人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント、その製造方法並びに人工毛髪
【課題】紫外線照射により短時間で希望の色に変化する人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントおよび人工毛髪の提供。
【解決手段】ポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有する熱可塑性樹脂からなる厚さ０．５〜４０μｍのコーティング層が形成されていることを特徴とする人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント。
【解決手段】ポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有する熱可塑性樹脂からなる厚さ０．５〜４０μｍのコーティング層が形成されていることを特徴とする人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射により短時間で希望の色に変化する人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工毛髪が使われる形態としては、頭部全体に装着するかつら、部分的にアクセントをつけるつけ毛、人形用毛髪などが挙げられる。
【０００３】
そして、従来の人工毛髪は、黒色、茶系を中心としたバリエーションが中心であり、あくまでも薄毛をカバーする人毛代替としての位置づけが強かった。
【０００４】
ところが昨今では、ファッション性を重視した赤色、青色、蛍光色など派手な色相からなる人工毛髪が好まれて使われるようになってきており、世の中の頭髪色への意識が変わりつつある。
【０００５】
特に若者を中心とした世代では、派手な色相の頭髪色をファッションの一部として楽しむようになっており、頭髪色の変更方法としては、自分の髪の毛を染める方法、またはかつらやつけ毛を装着する方法のどちらかを選択することになる。
【０００６】
自分の髪の毛を染める場合は、脱色や染色などにより毛髪を痛めることとなるばかりか、一定期間色相の変更をしないことが前提となるため、フォーマルな場への出席などにおいては、社会生活の支障となる場合が考えられる。
【０００７】
一方、かつらなどの人工毛髪を装着する場合は、容易に色や形態など色々なバリエーションに対応することが可能で、かつ簡単に取り外すことができる反面、薄毛のカバーを目的とした従来のかつらとは使用環境が異なり、髪の毛の上に装着するために通気性が悪く、長時間使用するほど温湿度の影響で自分の髪型を大きく乱してしまうため、再度セットアップしたり洗髪したりしなくてはならないという面倒があった。
【０００８】
これらの問題の解決手段として、紫外線の照射有無に応じて色彩が変化するフォトクロミック化合物を含有する感光可逆性疑似毛髪が提案されている（例えば、実用新案文献１参照）。フォトクロミック化合物は短時間で色の変化が生じるものの、１５０℃前後で分解して変色機能が失われるため、この感光可逆性疑似毛髪においては、フォトクロミック化合物の変色機能を失うことなく繊維状物を得る手段として、融点が同等のポリオレフィン樹脂を採用している。
【０００９】
しかし、ポリオレフィン樹脂から得られる繊維状物は、人毛と比較すると弾性が高く、風合いが良くないばかりか、熱変形温度が低いためにドライヤーやコテでのヒートセットを行うと変形や大幅な寸法変化が生じ、さらには溶融する場合があるなど、ファッション性を有したかつらとしての基本的な機能を満たしていない。
【００１０】
また、フォトクロミック化合物をマイクロカプセルに内包させて熱分解から保護する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されているが、この方法はフォトクロミック化合物を保護する上では有効であるものの、加工工程が多くなって高価になるばかりか、顔料粒径が大きくなるため、指定の色相を得るために高濃度でブレンドせざるを得なくなり、人工毛髪の強度低下が懸念される。
【００１１】
このように、多様化する現代生活においては、希望する頭髪色に短時間で変えたいというニーズは強いが、ユーザーが満足する製品提供は今日まで達成されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実用新案登録第３０７１４０３号公報
【特許文献２】特開２００６−２３３３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果、達成されたものである。
【００１４】
したがって本発明の目的は、紫外線照射により短時間で希望の色に変化する人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントおよび人工毛髪を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明によれば、ポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有する熱可塑性樹脂からなる厚さ０．５〜４０μｍのコーティング層が形成されていることを特徴とする人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントが提供される。
【００１６】
なお、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントにおいては、前記ポリエステルモノフィラメントがポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートおよびポリプロピレンテレフタレートから選ばれた少なくとも一種からなることがさらに好ましい条件として挙げられる。
【００１７】
また、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法は、延伸されたポリエステルモノフィラメントの表面に、平均粒子径５μｍ以下のフォトクロミック化合物と融点１１０〜１８０℃で平均粒子径５μｍ以下の熱可塑性樹脂との混合物を６ｗｔ％〜４５ｗｔ％含有する水系懸濁液を付与した後、１５０〜２００℃で熱処理を行なって水分を除去し、コーティング層を形成することを特徴とし、さらには、
前記フォトクロミック化合物の水系懸濁液中の含有量が１ｗｔ％〜４０ｗｔ％であること、
前記熱可塑性樹脂の水系懸濁液中の含有量が５ｗｔ％〜４０ｗｔ％であること、および、
前記熱可塑性樹脂が共重合ポリエステル固体粒子であること
が好ましい製造条件として挙げられる。
【００１８】
