本发明涉及一种用于可摘戴在头部上的假发、局部假发、以及接发用毛发等人工毛发的纤维(以下简称为“人工毛发用纤维”)。
背景技术：
专利文献1公开了一种将含有聚酰胺和溴系阻燃剂的树脂组合物纤维化的人工毛发用纤维。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2011-246844号公报
技术实现要素：
【发明所要解决的课题】
然而,可以将黑或红等的着色剂添加到人工毛发用纤维进行着色,但聚酰胺中的着色剂的分散性可能不足,此时,使用挤出机将树脂组合物纤维化时,频繁发生断线或挤出机的过滤器堵塞,从而导致生产率降低。
本发明是鉴于这样的情况而完成的,提供一种人工毛发用纤维,该人工毛发用纤维生产率以及阻燃性优异,且色彩不均匀得到抑制。
【解决课题的方式】
根据本发明可提供一种人工毛发用纤维,其相对于聚酰胺100质量份,包含溴系阻燃剂5～40质量份、加工颜料0.01～10质量份,上述加工颜料包含着色剂和分散剂,上述着色剂和上述分散剂的总量为100质量％时,上述分散剂为20～80质量％,上述分散剂是褐煤酸金属盐、褐煤酸系蜡、聚乙烯系蜡、氟蜡中的一种以上。
本发明人进行了认真的研究以解决上述问题,得知上述组成的人工毛发用纤维生产率以及阻燃性优异,且色彩不均匀得到了抑制,从而完成了本发明。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。
本实施方式的人工毛发用纤维相对于聚酰胺100质量份,包含溴系阻燃剂5～40质量份、加工颜料0.01～10质量份,上述加工颜料包含着色剂和分散剂,上述着色剂和上述分散剂的总量为100质量％时,上述分散剂为20～80质量％,上述分散剂是褐煤酸金属盐、褐煤酸系蜡、聚乙烯系蜡、氟蜡中的一种以上。人工毛发用纤维可通过熔融纺丝这些组成的树脂组合物制造。
以下,对各构成要素进行详细说明。
<聚酰胺>
聚酰胺优选包含脂肪族聚酰胺,可以是由脂肪族聚酰胺单独构成的,也可以是包含脂肪族聚酰胺和半芳香族聚酰胺的。
脂肪族聚酰胺是不具有芳香环的聚酰胺,作为脂肪族聚酰胺可列举:由内酰胺开环聚合形成的n-尼龙,由脂肪族二胺和脂肪族二羧酸的共缩聚合反应合成的n,m-尼龙。作为脂肪族聚酰胺,可列举:例如,聚酰胺6以及聚酰胺66。从耐热性的观点出发优选聚酰胺66。
半芳香族聚酰胺具有缩聚脂肪族二胺和芳香族二羧酸而成的骨架。半芳香族聚酰胺可以列举如聚酰胺6t、聚酰胺9t、聚酰胺10t、以及在它们的基础上使改性用单体共聚而成的改性聚酰胺6t、改性聚酰胺9t、改性聚酰胺10t。
聚酰胺的重均分子量(mw)例如为6.5万～15万。当mw为6.5万以上时,耐滴漏性会变得特别好,而当mw超过15万时,材料的熔融粘度上升且纤维化时的加工性差,因此优先为15万以下。若考虑耐滴漏性和加工性的平衡,则更优选mw为7万～12万。
<溴系阻燃剂>
溴系阻燃剂的添加量相对于聚酰胺100质量份为5～40质量份,优选为10～30质量份。因为,在上述范围内赋予耐滴漏性的效果以及加工性的平衡良好。
作为溴系阻燃剂例如可以列举溴化苯酚缩合物、溴化聚苯乙烯树脂、溴化苄基丙烯酸酯阻燃剂、溴化环氧树脂、溴化苯氧基树脂、溴化聚碳酸酯树脂以及含溴三嗪化合物。考虑到耐滴漏性、加工性、原纱的透明性(清晰度)等的平衡,优选包括以下(1)所示的结构式的溴化环氧树脂、或溴化苯氧基树脂。
【化1】
<加工颜料>
加工颜料包括着色剂和分散剂。可通过混合着色剂和分散剂制造。相对于聚酰胺100质量份,加工颜料的添加量为0.01～10质量份,优选为0.1～5质量份。更优选为0.2～2质量份。在上述范围内,着色性和加工性的平衡良好。
