专利名称：人工毛发用聚氯乙烯纤维、其制造方法及其制造装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在制造假发套(wig)、部分假发(hairpiece)、辫子(braid)、驳发条(extension hair)等头发装饰制品时使用的具有类似于人的头发的光泽、色彩和手感的人工毛发用聚氯乙烯纤维、其制造方法及其制造装置。
背景技术：
以往，作为头发用的人工毛发用纤维使用的合成纤维有聚酯纤维、丙烯酸类纤维、聚氯乙烯类纤维等合成纤维，特别是聚氯乙烯类纤维由于强度、伸长率、透明性以及卷曲保持性优异，因此大量地作为头发用的人工毛发用纤维使用。但是，由通常的熔融纺丝法成型的合成纤维由于表面平滑，因此光泽强、另外，在触感上，由于塑料特有的滑动感强，因此，与天然毛发的自然的手感相去甚远。
因此，为了解决这样的问题，提出了一种制作在聚酯类纤维中含有氧化硅类无机粒子、交联聚苯乙烯等有机粒子，并且在其表面具有特定形状的凸部的聚酯类纤维的技术(参照专利文献1)，该聚酯类纤维虽然多少可以使其光泽和滑动感降低，但仍然不能获得达到天然毛发那样的光泽、触感和自然的手感。而且，该专利文献1中记载的技术虽然适用于聚氯乙烯类纤维的制造，但由于聚氯乙烯类树脂熔融粘度高，将在该聚氯乙烯类树脂中含有氧化硅类无机粒子、交联聚苯乙烯等有机粒子的树脂组合物进行纺丝时，在纺丝时产生断丝，因此，存在纤维成型性降低的问题。
另一方面，为了解决上述问题，提出了对纺丝的聚酰胺纤维实施冷却处理，从而对聚酰胺纤维的表面赋予皱纹状的凹凸的技术(参照专利文献2)，该聚酯类纤维虽然多少可以使其光泽和滑动感降低，但仍然不能获得达到天然毛发那样的光泽、触感和自然的手感。而且，该专利文献2中记载的技术虽然适用于聚氯乙烯类纤维的制造，但由于得到的聚氯乙烯类纤维的表面凹凸小，依然存在不能得到天然毛发那样的光泽、触感和自然的手感的问题。
另外，还提出了一种假发用单纤维，所述假发用单纤维是适当混合含有截面形状为在放射方向具有偶数个突起的单纤维(A)、截面形状为在放射方向具有奇数个突起的单纤维(B)、截面成近似圆形的二或三根单纤维邻接而形成，并且以邻接的单纤维之间的接点大致等于该单纤维的半径的宽度连接的单纤维(C)的三种单纤维而形成的(参照专利文献3)，该假发用单纤维根据纤维的截面形状或混合比例，依然存在不能得到天然毛发那样的光泽、触感和自然的手感的问题。
专利文献1特许第3175222号公报专利文献2特开昭62-156308号公报专利文献3特开昭55-76102号公报发明内容发明要解决的课题本发明以解决这些问题为目的。
即，本发明的目的在于提供一种人工毛发用聚氯乙烯纤维、其制造方法及其制造装置，所述人工毛发用聚氯乙烯纤维可以维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感和自然的手感。
解决课题的手段为了实现上述目的，权利要求1记载的发明是一种人工毛发用聚氯乙烯纤维，该人工毛发用聚氯乙烯纤维是使用喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽(ランド)的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物而得到的人工毛发用聚氯乙烯类纤维，其特征在于，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的算术平均粗糙度(Ra)为0.18～0.38μm，并且，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的最大高度(Ry)为0.5～3.5μm。
权利要求2记载的发明的特征是，在权利要求1记载的发明中，在将上述人工毛发用聚氯乙烯类纤维的截面中的通过重心的最大线段长度作为Mmax(mm)、将截面积作为S(mm2)、并且将外周长度作为L(mm)时，使(L·Mmax)/S的值为4.2～7.0的范围内。
权利要求3记载的发明的特征是，在权利要求1或2记载的发明中，上述聚氯乙烯类树脂组合物由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4。
权利要求4记载的发明的特征是，在权利要求1～3中的任一项记载的发明中，上述聚氯乙烯类树脂组合物含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂。
权利要求5记载的发明是一种制造人工毛发用聚氯乙烯类纤维的方法，其特征在于，使用喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物。
权利要求6记载的发明的特征是，在权利要求5记载的发明中，上述聚氯乙烯类树脂组合物由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4。
权利要求7记载的发明的特征是，在权利要求5或6记载的发明中，上述聚氯乙烯类树脂组合物含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂。
权利要求8记载的发明的特征是，在权利要求5～7中的任一项记载的发明中，使上述每单位喷嘴孔的流出量为80～150g/h。
权利要求9记载的发明是一种人工毛发用聚氯乙烯类纤维的纺丝装置，其特征在于，具有喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴。