さらに、本発明の人工毛髪は、上記人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントからなることを特徴とし、人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを複数本引き揃え、メッシュ基布に固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下に説明するとおり、紫外線照射により短時間で希望の色に変化する人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントおよび人工毛髪を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）〜（ｆ）はコーティング層形成前の単色ベースポリエステルモノフィラメントの断面図である。
【図２】（ｇ）と（ｈ）はコーティング層形成前の複合色ベースポリエステルモノフィラメントの断面図であり、（ｇ’）と（ｈ’）は複合色ベースポリエステルモノフィラメントの表面の配色状態を表す側面図である。
【図３】図１および図２の記載の単色／複合色ベースポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有するコーティング層を形成した本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの断面図である。
【図４】丸断面を例にした本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの紫外線照射時の色変化を示す図であり、（Ｍ１）および（Ｍ３）は紫外線照射前の状態を示し、（Ｍ２）および（Ｍ４）は紫外線照射後の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図に従って具体的に説明する。
【００２２】
図１の（ａ）〜（ｆ）は、コーティング層形成前の単色ベースポリエステルモノフィラメントの断面図であり、１は単色ベースポリエステルモノフィラメントである。
【００２３】
図２の（ｇ）と（ｈ）は、コーティング層形成前の複合色ベースポリエステルモノフィラメントの断面図であり、（ｇ’）と（ｈ’）は複合色ベースポリエステルモノフィラメントの表面の配色状態を表す側面図であり、２は複合色ベースポリエステルモノフィラメント、３は無着色層、４は着色層を示している。
【００２４】
図３は、図１および図２に記載の単色ベースポリエステルモノフィラメント１および複合色ベースポリエステルモノフィラメント２の表面にフォトクロミック化合物を含有するコーティング層を形成した本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの断面図であり、５は人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント、６はコーティング層を示している。
【００２５】
図３に示すように、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５は、ポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有する熱可塑性樹脂からなる厚さ０．５〜４０μｍのコーティング層６が形成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
つまり、ベースとなるポリエステルモノフィラメントの表面に、紫外線を吸収することにより色変化を発生するフォトクロミック化合物のコーティング層６を有した人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント１である。
【００２７】
そのため、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントは、コーティング層６に紫外線が照射されると、コーティング層６が透明から希望の色に変色し、紫外線照射がされなくなると（例えば屋内に入った場合）透明に戻る。
【００２８】
具体的な例を図４にて説明すると、Ｍ１のようなベースが黒色の単色ポリエステルモノフィラメント１の表面に、青色に変色するフォトクロミック化合物を含有するコーティング層６が形成されている場合は、紫外線照射前はコーティング層６が透明であるために黒く見え、紫外線照射後はＭ２のようにコーティング層が青色に変色して青く見える。
【００２９】
また、Ｍ３のようなベースが青色の単色ポリエステルモノフィラメント１の表面に、黒色に変色するフォトクロミック化合物を含有するコーティング層６が形成されている場合は、紫外線照射前はコーティング層６が透明であるために青く見え、紫外線照射後はＭ４のようにコーティング層が黒色に変色して黒く見える。
【００３０】
まず、本発明でベースとなるポリエステルモノフィラメントは、特に限定はされないが、基本は１本の単糸からなる連続糸であり、断面形状については丸、三角、四角、多角形および中空形などの如何なる断面形状のものであってもよく、例えば図１の（ａ）〜（ｆ）に示す断面形状の単色ベースポリエステルモノフィラメント１を挙げることができる。
【００３１】
また、ベースになるポリエステルモノフィラメントについては、図１に示すような単色である必要はなく、例えば図２の（ｇ）のサイドバイサイド構造や（ｈ）の縞模様構造の複合色ベースポリエステルモノフィラメント２のように、複合紡糸技術を用いてポリエステルモノフィラメントの表面を２色以上にすることにより、より複雑な色彩や立体表現が実現できる。
【００３２】
なお、以下においては、特に指定しない限り、単色ベースポリエステルモノフィラメント１および複合色ベースポリエステルモノフィラメント２を単にポリエステルモノフィラメントと称し説明していく。
【００３３】
そして、これらベースになるポリエステルモノフィラメントの直径については、特に制限されないが、人工毛髪用途としては丸断面形状であれば０．０４０ｍｍから０．１００ｍｍの範囲が適している。
【００３４】
さらに、ベースになるポリエステルモノフィラメントの構成素材としては、ポリエステル系樹脂であれば特に制限されること無く、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートなどが代表例として挙げられる。
【００３５】
さらにまた、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５は、コーティング層６の厚さが０．５〜４０μｍ、好ましくは０．５〜３０μｍ、更に好ましくは０．５〜１０μｍである。コーティング層６の厚さが４０μｍを超えると、耐屈曲疲労特性は十分であるが、コーティング層６が肉厚になり線径斑の原因となる。一方、コーティング層６の厚さが０．５μｍ未満では、コーティング層６とベースとなるポリエステルモノフィラメントとの接着力が弱くなり、剥離や脱落が発生して、本発明が目的とする効果を十分に得られない傾向となる。
【００３６】
一方、コーティング層６の形成に使用される熱可塑性樹脂の溶剤としては、炭化水素系、アルコール系、エステル系、ケトン系、エーテル系などの有機溶剤が挙げられるが、これらの有機溶剤を使用する場合には、コーティングした熱可塑性樹脂の熱処理工程に排気、防火、空気清浄設備等を追加する必要とするばかりか、人工毛髪として使用する際に頭皮や周辺皮膚への健康上の影響が懸念される。