着色剂是颜料,染料等,并且通过掺入着色剂,可以获得预着色的纤维(所谓的染色纤维)。
作为着色剂可列举黑色系着色剂、红色系着色剂、黄色系着色剂、紫色系着色剂等,使用这些中的1种或多种。
作为黑色系着色剂可列举pigmentblack7、solventblack7等,从阻燃性的观点出发优选pigmentblack7。
作为红色系着色剂可列举pigmentred149、pigmentred177、solventred179等,从阻燃性的观点出发优选pigmentred149。
作为黄色系着色剂可列举pigmentyellow147、solventyellow163、solventyellow21、pigmentyellow184等,从阻燃性的观点出发优选pigmentyellow147或solventyellow163。
作为紫色系着色剂可列举pigmentviolet19、pigmentviolet29等,从阻燃性的观点出发优选pigmentviolet19。
分散剂具有提高聚酰胺中的着色剂的分散性的功能。分散剂为褐煤酸金属盐、褐煤酸系蜡、聚乙烯系蜡、氟蜡的一种以上。优选为褐煤酸金属盐。因为这时耐断线性特别良好。作为褐煤酸金属盐可列举褐煤酸钙、褐煤酸锌、褐煤酸钠等。分散剂特别优选褐煤酸钙。这是因为这时特别抑制了颜色不均匀的发生。
着色剂和上述分散剂的总量为100质量％时,分散剂为20～80质量％,优选为30～70质量％。分散剂过少则长久性变差,分散剂过多则耐断线性变差。
<其他添加剂>
构成人工毛发用纤维的树脂组合物还可以根据需要含有诸如阻燃助剂、有机微粒、耐热剂、光稳定剂、荧光剂、抗氧化剂、抗静电剂、增塑剂、润滑剂等添加剂。
<制造工序>
以下,对人工毛发用纤维的制造工序的一个例子进行说明。
本发明的一个实施方式的人工毛发用纤维的制造方法具备熔融纺丝工序、拉伸工序、热处理工序。
以下,详细说明各个工序。
(熔融纺丝工序)
在熔融纺丝工序中,通过熔融纺丝树脂组合物来制造未拉伸丝。具体如下:首先,熔融混炼上述树脂组合物。作为用来熔融混炼的装置可以各种通常的混炼机。作为用语熔融混炼的装置可以列举如单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、辊、班伯里混合机、捏合机等。其中,从混炼度的调整、以及操作简便性来看,优选使用双螺杆挤出机。人工毛发用纤维可以根据聚酰胺的种类,在适当的温度条件下,通过使用通常的熔融纺丝法进行熔融纺丝而制得。
将挤出机、喷丝头、根据需要齿轮泵等熔融纺丝装置的温度设置为如270～310℃来进行熔融纺丝,在装有冷却用水的水槽进行冷却,实施纤度控制的同时调整拉取速度从而能够得到未拉伸丝。熔融纺丝装置的温度可以根据树脂组合物的组成适宜调整。此外,不仅仅可以通过使用水槽冷却,还可以使用冷风的方式等冷却纺丝。冷却水槽的温度、冷风的温度、冷却时间、以及拉取速度可以根据排出量和喷丝头的孔数适宜调整。
本实施方式所述人工毛发用纤维的单纤度优选为20～100分特,更优选为35～80分特。为了能够做成这样的单纤度,优选为将熔融纺丝工序后的纤维(未拉伸丝)的纤度做成300分特以下。未拉伸丝的纤度越小,则即使是小拉伸倍率也可以得到细纤度的人工毛发用纤维,且拉伸处理后的人工毛发用纤维变得不容易发生光泽,由此具有易于维持半光泽～七成光泽状态的倾向。
虽然对于使用于熔融纺丝的喷嘴的截面积不做特别限定,但可以是0.1～2mm。考虑到作为人工毛发用的卷曲特性等质量方面,优选从各喷嘴孔的截面积为0.5mm2以下的喷嘴熔融流出。如各喷嘴孔的截面积比0.5mm2小,则形成细纤度的未拉伸丝或热拉伸丝所需的张力被抑制得低,残留形变减少,由此卷曲维持性等品质变得不易下降。