发明的效果按照权利要求1记载的发明，可以提供一种人工毛发用聚氯乙烯类纤维，该人工毛发用聚氯乙烯纤维是使用喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物而得到的人工毛发用聚氯乙烯纤维，由于该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的算术平均粗糙度(Ra)为0.18～0.38μm，并且，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的最大高度(Ry)为0.5～3.5μm，因此，可以维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感。
按照权利要求2记载的发明，由于在将上述人工毛发用聚氯乙烯类纤维的截面中的通过重心的最大线段长度作为Mmax(mm)、将截面积作为S(mm2)、并且将外周长度作为L(mm)时，使(L·Mmax)/S的值为4.2～7.0的范围内，因此，不会降低纤维强度以及喷嘴的耐久性，并可以制成更加抑制光泽的纤维截面形状。
按照权利要求3记载的发明，由于上述聚氯乙烯类树脂组合物由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4，因此，可以提供维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
按照权利要求4记载的发明，由于上述聚氯乙烯类树脂组合物含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂，因此，在纤维表面容易形成凹凸，从而可以制成更加抑制光泽的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
按照权利要求5记载的发明，由于使用喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物，因此，可以提供维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
按照权利要求6记载的发明，由于上述聚氯乙烯类树脂组合物由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4，因此，可以制造维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
按照权利要求7记载的发明，由于上述聚氯乙烯类树脂组合物含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂，因此，在纤维表面容易形成凹凸，从而可以制造更加抑制光泽的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
按照权利要求8记载的发明，由于使上述每单位喷嘴孔的流出量为80～150g/h，因此，在纤维表面容易形成凹凸，从而可以维持纤维强度和纤维成型性，并且容易产生天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感。
按照权利要求9记载的发明，由于是特征为具有喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的纺丝装置，因此，可以制造维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
图1是示出表示本发明的一个实施方式的纺丝人工毛发用聚氯乙烯类纤维的喷嘴的截面的示意图。
图2是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的截面的示意图。
图3是示出表示本发明的一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的圆形截面的示意图。
图4是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的齿轮形截面的示意图。
图5是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的眼镜形截面的示意图。
图6是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的Y型截面的示意图。
图7是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的5叶型截面的示意图。
符号的说明1 喷嘴导入部2 喷嘴孔10 喷嘴具体实施方式
图1是示出表示本发明的一个实施方式的纺丝人工毛发用聚氯乙烯类纤维的喷嘴的截面的示意图。图2是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的截面的示意图。图3是示出表示本发明的一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的圆形截面的示意图。图4是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的齿轮形截面的示意图。图5是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的眼镜形截面的示意图。图6是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的Y型截面的示意图。图7是示出表示本发明的另一个实施方式的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的5叶型截面的示意图。