【００３７】
よって、本発明においては、コーティング層６の形成には水を分散剤とした水系懸濁液を使用する。なお、水系懸濁液中の熱可塑性樹脂にポリアミド系樹脂やポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を選択した場合は、コーティング処理時の相溶性が悪く、コーティング層６が容易に剥がれ落ちてしまう場合があるため、相溶性が良く、溶融固着性が最も優れる共重合ポリエステルを選択することが好ましく、例えば、エムスケミー・ジャパン株式会社製・商品名「Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１３７７Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」および「Ｇｒｉｌｔｅｘ ９Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」などの市販品を適用することにより、コーティング層６を形成することもできる。
【００３８】
また、本発明で使用する水系懸濁液中の熱可塑性樹脂の融点は、ベースのポリエステルモノフィラメントを構成するポリエステル系樹脂の融点より５℃以上低いことが好ましい。
【００３９】
つまり、水系懸濁液中のフォトクロミック化合物と熱可塑性樹脂は数ミクロンの大きさで分散されており、これをベースのポリエステルモノフィラメントに塗布してから、水分を取り除くために乾燥した後、熱処理により溶融してベースのポリエステルモノフィラメント表面にコーティング層６が形成されるが、この熱処理時にベースのポリエステルモノフィラメントを構成するポリエステル系樹脂の融点より５℃以上低くない場合には、実質的に融点を超える温度で熱処理する必要があり、ベースのポリエステルモノフィラメントが溶融して強度低下を引き起こしやすくなる。
【００４０】
しかし、熱可塑性樹脂の融点が低すぎると、コーティング層６の強度が不足して温度耐久性が低くなり、逆に高すぎると熱塑性樹脂を溶融するために高温で熱処理しなければならないため、分散剤である水が急激に蒸発して、人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の表面に発泡傷が発生する場合があることから、熱処理温度は１１０〜１８０℃の範囲であることが必要である。
【００４１】
一方、本発明で使用されるフォトクロミック化合物については、有機系のものであれば特に制約は無いが、光開環反応性が良好なスピロナフトオキサジン系化合物や、熱安定性に優れるジアリールエテンなどが好適であり、その他にもナフトピラン系化合物なども挙げられ、少なくともこれらの化合物から１種を選択して用いることが好ましい。
【００４２】
本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５において、コーティング層６に塗布するフォトクロミック化合物と熱可塑性樹脂は、それぞれ平均粒子径５μｍ以下で、これら混合物が６ｗｔ％〜４５ｗｔ％の割合で水系懸濁液中に含有することが好ましく、さらには熱可塑性樹脂が共重合ポリエステルの固体粒子であり、その含有量が５ｗｔ％〜４０ｗｔ％であることが好ましい。
【００４３】
つまり、平均粒子径が５μｍを超えると、水系懸濁液中の粒子の分散性が悪くなりやすく、得られる人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５のコーティング層６の厚みが不均一になって形態安定度（線径性）に劣るものとなりやすい。そのため、さらに好ましくは平均粒子径２μｍ以下である。なお、ここで言う平均粒子径とは、レーザー回折散乱法で測定した際の平均粒子径（累積粒度分布率５０％（Ｄ５０））を意味する。
【００４４】
また、紫外線照射による発色濃度をコントロールする場合は、フォトクロミック化合物の混合比率を変更することにより、発色濃度が変化する。フォトクロミック化合物の混合比率が増加すると熱可塑性樹脂の混合比率が下がりコーティング層６の厚さが薄くなる。これにより、フォトクロミック化合物の表面積あたりの含有量が増加し、紫外線吸収効率が向上して濃色表現が可能となる。ただし、フォトクロミック化合物の含有量が１ｗｔ％未満では色変化が不明瞭となり、目的とする色変化効果が得られないため、含有量は１ｗｔ％以上、さらには５ｗｔ％以上が好ましい。
【００４５】
さらに、水系懸濁液中のフォトクロミック化合物と熱可塑性樹脂との混合物の含有量が４５ｗｔ％を超える場合は、コーティング層６を形成するための水成分が不足してコーティング樹脂自体の流動性が低下し、ベースのポリエステルモノフィラメントの表面に均一なコーティングが困難となり、得られる人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の線径斑が大きくなりやすいばかりか、使用中にコーティング層６が脱落して、その脱落片が頭部周辺に付着して見栄えを悪くするといった問題を生ずることがある。
【００４６】
さらに、熱可塑性樹脂を４０ｗｔ％以上の高濃度で添加した場合も同様の好ましくない状況が発生するが、熱可塑性樹脂が５ｗｔ％未満の濃度では、十分な耐屈曲疲労特性が得られないばかりか、コーティング層６が脱落しやすくなる。
【００４７】
次に、本発明の人工毛髪用モノフィラメントの製造方法について詳細を説明する。
【００４８】
ベースとなるポリエステルモノフィラメントの製造に際しては、一般に公知の紡糸方法を適用することができ、例えば、１軸または２軸のエクストルーダー混連押出機、あるいはプレッシャーメルター型などの溶融紡糸機を使用することができる。
【００４９】
また、黒色や青色などの着色ポリエステルモノフィラメントを製造する方法は、原料となるポリエステルチップを着色したマスターバッチを使用し、白色のポリエステルチップと任意の混合率で色濃度を調整する。
【００５０】
例えば、１軸のエクストルーダー型溶融紡糸機を使用する場合は、予め前乾燥したポリエステル系樹脂を溶融紡糸機に供給し、溶融紡糸機内で溶融混練した後、紡糸口金孔から溶融したポリエステル系樹脂を押し出す。
【００５１】
なお、ポリエステル系樹脂の分解ガスに起因するフィッシュアイ状欠陥の少ないポリエステルモノフィラメントを得るためには、溶融紡糸する際の温度設定を、ポリエステル系樹脂の融点よりも２０〜１００℃高い温度で溶融混練して押し出すことが好ましい。
【００５２】
次に、押し出された溶融物は、引き続き冷却媒体中に導かれて冷却固化される。なお、冷却媒体としては、例えば、水やポリエチレングリコールなど挙げることができるが、ポリエステルモノフィラメントの表面から容易に除去でき、化学的、物理的に本質的な変化を与えないものであれば特に限定しない。
【００５３】
そして、冷却固化された未延伸糸は、ポリエステルモノフィラメントとして必要な強度を得るために、加熱１段延伸または多段延伸される。この際に使用される熱媒体についても、空気、温水、蒸気、ポリエチレングリコール、グリセリンおよびシリコーンオイルなどが挙げられるが、ポリエステルモノフィラメントの表面から容易に除去でき、化学的、物理的に本質的な変化を与えないものであれば特に限定しない。