在熔融纺丝时,喷嘴压力优选为50mpa以下。负载于挤出机的推力部的负荷变低,从而具有不易于在挤出机上发生故障,且变得不易发生从转头、模具等连接部分泄漏树脂的情况。
使用于熔融纺丝的喷丝头可以使用选自圆形、茧形、y形、h形、和x形中的1种以上的喷嘴形状的纺丝模具。由于这些喷丝头不具有复杂的形状,因此容易做成如模具形状的纤维。此外,使用这些喷丝头做成的纤维容易保持形状,且易于加工。
(拉伸工序)
在拉伸工序中,将得到的未拉伸丝拉伸150～500％制造拉伸丝。通过这种拉伸,可以得到100分特以下细纤度的拉伸丝,且能够提高纤维的拉引强度。拉伸处理是通过先将未拉伸丝卷取在梭芯上后使用与熔融纺丝工序不同的工序进行拉伸的2工序法,或不在梭芯卷取而直接从熔融纺丝工序连续延伸的直接纺丝延伸法中的任一方法。此外,拉伸处理是通过一次性地拉伸成拉伸比的1阶段延伸法,或者通过2次以上延伸而拉伸成拉伸比的多阶段延伸法进行的。作为进行热拉伸处理时的加热手段可以使用加热辊、加热板、蒸汽喷射装置、温水槽等,也可以是适当地将这些组合使用。拉伸比优选为200～400％。如拉伸比适度大的话,则具有纤维的强度发展(strengthdevelopment)容易引起的倾向,如拉伸比适度小的话,则在拉伸处理是具有难以发生丝断裂的倾向。
拉伸处理时的温度优选为90～120℃。如拉伸处理温度太低,则纤维的轻度变低且同时容易发生丝断裂,如过高,则制得的纤维的触感具有如塑料般光滑触感的倾向。
(热处理工序)
在热处理工序中,对拉伸丝进行在155℃以上的热处理温度的热处理。通过这种热处理,可以使拉伸丝的热收缩率降低。热处理可以在拉伸处理后连续进行,也可以在卷取后隔开一段时间再进行。热处理温度优选为160℃以上,更优选为170℃以上,进一步优选为180℃以上。热处理温度的上限不做特别限定,例如是220℃。
【实施例】
使用表格与比较例比较详细说明根据本发明的人造毛发纤维的实施例。接下来,将基于实施例更详细地说明本发明,但是本发明不限于此。
将干燥至吸水率小于1000ppm的聚酰胺、阻燃剂、加工颜料按照表1～表4的实施例、比较例的配合比进行了混合。使用φ30mm的双螺杆挤出机进行混炼,得到了用于纺丝的原料粒状物。
随后,在除湿干燥成吸水率为1000ppm以下的粒状物后,使用φ40mm单轴熔融纺丝机纺丝,将由孔径为0.5mm/本的模子排出的熔融树脂通过大致30℃的水槽一边冷却,一边调整排出量和卷取速度做成设定纤度的未拉伸丝。熔融纺丝机依次具备螺杆、金属丝网过滤器、模具,粒状物由螺杆加热熔融成为熔融树脂组合物,该熔融树脂组合物由过滤器过滤后从模具放置的方式构成。模具的设定温度为290℃。
将得到的未拉伸纱在100℃下延伸,随后在150℃～200℃下进行退火得到预定尺寸的人工毛发用纤维。在拉伸比为3倍,退火时的松弛率为0.5～3％进行。退火时的松弛率是根据(退火过程中卷纸辊的转速)/(退火过程中出纸辊的转速)计算的值。
根据后述的评价方法以及标准,对得到的人工毛发用纤维进行了色彩不均匀、透明性(清晰度)、阻燃性、耐断线性、长久性的评价。其结果示于表1～表4。
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
表1～表4中的材料采用以下物质。
聚酰胺66(重均分子量90000):杜邦公司制造、zytel42a
聚酰胺6(重均分子量90000):本公司制造
溴化环氧:阪本药品工业株式会社制造、srt-20000
褐煤酸钙:日东化成工业株式会社制造
褐煤酸锌:日东化成工业株式会社制造
褐煤酸钠:日东化成工业株式会社制造