如图1所示，本发明的人工毛发用聚氯乙烯类纤维是使用喷嘴孔2的直径(D)和喷嘴孔2的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部1的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部1中的喷嘴孔2的最终导入角度为20°～90°的喷嘴10，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物而得到的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。并且，本发明的人工毛发用聚氯乙烯类纤维，其长度方向的按照JIS B0601规定的算术平均粗糙度(Ra)为0.18～0.38μm，并且，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的最大高度(Ry)为0.5～3.5μm。
上述算术平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Ry)的值，是由使用非接触激光显微镜的测定值计算出的值，作为可以进行这样测定的评价装置，可以举出，例如KEYENCE株式会社制造的非接触激光显微镜VK-8500等。
而且，上述算术平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Ry)可以使用JISB 0601规定的计算式算出。即，“算术平均粗糙度(Ra)”是在将长度方向300μm中的粗糙度曲线的平均线方向为X轴，且以与X轴垂直的方向为Y轴，用y＝f(x)表示粗糙度曲线时，将由以下的数学式1求得的值用微米Ra=1300∫0300|f(x)|dx]]>另外，上述“最大高度(Ry)”是在与粗糙度曲线垂直的方向测定在长度方向300μm的粗糙度曲线的峰顶线(山頂線)和谷底线(谷底線)的间隔，并将该值用微米(μm)来表示的值。以下，在本说明书中，Ra和Ry都是在纤维的长度方向测定的值。
纺丝聚氯乙烯类树脂的喷嘴的前端结构由于会对聚氯乙烯类树脂的混炼状态带来影响，因此，当L/D比1小时，从喷嘴前端挤出的熔融聚氯乙烯类树脂的紊流变大，故Ra比0.38大，而且Ry比3.5大，因此容易产生断丝。另外，当L/D比3大时，由于喷嘴前端挤出的熔融聚氯乙烯类树脂为层流，故Ra比0.18小，而且Ry比0.5小，因此光泽变强，而且触感变差。L/D比1小以及L/D比3大的喷嘴的前端结构在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、以及聚丙烯(PP)的纺丝时是常用的结构，但在聚氯乙烯类树脂(PVC)中，由于树脂的熔融粘度变大，并且树脂压变大，故喷嘴前端结构的影响变大，因此，特定L/D成为关键。因此，在本发明中，L/D为1～3。即，想要得到通常的聚氯乙烯类纤维，纺丝聚氯乙烯类树脂的喷嘴中的L/D为4～10。
一般来说，由于聚氯乙烯类树脂的树脂压大，L/D小时，不能维持喷嘴的强度。因此，为了得到人工毛发用聚氯乙烯类纤维，需要特定对喷嘴孔的导入角度、以及喷嘴导入部的厚度。对喷嘴孔的导入角度比20°小时，由于喷嘴前端挤出的熔融树脂为层流，故Ra比0.18小，而且Ry比0.5小，因此光泽变强，而且触感变差。另外，对喷嘴孔的导入角度比90°大时，由于对喷嘴的树脂压变大，不能维持喷嘴的强度，并且Ra和Ry的值也变大。另外，喷嘴厚度为4mm或4mm以下时，由于喷嘴强度降低，喷嘴被损伤。在本发明中，对喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°，而且，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上。
每单位喷嘴孔的流出量比65g/h少时，由于聚氯乙烯类树脂的混炼顺利进展，故Ra比0.18小，而且Ry比0.5小，因此光泽变强，而且触感变差。另外，比165g/h多时，由于聚氯乙烯类树脂的混炼变得不充分，故Ra比0.38大，而且Ry比3.5大，因此，纤维的触感变差，而且纤维的强度降低，另外，纺丝性也变差。因此，在本发明中，每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，优选80～150g/h。即，在本发明中，通过使每单位喷嘴的流出量为65～165g/h，控制聚氯乙烯类树脂的混炼状态，在纤维表面作出凹凸，从而可以控制光泽、触感和手感。
这样，可以提供一种人工毛发用聚氯乙烯纤维，该人工毛发用聚氯乙烯纤维是使用喷嘴孔2的直径(D)和喷嘴孔2的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部1中的喷嘴孔2的最终导入角度为20°～90°的喷嘴10，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物而得到的人工毛发用聚氯乙烯类纤维，当该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的算术平均粗糙度(Ra)为0.18～0.38μm，并且，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的最大高度(Ry)为0.5～3.5μm时，可以维持纤维的强度和纤维的成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感。
如图2所示，在本发明的人工毛发用聚乙烯类纤维20中，在将截面中的通过重心的最大线段长度13作为Mmax(mm)、将截面积11作为S(mm2)、并且将外周长度12作为L(mm)时，使(L·Mmax)/S的值为4.2～7.0的范围内。这些人工毛发用聚氯乙烯类纤维20的截面中的通过重心的最大线段长度13的Mmax(mm)、截面积(11)以及外周长度(12)可以使用上述的非接触激光显微镜来测定。