【００５４】
かくして得られたポリエステルモノフィラメントには、次いでフォトクロミック化合物と熱可塑性樹脂とを含有する水系懸濁液が塗布された後、熱処理してその表面にコーティング層６が形成され、その後、必要に応じて仕上げ油剤を付着して巻き取られる。
【００５５】
なお、コーティング層６を形成するためのコーティング手段としては、ディップ、ローラー、ノズル、ドクター・ナイフ法などにより、延伸されたポリエステルモノフィラメントの表面にコーティング層６成分の溶液を塗布する方法が有効である。
【００５６】
さらに、コーティング層６の熱処理温度は、分散剤が水であるため１００℃以上であるが、好ましくは１５０〜２００℃である。１５０℃よりも低温の場合は、乾燥に時間がかかるため、生産性の点から好ましくない。一方、２００℃よりも高温の場合は、水が急激に蒸発するため、得られる人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の表面に凹凸状の発泡傷が生じやすい。
【００５７】
本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の製造方法は、コーティング層６の形成に使用する分散剤が水であるため、コーティングの熱処理装置には特別な排気、防火、空気清浄設備等を用意する必要が無く、安全で経済的にも有効な手段であるといえる。
【００５８】
以上説明したように、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５は、薄膜でかつ強固なフォトクロミック化合物を含有するコーティング層６を形成することにより、紫外線照射によって好みの色に変色させることが可能となる。また、ベースとなるポリエステルモノフィラメントが人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の大半を占める構造となっているため、高強力で耐久性に優れたものとなり、人工毛髪はもとより、人形用毛髪にも好適に使用することが可能な、付加価値の高い人工毛髪用モノフィラメントである。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の人工毛髪ポリエステルモノフィラメントについて、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００６０】
また、実施例における人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価は以下の方法で行った。
【００６１】
［融点］
ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ製ＤＳＣ７を使用し、ＪＩＳ ７１２１に準じて、昇温速度１０℃／分の条件で測定し、２ｎｄ−ｒｕｎのピーク温度を融点とした（単位：℃）。
【００６２】
［人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの色相変化］
人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを紫外線照射の無い暗所にて３時間保管したサンプル色（評価１）をスタンダード色とし、紫外線を３分間照射した際（評価２）と、紫外線照射の無い暗所に再度投入し、３分後の色相変化を評価した（評価３）。
【００６３】
［コーティング層の厚さ］
人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント試料をミクロトームで厚さ１５μｍに輪切りにし、マイクロスコープ（ＫＥＥＹＥＮＣＥ社製 デジタルＨＤマイクロスコープＶＨ−７０００）を使用して、表面コーティング層の厚さを４点測定し、この４点の測定値の平均をコーティング層の厚さとした。
【００６４】
［耐屈曲疲労特性］
ＪＩＳ Ｐ−８１１５に準じて測定した。具体的には、屈曲疲労試験機（東洋精機製 ＭＩＴ屈曲疲労試験機）を使用し、荷重０．２５ｇ／ｄ、振れ回数１７５回／分、振れ角度約２７０度（左右に各約１３５度）の条件で、得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを繰り返し折り曲げ回数１０００回実施し、コーティング層の脱落の有無を評価した。
【００６５】
［線径斑］
アンリツ社製レーザー外径測定機ＫＬ−１５１Ａを使用した。人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント試料３００ｍを３０ｍ／分の速度で測定し、平均線径Ｄｍｅａｎ、最大線径Ｄｍａｘ、最小線径Ｄｍｉｎから下記式（Ｉ）により線径斑Ｒ１を算出した。
Ｒ１＝（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／Ｄｍｅａｎ×１００ ・・・ （Ｉ）
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレートチップ（東レ株式会社製Ｔ−７０１Ｔ）９０ｗｔ％とＴ７０１Ｔを黒色に着色したマスターバッチチップ１０ｗｔ％との混合物を、エクストルーダー型溶融紡糸機に連続供給し、３００℃で溶融押出して７０℃の温水で冷却・固化した後、９０℃の温水浴中で３．６倍に延伸し、更に１８０℃の乾熱浴中で１．５２８倍に延伸（全延伸倍率５．５倍）することにより黒色ポリエステルモノフィラメント（ベースポリエステルモノフィラメント）を得た。
【００６６】
次いで、融点１２０℃、平均粒子径２μｍの共重合ポリエステル固体粒子を含有する水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１３７７Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）と平均粒子径２μｍのスピロナフトオキサジン系フォトクロミック化合物（商品名：フォトローム 日本ケミックス社製）を混合調整し、水系懸濁液中の含有量を共重合ポリエステル固体粒子が３０ｗｔ％、フォトクロミック化合物の含有量を５ｗｔ％として、トータルの含有量が３５ｗｔ％となるコーティング層形成用の水系懸濁液を製作した。
【００６７】
このコーティング層形成用の水系懸濁液をベースポリエステルモノフィラメントにディップ法により塗布し、１８０℃の熱風浴内で熱処理することにより、表層に厚さ１５μｍのコーティング層を有した直径０．０７ｍｍの人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを得た。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００６８】
［実施例２］
