억제된 광택의 광택감을 갖는 것으로 성형된다. 열가소성 폴리에스테르의 구체예로서는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트 등을 들 수 있다.
즉, 바람직한 일 형태에 있어서, 본 발명의 인공 모발용 섬유는, 매트릭스를 형성하는 열가소성 폴리아미드와 도메인을 형성하는 열가소성 폴리에스테르와 상기 고분자형 대전 방지제를 포함하고, 표면에 요철 형상을 갖고, 해당 요철 형상의 볼록부는 열가소성 폴리아미드로 형성되어 있다. 폴리에스테르의 도메인은 섬유 표면에 석출되지 않는다. 상기 인공 모발용 섬유의 열가소성 폴리아미드와 열가소성 폴리에스테르의 중량비는, 예를 들어, 열가소성 폴리아미드가 절반 이상 내지 전부를 차지해도 되고, 바람직하게는 70/30 내지 95/5, 보다 바람직하게는 75/25 내지 85/15의 범위이다.
<인공 모발용 섬유의 제조 방법>
본 발명의 인공 모발용 섬유는, 열가소성 폴리아미드에 상기 고분자형 대전 방지제를 함유시키는 것 이외에는, 종래의 인공 모발 섬유와 마찬가지의 방법에 따라서 제조할 수 있다. 본 발명의 인공 모발용 섬유는, 예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 방법에 따라서 제조할 수 있다. 특허문헌 1의 개시 내용은, 참조로서 본 명세서에 포함한다.
본 발명의 인공 모발용 섬유는, 구체적으로는, 열가소성 폴리아미드와, 고분자형 대전 방지제를, 이들 융점 이상의 용융 온도에서 용융 혼합하고, 용융 혼합된 수지를 상기 용융 온도 이하의 토출 온도에서 압출하고, 섬유상으로 성형함으로써 제조할 수 있다.
바람직한 일 형태에 있어서, 본 발명의 인공 모발용 섬유는, 열가소성 폴리아미드와, 열가소성 폴리아미드와 비상용성이며 또한 보다 높은 융점을 갖는 폴리에스테르와, 고분자형 대전 방지제를, 이들 3 성분의 융점 이상의 용융 온도에서 용융 혼합하고, 용융 혼합된 수지를 상기 용융 온도 이하의 토출 온도에서 압출하고, 섬유상으로 성형함으로써 제조할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 합성 섬유의 제조에 사용되는 단축 스크루 압출기를 사용한 일반적인 방사 장치를 도 1에 도시한다. 이 장치는, 수지를 투입하는 호퍼(1), 투입한 수지를 가열하는 실린더(2), 수지를 용융 혼련하여 토출부로 송출하는 스크루(3), 용융 혼합한 수지를 구금부(5)에 보내는 기어 펌프(4)를 포함한다. 용융 혼합한 수지는 구금부(5)로부터 사상으로 토출되어서 방사된다. 또한, 스크루의 수는 단축과 다축이 있는데, 수지의 특성이나 형성하는 섬유의 굵기 등에 따라서 적절히 선택할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 합성 섬유의 제조에 사용하는 방사 장치는, 도 1 또는 도 2에 도시한 바와 같은 단축 또는 2축 스크루 압출기를 사용하여 용융 혼합한 수지를 구금부로 송출하는 구성이 일반적으로 사용된다. 도 1에 도시하는 단축 스크루 압출기에서 사용하고 있는 기어 펌프(4)는 도 2의 2축 압출기에서는 사용되고 있지 않다. 그러나, 도 2와 같이 기어 펌프를 분리한 구성으로 하더라도 매트릭스로 하는 수지의 인공 모발 표면의 볼록형체의 형성에는 영향받지 않는다. 도 2의 승압 기능을 제외한 시스템은, 용융 혼합한 수지를 방사 장치 내에서 수지의 체류 시간을 짧게 하여 수지의 열 열화를 경감한다고 하는 이유로부터 바람직하게 채용될 수 있다.
상기 범위 내의 소정의 중량 비율로 혼합한 수지를, 열가소성 폴리에스테르의 융점 이상의 소정의 온도(이 온도를 용융 설정 온도 T1이라고 한다.)로 설정하여 용융한다. 이들을 혼합할 때에 안료 및/또는 염료를 첨가하여 착색해도 된다. 또한 안정제와 산화 방지제 및/또는 자외선 흡수제를 첨가해도 되고, 이들을 직접 방사 장치에 투입하거나, 혹은 폴리아미드 수지 또는 폴리에스테르 수지에 미리 이겨서 속에 넣은 마스터배치에 의한 투입의 어느 것이어도 된다.