褐煤酸酯系蜡:科莱恩(日本)株式会社制造、licowaxe
聚乙烯系蜡:科莱恩(日本)株式会社制造、licowaxpe520
褐煤酸系蜡/氟系蜡共混产品:科莱恩(日本)株式会社制造、waxcompositeg431l
硬脂酸钙:日东化成工业株式会社制造
12-羟基硬脂酸钙:日东化成工业株式会社制造
pigmentblack7:本公司制造
solventblack7:东方化学工业株式会社制造
pigmentred149:科莱恩(日本)株式会社制造
pigmentred177:basf公司制造
solventred179:东方化学工业株式会社制造
pigmentyellow147:basf公司制造
solventyellow163:basf公司制造
solventyellow21:东方化学工业株式会社制造
pigmentyellow184:basf公司制造
pigmentviolet19:basf公司制造
pigmentviolet29:basf公司制造
对于表1～表4中的各评价项目的评价方法按以下标准进行。
<色彩不均匀>
将实施例·比较例的人工毛发纤维做捆扎成长度为200mm、重量为1.0g的纤维束样品,并通过人工毛发纤维处理技术人员(实践经验为5年以上)目测的方式,按照如下评价基准来评价色彩不均匀。
○:无色彩不均匀
△:略有色彩不均匀,但作为人工毛发用纤维使用没有问题
×:一眼即可看出明显的色彩不均匀,无法作为人工毛发用纤维使用
<透明性(清晰度)>
将实施例·比较例的人工毛发纤维做捆扎成长度为200mm、重量为1.0g的纤维束样品,并通过人工毛发纤维处理技术人员(实践经验为5年以上)目测的方式与人毛进行比较,按照如下评价基准来评价透明性(清晰度)。
○:具有与人毛相同的透明性(清晰度)
△:尽管与人发相比有所不同,但其透明度(清晰度)接近人发。
×:一眼即可看出浑浊,能够确认到与人毛的差异
<阻燃性>
将人工毛发用纤维裁断成长度为30cm,并使用重量为2g的一定根数的纤维束样品来评价阻燃性,固定该纤维束的一端固定并使其垂下,使其下端与长度为20mm的火焰接触5秒后,测定离开火焰后的延烧时间,并进行如下判断。结果为进行3次测定结果后的平均值。
○:火势蔓延时间小于5秒
△:火势蔓延时间为5秒以上小于10秒
×:火势蔓延时间为10秒以上
<耐断线性>
通过目视观察熔融纺丝形成未拉伸丝时断丝的发生情况,如下评价断线性。
○:断线为1次以下/1小时
△:断线为2～3次/1小时
×:断线为4次以上/1小时
<长久性>
通过在不更换过滤器的情况下可以连续纺丝的时间来评价长久性。
○:48小时以上
△:24～48小时
×:小于24小时
<考察>
所有的实施例在色彩不均匀、透明性(清晰度)、阻燃性、耐断线性、以及长久性中均得到了○或△的评价结果。
相反,在所有的比较例中,至少一个评价项目中评价为×。特别是,分散剂并非褐煤酸金属盐的比较例1～2、5～6、9～10、13～14中,耐断线性并不良好。另外,分散剂比率过小的比较例3,7,11,15中,长久性并非良好。分散剂比率过大的比较例4,8,12,16中,耐断线性并非良好。
在实施例中,若作为分散剂使用褐煤酸金属盐,则与使用这以外的分散剂时相比,耐断线性特别良好。另外,若使用褐煤酸钙,则与使用这以外的分散剂时相比,色彩不均匀特别小。
另外,黑色系着色剂使用pigmentblack7时阻燃性良好。红色系着色剂使用pigmentred149时阻燃性良好。黄色系着色剂使用pigmentyellow147或solventyellow163时阻燃性良好。紫色系着色剂使用pigmentviolet19时阻燃性良好。