実施例１において、コーティング層形成用の水系懸濁液中の共重合ポリエステル固体粒子の濃度を１０ｗｔ％とし、フォトクロミック化合物の含有量を５ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００６９】
［実施例３］
実施例１において、水系懸濁液中の共重合ポリエステル固体粒子の濃度を１０ｗｔ％とし、フォトクロミック化合物の含有量を２０ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７０】
［実施例４］
実施例１において、水系懸濁液中の共重合ポリエステル固体粒子の濃度を５ｗｔ％とし、フォトクロミック化合物の含有量を３０ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７１】
［実施例５］
実施例１において、水系懸濁液の平均粒子径を４μｍに変更した以外は実施例４に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７２】
［比較例１］
実施例１において、水系懸濁液をディップ法により塗布した後の熱処理温度を１２０℃に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７３】
［比較例２］
実施例１において、水系懸濁液をディップ法により塗布した後の熱処理温度を２２０℃に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７４】
［比較例３］
実施例１において、水系懸濁液中の共重合ポリエステル系樹脂の平均粒子径を８μｍに変更した以外は、実施例４に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７５】
［比較例４］
実施例１において、フォトクロミック化合物の含有量を２ｗｔ％とし、水系懸濁液中の共重合ポリエステル固体粒子を２ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７６】
［比較例５］
実施例１において、水系懸濁液の共重合ポリエステル固体粒子の濃度を５０ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られ人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７７】
［比較例６］
実施例１において、水系懸濁液を融点９０℃で平均粒子径２μｍの共重合ポリアミド固体粒子を濃度３０ｗｔ％に調製した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１５００Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１の結果から明らかなように、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントは、紫外線照射により希望の色に短時間で変色する実用性の高いものであった。
【００８０】
一方、本発明の条件を満たさない人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントは、上記効果を十分に発揮せず、例えば、水系懸濁液の共重合ポリエステル固体粒子の濃度が低い人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例４）は、フォトクロミック化合物による紫外線照射による色変化性能を有していても、コーティング層の厚さが不十分で耐屈曲疲労特性が劣るものであった。
【００８１】
また、熱処理温度が低い人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例１）は、コーティング層の固着力が十分ではなく、繰り返し折り曲げによりコーティング層が脱落した。
【００８２】
さらに、水系懸濁液中の共重合固体粒子の融点が低いポリアミド樹脂系を使用した人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例６）は、ベースのポリエステルモノフィラメントのポリエステル系樹脂との相溶性が良くなく、繰り返し折り曲げによってコーティング層が容易に脱落するばかりか、融点が低いために強度が不足して温度耐久性も低くなった。
【００８３】
さらに、本発明の条件を外れる高い熱処理温度で作製した人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例２）や、水系懸濁液の共重合ポリエステル固体粒子の濃度が高い人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例５）、および平均粒子径が大きい人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例３）は、線径斑の悪化などにより人工毛髪としての品位に劣るものとなった。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明によれば、フォトクロミック化合物の色変化を効果的に利用した人工毛髪を得ることができる。詳しくはベースとなるポリエステルモノフィラメントの表層にフォトクロミック化合物からなるコーティング層を共重合ポリエステル系樹脂の溶融固着力を利用して形成する。溶融固着は両成分が含有する水系懸濁液を使用しており、製造に関して環境負荷もなく、人工毛髪として使用された際の安全性も高く産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００８５】
１ 単色ベースポリエステルモノフィラメント
２ 複合色ベースポリエステルモノフィラメント
３ 無着色層
４ 着色層
５ 人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント
６ コーティング層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線照射により短時間で希望の色に変化する人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人工毛髪が使われる形態としては、頭部全体に装着するかつら、部分的にアクセントをつけるつけ毛、人形用毛髪などが挙げられる。
【０００３】
そして、従来の人工毛髪は、黒色、茶系を中心としたバリエーションが中心であり、あくまでも薄毛をカバーする人毛代替としての位置づけが強かった。
【０００４】
ところが昨今では、ファッション性を重視した赤色、青色、蛍光色など派手な色相からなる人工毛髪が好まれて使われるようになってきており、世の中の頭髪色への意識が変わりつつある。
【０００５】
特に若者を中心とした世代では、派手な色相の頭髪色をファッションの一部として楽しむようになっており、頭髪色の変更方法としては、自分の髪の毛を染める方法、またはかつらやつけ毛を装着する方法のどちらかを選択することになる。
【０００６】