호퍼(1)로부터 공급된 열가소성 수지는 용융되어, 실린더(2)로부터 1축 또는 2축 스크루(3)로 구금부(5)로 송출된다. 용융 혼합한 수지의 온도는, 용융 설정 온도 T1과 동일한 온도 또는 용융 설정 온도 T1보다도 높은 온도가 바람직한데, 용융한 수지가 굳어지지 않을 정도의 범위이면, 용융 설정 온도 T1보다 낮은 온도여도 된다.
도 3에, 구금부(5)의 개략도를 도시한다. 도면 중의 부호(25)는 수지의 토출 구멍, 부호(26)는 토출 구멍(25)으로부터 토출된 수지, 부호(27)는 구금부(5)의 토출구에 삽입하여 그 근방 위치에 마련한 온도 센서이며, T2는 토출 전의 용융 상태의 수지(R)를 해당 온도 센서로 측정한 온도이다. 또한 토출 전의 용융된 수지 온도를 T2로 하고, 구금부(5)의 수지 토출 온도, 즉, 구금 설정 온도를 T3으로 한다.
혼합 수지가 방사 장치 내에서 스크루에 의해 혼련되면, 일반적으로 발열하여 용융 수지 온도 T2가 용융 설정 온도 T1보다 높아지지만, 토출 전의 용융 수지 온도 T2가 용융 설정 온도 T1보다 너무 높아지면, 구금부(5)로부터 토출된 수지 표면에는, 제1 열가소성 수지의 볼록부 형성이 작거나, 혹은 제1 열가소성 수지의 볼록부 형성이 일어나지 않게 되므로 바람직하지 않다. 반대로 토출 전의 용융 수지 온도 T2가 용융 설정 온도 T1보다 너무 낮으면, 혼합 수지의 점도가 높아져 유동하지 않게 되므로, 토출을 할 수 없게 될 우려가 있어, 바람직하지 않다.
구금 설정 온도 T3은, 토출구 근방 위치의 용융 수지 온도 T2보다 낮은 온도로 설정하면 되고, 용융 설정 온도 T1보다도 20 내지 30℃ 정도 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 이 범위보다 온도가 높으면, 토출 수지 표면의 요철이 형성되기 어렵고, 반대로 낮아지면 수지가 굳어지기 쉬워지므로 바람직하지 않다.
보다 바람직하게는, 구금 설정 온도 T3을 열가소성 폴리에스테르의 융점 이하로 설정한다. 이 구금 설정 온도 T3은, 열가소성 폴리에스테르의 융점보다 5℃ 이상 30℃ 이하의 범위에서 열가소성 폴리에스테르의 융점보다 낮은 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 구금 설정 온도 T3을 10℃ 이상 30℃ 이하의 범위에서 열가소성 폴리에스테르의 융점보다 낮게 한다. 이 범위보다 온도가 높으면, 토출 수지 표면의 요철이 형성되기 어렵고, 반대로 이 범위보다 온도가 낮아지면 수지가 굳어지기 쉬워지므로 바람직하지 않다.
또한, 사용하는 구금은, 특별한 구조는 불필요하며, 공지된 구조의 구금으로 충분히 본 발명에서 사용하는 합성 섬유를 얻을 수 있다.
도 4에 본 발명에 따른, 방사부터 섬유의 권취까지의 공정의 개략을 도시한다.
상기 온도 조건에서 방사 장치의 기어 펌프(4)를 통하여 구금부(5)로부터 토출된 섬유상의 토출 수지(6)는, 공랭되고(도면 중 A, B 및 C의 범위), 냉각 수조(7)에서 수랭되어서 권취기(9)에 의해 권취된다. 도 4에서는 수랭을 행하는 공정을 도시하고 있지만, 공랭만으로 토출 수지(6)를 냉각하여 권취해도 된다. 또한, 방사 장치를 도 2에 도시되는, 기어 펌프를 사용하지 않는 것으로 해도 된다.
방사 장치의 토출 구멍(25)으로부터 토출된 용융 수지는 유동성이 있고, 텐션을 걸어서 잡아늘일 수 있다. 그러나, 토출된 수지는 냉각됨으로써 수지의 고화가 진행하여, 수지의 유동성이 저하되어서 결국에는 가열하지 않는 한 잡아늘일 수 없게 된다. 토출 구멍(25)으로부터 토출된 수지가 설정한 권취 속도에서 발생하는 텐션으로 잡아늘이는 것이 가능한 상태를 신장 유동 범위라고 정의한다. 신장 유동 범위는 일정하지 않고, 사용하는 수지, 구금의 설정 온도, 방사 장치의 설치 장소의 온도, 권취 속도에 따라 변동하는 것이다.