这样，当将上述人工毛发用聚氯乙烯类纤维10的截面中的通过重心的最大线段长度13作为Mmax(mm)、将截面积11作为S(mm2)、并且将外周长度12作为L(mm)时，如果使(L·Mmax)/S的值为4.2～7.0的范围内，可以不会使纤维强度和喷嘴的耐久性降低而制成更加抑制光泽的纤维截面形状。(L·Mmax)/S的值比4.2小时，由于不会充分发生光的漫反射，因此存在光泽的抑制效果变得不充分的担心，比7.0大时，有喷嘴的耐久性或纤维强度降低，或者纺丝性降低的情况。
换言之，上述人工毛发用聚氯乙烯类纤维10的截面的通过重心的最大线段长度13以及外周长度12越大、截面积11越小，而且(L·Mmax)/S的值越大，纤维截面形状的凹凸多，成为扁瘪(いびつ)的形状，因此，可以成为更加抑制光泽的纤维截面形状。
在本发明中，上述聚氯乙烯类树脂组合物优选由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4。这样，当上述聚氯乙烯类树脂组合物由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4时，可以提供维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
高级脂肪酸酯类润滑剂和聚乙烯类润滑剂分别单独使用，降低树脂和成型机表面的摩擦作用强，在纤维表面形成粒状的块，有时使触感降低。对于其理由虽然还不明确，但如果并用高级脂肪酸酯类润滑剂和聚乙烯类润滑剂，高级脂肪酸类润滑剂使树脂粒子间的摩擦减轻的作用变强，从而可以作出具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的纤维表面形状。
本发明使用的高级脂肪酸酯类润滑剂(a)优选醇或多元醇的脂肪酸酯，但只要不违背本发明的目的，也可以使用这些以外的公知的润滑剂。具体地，可以是硬化油、硬脂酸丁酯、硬脂酸单甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸十八烷酯等，也可以是它们的2种或2种以上的混合物。
上述高级脂肪酸酯类润滑剂(a)的配合量变多时，算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Ry)为变小的倾向。上述高级脂肪酸酯类润滑剂(a)的配合量优选相对于聚氯乙烯类树脂100质量份为0.3～3质量份。其配合量不足0.3质量份时，由于抑制聚氯乙烯类树脂粒子问的摩擦作用变弱，不能充分进行聚氯乙烯类树脂的混炼，因此，在纤维表面形成粒状的块，有触感降低的担心。其配合量超过3质量份时，由高级脂肪酸酯类润滑剂引起的减轻聚氯乙烯类树脂和成型机的摩擦作用变得过强，因此不能充分进行聚氯乙烯类树脂的混炼，因此，有导致纺丝性降低的担心。
本发明使用的聚乙烯类润滑剂(b)优选平均分子量为2000～6000，并且密度为0.95～0.98的高密度聚乙烯类润滑剂，但只要不违背本发明的目的，可以使用这些以外的公知的润滑剂。
另外，聚乙烯类润滑剂(b)的配合量变多时，算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Ry)有变大的倾向。该润滑剂(b)的配合量优选相对于聚氯乙烯类树脂100质量份为0.3～1.5质量份。聚乙烯类润滑剂(b)的配合量不足0.3质量份时，由于聚氯乙烯类树脂的混炼进展过度，不仅不能抑制光泽，在触感上也有滑动感变强的情况，而聚乙烯类润滑剂(b)超过1.5质量份时，由于聚氯乙烯类树脂的混炼不能充分地进行，在纤维表面形成粒状的块，有导致触感降低的情况。
高级脂肪酸酯类润滑剂(a)和聚乙烯类润滑剂(b)的配合比例(a)/(b)优选为0.5～4。配合比例(a)/(b)不足0.5时，由于减轻纺丝装置中的摩擦作用变强，聚氯乙烯类树脂的混炼变得不能充分地进行，因此，在纤维表面形成粒状的块，有导致触感降低的情况，并且，如果配合比例(a)/(b)比4大，由高级脂肪酸酯类润滑剂引起的减轻聚氯乙烯类树脂和纺丝装置表面的摩擦作用变得过强，因此不能充分地进行聚氯乙烯类树脂的混炼，因此，有时导致纺丝性降低。
控制本发明的聚氯乙烯类纤维的表面粗糙度的值的方法，不仅有调整上述润滑剂的方法，还可以通过组合例如，用其它的添加剂进行调整的方法、调整成型时的成型条件的方法以及通过纤维的后处理的方法等公知的方法。
在本发明中，上述氯乙烯类树脂组合物优选含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂。这样，上述氯乙烯类树脂组合物含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂时，在纤维表面变得容易形成凹凸，因此，可以制成更加抑制了光泽的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
控制本发明的聚氯乙烯类纤维的表面粗糙度的值的方法，不仅有调整上述润滑剂的方法，还可以通过组合例如，用其它的添加剂进行调整的方法、调整成型时的成型条件的方法以及通过纤维的后处理的手段方法等公知的方法。
作为用其它的添加剂进行调整的方法，具体地，有调整热稳定剂或改性用树脂的添加量、或改变添加剂的形状(微细粉末化)等方法。例如，由于交联聚甲基丙烯酸甲酯在熔融纺丝后也可以维持其形状，因此，如果调整添加的粒子的平均粒径及其添加量，可以控制算术平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Ry)。另外，如果添加平均粒径为3μm的交联聚甲基丙烯酸甲酯粒子，Ry不太变化，Ra有变大的倾向，因此，如果添加平均粒径为8μm的该粒子，可以不使Ra太变化地增大Ry。