自分の髪の毛を染める場合は、脱色や染色などにより毛髪を痛めることとなるばかりか、一定期間色相の変更をしないことが前提となるため、フォーマルな場への出席などにおいては、社会生活の支障となる場合が考えられる。
【０００７】
一方、かつらなどの人工毛髪を装着する場合は、容易に色や形態など色々なバリエーションに対応することが可能で、かつ簡単に取り外すことができる反面、薄毛のカバーを目的とした従来のかつらとは使用環境が異なり、髪の毛の上に装着するために通気性が悪く、長時間使用するほど温湿度の影響で自分の髪型を大きく乱してしまうため、再度セットアップしたり洗髪したりしなくてはならないという面倒があった。
【０００８】
これらの問題の解決手段として、紫外線の照射有無に応じて色彩が変化するフォトクロミック化合物を含有する感光可逆性疑似毛髪が提案されている（例えば、実用新案文献１参照）。フォトクロミック化合物は短時間で色の変化が生じるものの、１５０℃前後で分解して変色機能が失われるため、この感光可逆性疑似毛髪においては、フォトクロミック化合物の変色機能を失うことなく繊維状物を得る手段として、融点が同等のポリオレフィン樹脂を採用している。
【０００９】
しかし、ポリオレフィン樹脂から得られる繊維状物は、人毛と比較すると弾性が高く、風合いが良くないばかりか、熱変形温度が低いためにドライヤーやコテでのヒートセットを行うと変形や大幅な寸法変化が生じ、さらには溶融する場合があるなど、ファッション性を有したかつらとしての基本的な機能を満たしていない。
【００１０】
また、フォトクロミック化合物をマイクロカプセルに内包させて熱分解から保護する方法（例えば、特許文献１参照）が提案されているが、この方法はフォトクロミック化合物を保護する上では有効であるものの、加工工程が多くなって高価になるばかりか、顔料粒径が大きくなるため、指定の色相を得るために高濃度でブレンドせざるを得なくなり、人工毛髪の強度低下が懸念される。
【００１１】
このように、多様化する現代生活においては、希望する頭髪色に短時間で変えたいというニーズは強いが、ユーザーが満足する製品提供は今日まで達成されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】実用新案登録第３０７１４０３号公報
【特許文献２】特開２００６−２３３３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述した従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果、達成されたものである。
【００１４】
したがって本発明の目的は、紫外線照射により短時間で希望の色に変化する人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントおよび人工毛髪を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成するために本発明によれば、ポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有する熱可塑性樹脂からなる厚さ０．５〜４０μｍのコーティング層が形成されていることを特徴とする人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントが提供される。
【００１６】
なお、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントにおいては、前記ポリエステルモノフィラメントがポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートおよびポリプロピレンテレフタレートから選ばれた少なくとも一種からなることがさらに好ましい条件として挙げられる。
【００１７】
また、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法は、延伸されたポリエステルモノフィラメントの表面に、平均粒子径５μｍ以下のフォトクロミック化合物と融点１１０〜１８０℃で平均粒子径５μｍ以下の熱可塑性樹脂との混合物を６ｗｔ％〜４５ｗｔ％含有する水系懸濁液を付与した後、１５０〜２００℃で熱処理を行なって水分を除去し、コーティング層を形成することを特徴とし、さらには、
前記フォトクロミック化合物の水系懸濁液中の含有量が１ｗｔ％〜４０ｗｔ％であること、
前記熱可塑性樹脂の水系懸濁液中の含有量が５ｗｔ％〜４０ｗｔ％であること、および、
前記熱可塑性樹脂が共重合ポリエステル固体粒子であること
が好ましい製造条件として挙げられる。
【００１８】
さらに、本発明の人工毛髪は、上記人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントからなることを特徴とし、人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを複数本引き揃え、メッシュ基布に固定されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下に説明するとおり、紫外線照射により短時間で希望の色に変化する人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントおよび人工毛髪を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）〜（ｆ）はコーティング層形成前の単色ベースポリエステルモノフィラメントの断面図である。
【図２】（ｇ）と（ｈ）はコーティング層形成前の複合色ベースポリエステルモノフィラメントの断面図であり、（ｇ’）と（ｈ’）は複合色ベースポリエステルモノフィラメントの表面の配色状態を表す側面図である。
【図３】図１および図２の記載の単色／複合色ベースポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有するコーティング層を形成した本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの断面図である。
【図４】丸断面を例にした本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの紫外線照射時の色変化を示す図であり、（Ｍ１）および（Ｍ３）は紫外線照射前の状態を示し、（Ｍ２）および（Ｍ４）は紫外線照射後の状態を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図に従って具体的に説明する。
【００２２】
図１の（ａ）〜（ｆ）は、コーティング層形成前の単色ベースポリエステルモノフィラメントの断面図であり、１は単色ベースポリエステルモノフィラメントである。
【００２３】
図２の（ｇ）と（ｈ）は、コーティング層形成前の複合色ベースポリエステルモノフィラメントの断面図であり、（ｇ’）と（ｈ’）は複合色ベースポリエステルモノフィラメントの表面の配色状態を表す側面図であり、２は複合色ベースポリエステルモノフィラメント、３は無着色層、４は着色層を示している。