구금 설정 온도 T3을 용융 설정 온도 T1보다도 낮게 설정한 경우에는, 도메인이 섬유 표면에 석출될 일은 없이, 매트릭스의 수지 성분으로 덮여 있거나, 매트릭스 성분으로 형성된 작은 돌기가 섬유 표면에 형성된다. 특히, 구금 설정 온도 T3이 도메인 성분의 융점보다 낮으면 매트릭스로 덮인 작은 돌기가 많이 형성된다.
권취한 합성 섬유는, 연신 장치의 연신 롤러와 건열조를 통해서, 예를 들어 실 직경을 80㎛로 하는 등 소정의 실 직경이 되도록 연신을 행한다. 혹은 방사 장치와 연신 장치를 연결시켜서 방사 공정과 연신 공정을 연속하여 행해도 된다.
<가발 등의 용도>
연신한 인공 모발용 섬유는 가발 베이스에 다수 심어 마련함으로써, 가발을 제조할 수 있다. 가발 베이스는 넷상 베이스, 인공 피부 베이스, 또는 이들을 조합하여 구성해도 된다. 또한, 연신한 인공 모발용 섬유는, 증모용 모발 또는 대용 모발에 사용할 수 있다.
이하의 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.
실시예
고분자형 대전 방지제로서, 이하의 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머를 준비하였다.
Figure pct00002
<실시예 1>
열가소성 폴리아미드(이하, 「PA」라고 한다.)로서, 다이셀·에보닉사제 「베스타미드 D-18」(상품명, 융점 200-225℃, MFR 25.8g(240℃, 21.18N)), 열가소성 폴리에스테르(이하, 「PE」라고 한다.)로서, 도요보사제 「바일로페트 BR-3067」(상품명, 융점 255℃)을 PA/PE비가 85/15로 되는 양으로 준비하였다. 수지 성분을 기준으로 하여 1중량％가 되는 양의 대전 방지제 A(이하, 「A제」라고 한다) 및 0.49중량％가 되는 양의 착색제를 준비하였다.
준비한 원료, 도 4에 도시하는 방사 장치 및 연신 장치(비표시)를 사용하여 인공 모발용 섬유를 제조하였다. 또한, 이하의 제조 조건 중, T1은 용융 설정 온도, T2는 구금 근방의 용융 수지 온도, T3은 구금 설정 온도이다.
(제조 조건)
T1/T2/T3(℃): 280/248/248
방사 토출량(kg/h): 0.4
냉각수 온도(℃): 5
방사 인취 속도(m/min): 120
실험 장소의 실온(℃): 26
연신 배율(배): 4.4
연신 온도(℃, 공기): 90, 190
인공 모발용 섬유(2g)를 묶어서 모 다발을 제작하고, 재봉틀을 사용하여 제작한 붙임머리를 실리콘 수용액(실리콘제:물/1:60)에 침지하고, 마찬가지로 침지시킨 부직포 상에 편 후, 35㎜의 알루미늄 파이프에 감아서 위로부터 알루미늄 호일로 덮었다. 180℃에서 2시간 열처리하여 컬을 띄게 하였다. 컬링한 모 다발을 평탄한 면에 방치하고, 원형을 형성시켰다. 모 다발로 형성된 원형의 내주 직경(㎜)을 측정하였다. 이 값을 컬 치수로 한다. 측정 결과를 표 3에 나타내었다.
<실시예 2 내지 90>
PA/PE비, 대전 방지제의 종류 및 사용량 및 T2, 3을 변경하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 인공 모발용 섬유를 제조하였다. 실시예 16의 인공 모발용 섬유의 확대상을 도 5 및 도 6에 도시한다. 도 5는 인공 모발용 섬유의 표면을 나타내는 800배 확대상이다. 도 6은 인공 모발용 섬유의 단면을 나타내는 1,000배 확대상이다. 도 5로부터, 인공 모발용 섬유의 표면에는 볼록형체가 부정형으로 돌출되어서 요철을 형성하고 있음을 알 수 있다. 도 6으로부터, 인공 모발용 섬유의 모폴로지는, 폴리아미드의 바다 부분 중에 폴리에스테르의 섬 부분이 거의 균일하게 분산된 해도 구조를 형성하고 있음을 알 수 있다.
실시예 1과 마찬가지로 하여, 제조한 인공 모발용 섬유의 모 다발을 제작하고, 이것에 컬을 띄게 하고, 컬 직경(㎜)을 측정하였다. 결과를 표 3 내지 14에 나타내었다.