作为调整成型时的成型条件的方法，有通过1)变更熔融纺丝时的熔融挤出机的料筒、模具温度等、2)变更螺旋旋转数、3)变更拉伸处理工序时的拉伸温度、拉伸倍率的方法、4)变更热松驰处理工序时的热处理温度、热处理倍率。例如，料筒温度下降时，由于聚氯乙烯类树脂的混炼性变差，可以增大算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Ry)，另外，如果使得到的聚氯乙烯类纤维的热处理温度上升，由于其表面形状被缓和，可以降低算术平均粗糙度(Ra)和最大高度(Ry)。
在熔融纺丝时，可以对喷嘴或喷嘴流出后的纤维直接、或通过空气或冷却介质间接地赋予微米级的振动，从而作出天然毛发那样的表面凹凸。
作为用后处理来调整纤维表面粗糙度的方法，可以用通过化学药品的化学处理或等离子体放电、齿轮加工等物理处理等通常的方法来控制算术平均粗糙度(Ra)。
在本发明中，上述“氯乙烯类树脂”，可以举出(1)通过氯乙烯的本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合等得到的物质，但对其聚合方法没有特别限定，例如，聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、氯化聚乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯共聚物、氯乙烯-苯乙烯共聚物、氯乙烯-异丁烯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、氯乙烯-苯乙烯-马来酸酐三元共聚物、氯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物、氯乙烯-丁二烯共聚物、氯乙烯-异戊二烯共聚物、氯乙烯-氯丙烯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物、氯乙烯-马来酸酯共聚物、氯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-各种乙烯基醚共聚物等含氯树脂；(2)它们相互的混合物；(3)这些含氯树脂和其它的不含氯的合成树脂，例如，丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、聚酯等的混合物；或(4)聚合含有氯乙烯的嵌段共聚物、聚合含有氯乙烯的接枝共聚物等。
这些“聚氯乙烯类树脂”的平均聚合度优选600～1600。该平均聚合度比600低时，熔融粘度降低，得到的纤维有变得容易热收缩的担心，而该平均聚合度比1600高时，熔融粘度上升，温度变高，有发生纤维的着色的情况。
在上述“纤维用聚氯乙烯类树脂组合物”中，还可以配合在以往的聚氯乙烯类组合物中使用的公知的添加剂。这些添加剂是，例如，增塑剂、润滑剂、相溶剂、加工助剂、增强剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、填充剂、阻燃剂、颜料、初期着色改善剂、导电性赋予剂、表面处理剂、光稳定剂、以及香料。
本发明的人工毛发用聚氯乙烯类纤维，其一根的粗细优选20～100旦尼尔，更加优选50～80旦尼尔。这样，一根聚氯乙烯纤维的粗细为20～100旦尼尔时，成为不逊色于天然毛发的材料，并且，当一根氯乙烯纤维的粗细为50～80旦尼尔时，除此之外，触感和手感也得到提高。
本发明的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的截面形状可以是任意的形状，例如，有图3～7所示的形状。
人工毛发用聚氯乙烯类纤维如图1所示，通过使用喷嘴孔2的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部1的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部1中的喷嘴孔2的最终导入角度为20°～90°的喷嘴10，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物而制造，这样，使用喷嘴孔2的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部1的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部1中的喷嘴孔2的最终导入角度为20°～90°的喷嘴10，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物时，可以提供维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
在本发明中，上述聚氯乙烯类树脂组合物优选由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4。这样，当上述聚氯乙烯类树脂组合物由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4时，可以制造维持纤维强度和纤维成型性，并且还具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