【００２４】
図３は、図１および図２に記載の単色ベースポリエステルモノフィラメント１および複合色ベースポリエステルモノフィラメント２の表面にフォトクロミック化合物を含有するコーティング層を形成した本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの断面図であり、５は人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント、６はコーティング層を示している。
【００２５】
図３に示すように、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５は、ポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有する熱可塑性樹脂からなる厚さ０．５〜４０μｍのコーティング層６が形成されていることを特徴とするものである。
【００２６】
つまり、ベースとなるポリエステルモノフィラメントの表面に、紫外線を吸収することにより色変化を発生するフォトクロミック化合物のコーティング層６を有した人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント１である。
【００２７】
そのため、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントは、コーティング層６に紫外線が照射されると、コーティング層６が透明から希望の色に変色し、紫外線照射がされなくなると（例えば屋内に入った場合）透明に戻る。
【００２８】
具体的な例を図４にて説明すると、Ｍ１のようなベースが黒色の単色ポリエステルモノフィラメント１の表面に、青色に変色するフォトクロミック化合物を含有するコーティング層６が形成されている場合は、紫外線照射前はコーティング層６が透明であるために黒く見え、紫外線照射後はＭ２のようにコーティング層が青色に変色して青く見える。
【００２９】
また、Ｍ３のようなベースが青色の単色ポリエステルモノフィラメント１の表面に、黒色に変色するフォトクロミック化合物を含有するコーティング層６が形成されている場合は、紫外線照射前はコーティング層６が透明であるために青く見え、紫外線照射後はＭ４のようにコーティング層が黒色に変色して黒く見える。
【００３０】
まず、本発明でベースとなるポリエステルモノフィラメントは、特に限定はされないが、基本は１本の単糸からなる連続糸であり、断面形状については丸、三角、四角、多角形および中空形などの如何なる断面形状のものであってもよく、例えば図１の（ａ）〜（ｆ）に示す断面形状の単色ベースポリエステルモノフィラメント１を挙げることができる。
【００３１】
また、ベースになるポリエステルモノフィラメントについては、図１に示すような単色である必要はなく、例えば図２の（ｇ）のサイドバイサイド構造や（ｈ）の縞模様構造の複合色ベースポリエステルモノフィラメント２のように、複合紡糸技術を用いてポリエステルモノフィラメントの表面を２色以上にすることにより、より複雑な色彩や立体表現が実現できる。
【００３２】
なお、以下においては、特に指定しない限り、単色ベースポリエステルモノフィラメント１および複合色ベースポリエステルモノフィラメント２を単にポリエステルモノフィラメントと称し説明していく。
【００３３】
そして、これらベースになるポリエステルモノフィラメントの直径については、特に制限されないが、人工毛髪用途としては丸断面形状であれば０．０４０ｍｍから０．１００ｍｍの範囲が適している。
【００３４】
さらに、ベースになるポリエステルモノフィラメントの構成素材としては、ポリエステル系樹脂であれば特に制限されること無く、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートなどが代表例として挙げられる。
【００３５】
さらにまた、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５は、コーティング層６の厚さが０．５〜４０μｍ、好ましくは０．５〜３０μｍ、更に好ましくは０．５〜１０μｍである。コーティング層６の厚さが４０μｍを超えると、耐屈曲疲労特性は十分であるが、コーティング層６が肉厚になり線径斑の原因となる。一方、コーティング層６の厚さが０．５μｍ未満では、コーティング層６とベースとなるポリエステルモノフィラメントとの接着力が弱くなり、剥離や脱落が発生して、本発明が目的とする効果を十分に得られない傾向となる。
【００３６】
一方、コーティング層６の形成に使用される熱可塑性樹脂の溶剤としては、炭化水素系、アルコール系、エステル系、ケトン系、エーテル系などの有機溶剤が挙げられるが、これらの有機溶剤を使用する場合には、コーティングした熱可塑性樹脂の熱処理工程に排気、防火、空気清浄設備等を追加する必要とするばかりか、人工毛髪として使用する際に頭皮や周辺皮膚への健康上の影響が懸念される。
【００３７】
よって、本発明においては、コーティング層６の形成には水を分散剤とした水系懸濁液を使用する。なお、水系懸濁液中の熱可塑性樹脂にポリアミド系樹脂やポリオレフィン系樹脂等の熱可塑性樹脂を選択した場合は、コーティング処理時の相溶性が悪く、コーティング層６が容易に剥がれ落ちてしまう場合があるため、相溶性が良く、溶融固着性が最も優れる共重合ポリエステルを選択することが好ましく、例えば、エムスケミー・ジャパン株式会社製・商品名「Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１３７７Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」および「Ｇｒｉｌｔｅｘ ９Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ」などの市販品を適用することにより、コーティング層６を形成することもできる。
【００３８】
また、本発明で使用する水系懸濁液中の熱可塑性樹脂の融点は、ベースのポリエステルモノフィラメントを構成するポリエステル系樹脂の融点より５℃以上低いことが好ましい。
【００３９】
つまり、水系懸濁液中のフォトクロミック化合物と熱可塑性樹脂は数ミクロンの大きさで分散されており、これをベースのポリエステルモノフィラメントに塗布してから、水分を取り除くために乾燥した後、熱処理により溶融してベースのポリエステルモノフィラメント表面にコーティング層６が形成されるが、この熱処理時にベースのポリエステルモノフィラメントを構成するポリエステル系樹脂の融点より５℃以上低くない場合には、実質的に融点を超える温度で熱処理する必要があり、ベースのポリエステルモノフィラメントが溶融して強度低下を引き起こしやすくなる。
【００４０】
しかし、熱可塑性樹脂の融点が低すぎると、コーティング層６の強度が不足して温度耐久性が低くなり、逆に高すぎると熱塑性樹脂を溶融するために高温で熱処理しなければならないため、分散剤である水が急激に蒸発して、人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の表面に発泡傷が発生する場合があることから、熱処理温度は１１０〜１８０℃の範囲であることが必要である。