Figure pct00003
Figure pct00004
Figure pct00005
Figure pct00006
Figure pct00007
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
Figure pct00014
<비교예 1 내지 6>
대전 방지제를 사용하지 않는 것 이외에는, 각각, 실시예 1, 3, 5, 7, 9 및 11과 마찬가지로 하여 비교예 1 내지 6의 인공 모발용 섬유를 제조하고, 컬을 띄게 하고, 컬 직경(㎜)을 측정하였다. 결과를 표 15에 나타내었다.
Figure pct00015
제조한 인공 모발용 섬유에 관하여, 대전 방지제를 함유하지 않는 비교예의 인공 모발용 섬유는, 대전 방지제 이외의 제조 조건이 마찬가지인 실시예의 인공 모발용 섬유와 대비한 경우, 컬 직경이 크고, 컬 띄기 성능이 떨어지는 경향이 보였다. 또한, 제조 조건을 변화시킨 경우, 제조한 인공 모발용 섬유의 컬 띄기 성능에는 이하의 경향이 보였다.
Figure pct00016
또한, 제조한 인공 모발용 섬유를 관찰함으로써, 이하의 소견을 얻었다. 즉, A제를 사용한 경우, B제를 사용하는 것보다도 색조가 백색조를 띠었다. PA/PE비가 85/15의 경우에는 광택이 강조되었다. PA/PE비가 75/25인 경우에는 모질이 꺼끌거렸다. T2, 3을 250℃로 한 경우, 248℃로 한 경우보다도 광택이 강조되었다.
<실시예 91>
대전 방지제의 사용량을 변경하는 것 이외에는 실시예 4(PA/PE비 81/19, B제 1％, T2, 3(℃248))와 마찬가지로 하여 인공 모발용 섬유를 제조하고, 모 다발을 제작하고, 컬 띄기를 행하였다. 컬 띄기된 모 다발에 대하여 덴만형 금속빗제 브러시를 사용하여 브러싱을 10회 행하였다. 심코 재팬사제 정전기 측정기 「FMX-004」(상품명)를 사용하여, 모 다발에 대전한 정전기량 및 모 다발의 컬 직경(㎜)을 측정하였다.
모 다발 전체에 아데랑스사제 샴푸 「AD&F PRO STYLING」(상품명)을 칠하고, 이어서, 물로 씻어 흘림으로써, 모 다발을 세정하고, 약 60℃의 바람을 쏴서 건조시켰다. 건조시킨 모 다발에 대하여 브러싱을 10회 행하고, 모 다발에 대전한 정전기량 및 모 다발의 컬 직경(㎜)을 측정했다(세정 횟수 1).
모 다발의 세정 및 건조를 또한 4회 반복하고, 브러싱을 10회 행하고, 모 다발에 대전한 정전기량 및 모 다발의 컬 직경(㎜)을 측정했다(세정 횟수 5). 모 다발의 세정 및 건조를 또한 5회 반복하고, 브러싱을 10회 행하고, 모 다발에 대전한 정전기량 및 모 다발의 컬 직경(㎜)을 측정했다(세정 횟수 10). 결과를 표 17 내지 20에 나타내었다.
Figure pct00017
Figure pct00018
Figure pct00019
Figure pct00020
대전 방지제를 함유하지 않는 인공 모발용 섬유는, 1회째의 세정으로부터 컬 직경이 크게 확대되어, 세정을 반복하여 행하는 경우의 컬 유지 성능이 떨어져 있었다.
<실시예 92 내지 94>
PA/PE비, 대전 방지제의 종류 및 사용량 및 T2, 3을 변경하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 인공 모발용 섬유를 제조하였다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제조한 인공 모발용 섬유의 모 다발을 제작하고, 이것에 컬을 띄게 하고, 컬 직경(㎜)을 측정하였다. 결과를 표 21에 나타내었다.
Figure pct00021
<실시예 98 내지 103>
수지 성분으로서 PA 및 PE 대신에 PA만을 사용하여, 대전 방지제의 종류 및 사용량 및 T2, 3을 변경하는 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여 인공 모발용 섬유를 제조하였다. 실시예 1과 마찬가지로 하여, 제조한 인공 모발용 섬유의 모 다발을 제작하고, 이것에 컬을 띄게 하고, 컬 직경(㎜)을 측정하였다. 결과를 표 22에 나타내었다.