在本发明中，上述聚氯乙烯类树脂组合物优选含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂。这样，当上述聚氯乙烯类树脂组合物含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂时，在纤维表面容易形成凹凸，因此，可以制造更加抑制了光泽的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
在本发明中，由于使上述单位喷嘴孔的流出量为80～150g/h，在纤维表面容易作出凹凸，因此，可以维持纤维的强度和纤维的成型性，并且容易呈现天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感。
本发明中的聚氯乙烯类树脂组合物可以作为使用亨舍尔混合器、螺带式掺混机等混合机混合的粉末混合物、或将其熔融混合的颗粒混合物而获得。本发明的人工毛发用聚氯乙烯类纤维可以将这些粉末或颗粒混合物用单轴挤出机、异向双轴挤出机、锥形双轴挤出机等公知的熔融挤出机进行熔融纺丝后，依次经过拉伸处理工序以及热松弛处理工序来制造。
在本发明的聚氯乙烯类纤维的制造中，与该纤维截面形状关联的(L·Mmax)/S，可以通过改变上述熔融纺丝时的喷嘴形状来调整。纤维截面形状虽然与熔融纺丝时的喷嘴形状完全不同，但可以通过用纤维的熔融纺丝时通常使用的方法将喷嘴形状进行微调来得到特定的纤维截面形状。在本发明中，纤维截面形状没有特别限定，例如，有如图3～7所示的形状作为大致的截面形状，(L·Mmax)/S的值在图3的圆形时为4.0，但如果截面形状变得更加复杂的话，则为更大的值。
在本发明的人工毛发用聚氯乙烯类纤维中，在不损害算术平均粗糙度(Ra)、最大高度(Ry)的数值控制的范围内，可以视需要添加聚氯乙烯类组合物中使用的以往公知的树脂或添加剂。作为树脂的例子，有氯化聚乙烯类树脂、氯化聚氯乙烯类树脂、聚甲基丙烯酸甲酯类树脂、聚氨酯类树脂、乙烯-醋酸乙烯类树脂、乙烯-醋酸乙烯/氯乙烯类树脂、聚乙烯醇类树脂等。另外，作为添加剂的例子，有增强剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、填充剂、阻燃剂、颜料、初期着色改善剂、导电性赋予剂、表面处理剂、光稳定剂、香料等。
就一根本发明的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的粗细而言，由于20～100旦尼尔的纤维作为人工毛发使用可以表现出天然的效果，因此是合适的，更加优选50～80旦尼尔的纤维，在触感、手感上也好。
本发明的人工毛发用聚氯乙烯类纤维的纺丝装置如图1所示，具有喷嘴孔2的直径(D)和喷嘴孔2的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部1的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部1中的喷嘴孔2的最终导入角度为20°～90°的喷嘴10。这样，如果具有喷嘴孔2的直径(D)和喷嘴孔2的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部1的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部1中的喷嘴孔2的最终导入角度为20°～90°的喷嘴10，可以制造维持纤维强度和纤维成型性，并且具有天然毛发那样的光泽、触感以及自然的手感的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
实施例(实施例1)将配合了聚氯乙烯类树脂(大洋聚氯乙烯株式会社制造，TH-1000)100质量份、水滑石类热稳定剂(协和化学公司制造，ALCAMIZER-1)3质量份、12羟基硬脂酸锌(日产化学公司制造，NF-12Zn)0.6质量份、12羟基硬脂酸钙(日产化学公司制造，NF-12Ca)0.4质量份、作为润滑剂的配合比为20的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)4.0质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)0.2质量份的聚氯乙烯类树脂组合物，从具有120个喷嘴截面积为0.06mm2、喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为3，喷嘴导入部的厚度为5mm，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为50°的喷嘴且保持在175℃的圆形纺丝模具中以挤出量125g/小时进行熔融纺丝，制成如图3所示的具有圆形截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维。然后，将该氯乙烯类纤维在105℃的空气氛围气体下拉伸到300％后，在110℃的空气氛围气体下，使该拉伸的纤维热处理到收缩成纤维的全长为处理前的75％的长度，得到平均纤度为60旦尼尔的人工毛发用聚氯乙烯类纤维。
(实施例2)除了配合作为润滑剂的配合比为1.7的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)1.0质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)0.6质量份以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(实施例3)除了配合作为润滑剂的配合比为0.1的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.2质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)1.6质量份，并且用L·Mmax)/S＝7.4的齿轮型模具进行熔融纺丝，制成如图4所示的具有齿轮形截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(实施例4)除了配合作为润滑剂的配合比为1.7的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)1.0质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)0.6质量份，并且用L·Mmax)/S＝7.4的齿轮型模具进行熔融纺丝，制成如图4所示的具有齿轮形截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(实施例5)除了配合作为润滑剂的配合比为0.3的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.4质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)1.2质量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的眼镜型模具进行熔融纺丝，制成如图5所示的具有眼镜型截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(实施例6)除了配合作为润滑剂的配合比为1.7的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)1.0质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)0.6质量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的眼镜型模具进行熔融纺丝，制成如图5所示的具有眼镜型截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(实施例7)除了配合作为润滑剂的配合比为0.5的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.2质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)0.4质量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的Y型模具进行熔融纺丝，制成如图6所示的具有Y型截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(实施例8)除了配合作为润滑剂的配合比为3.5的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.7质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)0.2质量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的5叶型模具进行熔融纺丝，制成如图7所示的具有5叶型截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(比较例1)除了配合作为润滑剂的配合比为1.7的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)1.7质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)1.4质量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的眼镜型模具进行熔融纺丝，制成如图5所示的具有眼镜型截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(比较例2)除了配合作为润滑剂的配合比为0.5的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.6质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)1.2质量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的Y型模具进行熔融纺丝，制成如图6所示的具有Y型截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(比较例3)除了配合作为润滑剂的配合比为1.0的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.4质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)0.4质量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的Y型模具进行熔融纺丝，制成如图6所示的具有Y型截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
(比较例4)除了配合作为润滑剂的配合比为0.6的高级脂肪酸酯类润滑剂(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.8质量份、以及聚乙烯蜡(三井石油化学公司制造，Hiwax400P)1.4质量份，并且用(L·Mmax)/S＝5.6的眼镜型模具进行熔融纺丝，制成如图5所示的具有眼镜型截面形状的平均纤度为180旦尼尔的聚氯乙烯类纤维以外，与上述实施例1同样地，得到人工毛发用氯乙烯类纤维。