Figure pct00022
<비교예 7 및 8>
대전 방지제를 사용하지 않는 것 이외에는, 각각, 실시예 98 및 101과 마찬가지로 하여 비교예 7 및 8의 인공 모발용 섬유를 제조하고, 컬을 띄게 하고, 컬 직경(㎜)을 측정하였다. 결과를 표 23에 나타내었다.
Figure pct00023
<실시예 104>
실시예 92 내지 94, 98 내지 100 및 비교예 7에서 얻어진 컬 띄기된 모 다발에 대하여 덴만형 금속빗제 브러시를 사용하여 브러싱을 10회 행하였다. 심코 재팬사제 정전기 측정기 「FMX-004」(상품명)를 사용하여, 모 다발에 대전한 정전기량 및 모 다발의 컬 직경(㎜)을 측정하였다.
모 다발 전체에 아데랑스사제 샴푸 「AD&F PRO STYLING」(상품명)을 칠하고, 이어서, 물로 씻어 흘림으로써, 모 다발을 세정하고, 약 60℃의 바람을 쏴서 건조시켰다. 건조시킨 모 다발에 대하여 브러싱을 10회 행하고, 모 다발에 대전한 정전기량 및 모 다발의 컬 직경(㎜)을 측정했다(세정 횟수 1).
모 다발의 세정 및 건조를 또한 4회 반복하고, 브러싱을 10회 행하고, 모 다발에 대전한 정전기량 및 모 다발의 컬 직경(㎜)을 측정했다(세정 횟수 5). 모 다발의 세정 및 건조를 또한 5회 반복하고, 브러싱을 10회 행하고, 모 다발에 대전한 정전기량 및 모 다발의 컬 직경(㎜)을 측정했다(세정 횟수 10). 결과를 표 24 및 25에 나타내었다. 또한, 표 24 및 25 중, PA 및 PE의 후에 나타낸 수치는, 인공 모발 섬유의 중량을 100으로 한 경우의 각각의 성분의 중량비를 나타낸다.
Figure pct00024
Figure pct00025
1: 호퍼
2: 실린더
3: 스크루
4: 기어 펌프
5: 구금
6: 토출 수지
7: 냉각 수조
8: 가이드 롤
9: 권취기
25: 수지 토출 구멍
26: 토출 후 수지
27: 온도 센서

Claims (14)

  1. 열가소성 폴리아미드와, 해당 열가소성 폴리아미드와 상용성을 갖는 고분자형 대전 방지제를 포함하는 인공 모발용 섬유로서,
    해당 고분자형 대전 방지제는, 해당 열가소성 폴리아미드의 융점 이하의 융점을 갖는 것인, 인공 모발용 섬유.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고분자형 대전 방지제는 160 내지 250℃의 융점을 갖는, 인공 모발용 섬유.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 고분자형 대전 방지제는 10 내지 40g/10분의 215℃에서의 멜트 플로 레이트를 갖는, 인공 모발용 섬유.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자형 대전 방지제는 106 내지 1010Ω/□의 표면 고유 저항값을 갖는, 인공 모발용 섬유.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자형 대전 방지제는 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머를 포함하는, 인공 모발용 섬유.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폴리에테르에스테르아미드 블록 코폴리머는, 양쪽 말단에 카르복실기를 갖는 폴리아미드와, 방향환 함유 폴리에테르디올의 축합물인, 인공 모발용 섬유.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고분자형 대전 방지제는 0.5 내지 10중량％의 양으로 포함되어 있는, 인공 모발용 섬유.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 또한, 열가소성 폴리아미드와 비상용성이며 또한 보다 높은 융점을 갖는 열가소성 폴리에스테르를 포함하는, 인공 모발용 섬유.
  9. 제8항에 있어서, 75/25 내지 85/15의 열가소성 폴리아미드와 열가소성 폴리에스테르의 중량비를 갖는, 인공 모발용 섬유.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 표면에 형성된 요철 형상을 갖고, 해당 요철 형상의 볼록부는 열가소성 폴리에스테르의 입자를 포함하는, 인공 모발용 섬유.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 폴리아미드를 포함하여 이루어지는 매트릭스와 열가소성 폴리에스테르를 포함하여 이루어지는 도메인을 갖는, 인공 모발용 섬유.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 폴리아미드가, 직쇄 포화 지방족 폴리아미드, 헥사메틸렌디아민과 테레프탈산의 교호 공중합체 및 메타크실렌디아민과 아디프산의 교호 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지인, 인공 모발용 섬유.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 열가소성 폴리에스테르가, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 열가소성 수지인, 인공 모발용 섬유.
  14. 가발용 베이스와, 해당 가발용 베이스에 심어 마련된 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 인공 모발용 섬유를 갖는, 가발.
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