评价以上的实施例1～8以及比较例1～4得到的氯乙烯类纤维的(1)表面形状、以及(2)测定纤维截面、并评价(3)光泽、(4)触感、(5)纤维强度、以及(6)纺丝性。评价方法如下。
(1)表面粗糙度使用KEYENCE株式会社制造的非接触激光显微镜VK-8500，在物镜50倍以及测定间隔0.02μm下，由测定的纤维的长度方向的300μm的粗糙度曲线，通过JIS B 0601规定的计算式，测定算数平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Ry)。这些值是对同一个试料3根分别进行10点的上述测定，并以其平均值来表示。
(2)纤维截面形状的测定使用KEYENCE株式会社制造的非接触激光显微镜VK-8500，在物镜50倍以及测定间隔0.1μm下，测定通过纤维截面重心的最大线段长度Mmax(μm)、外周长度L(μm)以及纤维截面积S(μm2)，并通过这些测定值求出(L·Mmax)/S的值。
(3)光泽结束24000根单丝，通过在对着直射日光的室内和荧光灯下的目视判定进行评价，评价基准为○纤维表面平滑并且光泽少、△纤维表面的凹凸大且光泽少，或纤维表面平滑且稍有光泽、×纤维表面的凹凸大且没有光泽，或纤维表面平滑且光泽强。
(4)触感结束24000根纤维的单丝，评价纤维彼此摩擦时的手的触感，评价基准为○沙棱棱的感觉、△稍有粗涩感或滑动感、×粗涩感或滑动感强。
(5)纤维强度使用株式会社岛津制作所的自动绘图仪AGS-5D测定纤维强度并进行评价，评价基准为○纤维强度为1.4g/旦尼尔或1.4g/旦尼尔以上、△纤维强度为1.2g/旦尼尔或1.2g/旦尼尔以上但不足1.4g/旦尼尔、×纤维强度不足1.2g/旦尼尔。
(6)纺丝性通过从纺丝模具进行30分钟同时挤出成型120根纤维状物时的断丝的发生数来测定熔融纺丝树脂组合物时的纺丝性。并且，由进行3次该测定时的总的发生数进行纺丝性的评价。另外，所说的“断丝”是在熔融挤出中，数根纤维状物间歇的现象。评价基准为○断丝发生数为0次、△断丝发生数为1次、×断丝发生数为2次或2次以上。
评价结果示于下面的表1。
表5
权利要求
1.一种人工毛发用聚氯乙烯类纤维，其是使用喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物而得到的，该人工毛发用聚氯乙烯纤维的特征在于，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的算术平均粗糙度(Ra)为0.18～0.38μm，并且，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的最大高度(Ry)为0.5～3.5μm。
2.权利要求1所述的人工毛发用聚氯乙烯类纤维，其特征在于，在将上述人工毛发用聚氯乙烯类纤维的截面中的通过重心的最大线段长度作为Mmax(mm)、将截面积作为S(mm2)、并且将外周长度作为L(mm)时，使(L·Mmax)/S的值为4.2～7.0的范围内。
3.权利要求1或2所述的人工毛发用聚氯乙烯类纤维，其特征在于，上述聚氯乙烯类树脂组合物由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4。
4.权利要求1～3中的任一项所述的人工毛发用聚氯乙烯类纤维，其特征在于，上述聚氯乙烯类树脂组合物含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂。
5.一种制造人工毛发用聚氯乙烯类纤维的方法，其特征在于，使用喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物。
6.权利要求5所述的制造人工毛发用聚氯乙烯类纤维的方法，其特征在于，上述聚氯乙烯类树脂组合物由100质量份聚氯乙烯类树脂、0.3～3.0质量份高级脂肪酸酯类润滑剂(a)、以及0.3～1.5质量份聚乙烯类润滑剂(b)构成，并且，(a)和(b)的配合比(a)/(b)为0.5～4。
7.权利要求5或6所述的制造人工毛发用聚氯乙烯类纤维的方法，其特征在于，上述聚氯乙烯类树脂组合物含有0.2～5.0质量份从水滑石以及沸石中选择的无机类热稳定剂。
8.权利要求5～7中的任一项所述的制造人工毛发用聚氯乙烯类纤维的方法，其特征在于，使上述每单位喷嘴孔的流出量为80～150g/h。
9.一种人工毛发用聚氯乙烯类纤维的纺丝装置，其特征在于，具有喷嘴孔的直径(D)和喷嘴孔的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部中的喷嘴孔的最终导入角度为20°～90°的喷嘴。
全文摘要
本发明提供一种人工毛发用聚氯乙烯纤维，该人工毛发用聚氯乙烯纤维是使用喷嘴孔2的直径(D)和喷嘴孔2的出料导槽的长度(L)的比率L/D为1～3，喷嘴导入部1的厚度为4mm或4mm以上，并且，对该喷嘴导入部2中的喷嘴孔2的最终导入角度为20°～90°的喷嘴10，以每单位喷嘴孔的流出量为65～165g/h，纺丝聚氯乙烯类树脂组合物而得到的，并且，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B0601规定的算术平均粗糙度(Ra)为0.18～0.38μm，并且，该人工毛发用聚氯乙烯类纤维的长度方向的按照JIS B 0601规定的最大高度(Ry)为0.5～3.5μm。
文档编号A41G3/00GK1863950SQ20048002872
公开日2006年11月15日 申请日期2004年9月29日 优先权日2003年10月3日
发明者樱井晓, 茂吕居昭 申请人:电气化学工业株式会社