【００４１】
一方、本発明で使用されるフォトクロミック化合物については、有機系のものであれば特に制約は無いが、光開環反応性が良好なスピロナフトオキサジン系化合物や、熱安定性に優れるジアリールエテンなどが好適であり、その他にもナフトピラン系化合物なども挙げられ、少なくともこれらの化合物から１種を選択して用いることが好ましい。
【００４２】
本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５において、コーティング層６に塗布するフォトクロミック化合物と熱可塑性樹脂は、それぞれ平均粒子径５μｍ以下で、これら混合物が６ｗｔ％〜４５ｗｔ％の割合で水系懸濁液中に含有することが好ましく、さらには熱可塑性樹脂が共重合ポリエステルの固体粒子であり、その含有量が５ｗｔ％〜４０ｗｔ％であることが好ましい。
【００４３】
つまり、平均粒子径が５μｍを超えると、水系懸濁液中の粒子の分散性が悪くなりやすく、得られる人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５のコーティング層６の厚みが不均一になって形態安定度（線径性）に劣るものとなりやすい。そのため、さらに好ましくは平均粒子径２μｍ以下である。なお、ここで言う平均粒子径とは、レーザー回折散乱法で測定した際の平均粒子径（累積粒度分布率５０％（Ｄ５０））を意味する。
【００４４】
また、紫外線照射による発色濃度をコントロールする場合は、フォトクロミック化合物の混合比率を変更することにより、発色濃度が変化する。フォトクロミック化合物の混合比率が増加すると熱可塑性樹脂の混合比率が下がりコーティング層６の厚さが薄くなる。これにより、フォトクロミック化合物の表面積あたりの含有量が増加し、紫外線吸収効率が向上して濃色表現が可能となる。ただし、フォトクロミック化合物の含有量が１ｗｔ％未満では色変化が不明瞭となり、目的とする色変化効果が得られないため、含有量は１ｗｔ％以上、さらには５ｗｔ％以上が好ましい。
【００４５】
さらに、水系懸濁液中のフォトクロミック化合物と熱可塑性樹脂との混合物の含有量が４５ｗｔ％を超える場合は、コーティング層６を形成するための水成分が不足してコーティング樹脂自体の流動性が低下し、ベースのポリエステルモノフィラメントの表面に均一なコーティングが困難となり、得られる人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の線径斑が大きくなりやすいばかりか、使用中にコーティング層６が脱落して、その脱落片が頭部周辺に付着して見栄えを悪くするといった問題を生ずることがある。
【００４６】
さらに、熱可塑性樹脂を４０ｗｔ％以上の高濃度で添加した場合も同様の好ましくない状況が発生するが、熱可塑性樹脂が５ｗｔ％未満の濃度では、十分な耐屈曲疲労特性が得られないばかりか、コーティング層６が脱落しやすくなる。
【００４７】
次に、本発明の人工毛髪用モノフィラメントの製造方法について詳細を説明する。
【００４８】
ベースとなるポリエステルモノフィラメントの製造に際しては、一般に公知の紡糸方法を適用することができ、例えば、１軸または２軸のエクストルーダー混連押出機、あるいはプレッシャーメルター型などの溶融紡糸機を使用することができる。
【００４９】
また、黒色や青色などの着色ポリエステルモノフィラメントを製造する方法は、原料となるポリエステルチップを着色したマスターバッチを使用し、白色のポリエステルチップと任意の混合率で色濃度を調整する。
【００５０】
例えば、１軸のエクストルーダー型溶融紡糸機を使用する場合は、予め前乾燥したポリエステル系樹脂を溶融紡糸機に供給し、溶融紡糸機内で溶融混練した後、紡糸口金孔から溶融したポリエステル系樹脂を押し出す。
【００５１】
なお、ポリエステル系樹脂の分解ガスに起因するフィッシュアイ状欠陥の少ないポリエステルモノフィラメントを得るためには、溶融紡糸する際の温度設定を、ポリエステル系樹脂の融点よりも２０〜１００℃高い温度で溶融混練して押し出すことが好ましい。
【００５２】
次に、押し出された溶融物は、引き続き冷却媒体中に導かれて冷却固化される。なお、冷却媒体としては、例えば、水やポリエチレングリコールなど挙げることができるが、ポリエステルモノフィラメントの表面から容易に除去でき、化学的、物理的に本質的な変化を与えないものであれば特に限定しない。
【００５３】
そして、冷却固化された未延伸糸は、ポリエステルモノフィラメントとして必要な強度を得るために、加熱１段延伸または多段延伸される。この際に使用される熱媒体についても、空気、温水、蒸気、ポリエチレングリコール、グリセリンおよびシリコーンオイルなどが挙げられるが、ポリエステルモノフィラメントの表面から容易に除去でき、化学的、物理的に本質的な変化を与えないものであれば特に限定しない。
【００５４】
かくして得られたポリエステルモノフィラメントには、次いでフォトクロミック化合物と熱可塑性樹脂とを含有する水系懸濁液が塗布された後、熱処理してその表面にコーティング層６が形成され、その後、必要に応じて仕上げ油剤を付着して巻き取られる。
【００５５】
なお、コーティング層６を形成するためのコーティング手段としては、ディップ、ローラー、ノズル、ドクター・ナイフ法などにより、延伸されたポリエステルモノフィラメントの表面にコーティング層６成分の溶液を塗布する方法が有効である。
【００５６】
さらに、コーティング層６の熱処理温度は、分散剤が水であるため１００℃以上であるが、好ましくは１５０〜２００℃である。１５０℃よりも低温の場合は、乾燥に時間がかかるため、生産性の点から好ましくない。一方、２００℃よりも高温の場合は、水が急激に蒸発するため、得られる人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の表面に凹凸状の発泡傷が生じやすい。
【００５７】
本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の製造方法は、コーティング層６の形成に使用する分散剤が水であるため、コーティングの熱処理装置には特別な排気、防火、空気清浄設備等を用意する必要が無く、安全で経済的にも有効な手段であるといえる。
【００５８】
以上説明したように、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５は、薄膜でかつ強固なフォトクロミック化合物を含有するコーティング層６を形成することにより、紫外線照射によって好みの色に変色させることが可能となる。また、ベースとなるポリエステルモノフィラメントが人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント５の大半を占める構造となっているため、高強力で耐久性に優れたものとなり、人工毛髪はもとより、人形用毛髪にも好適に使用することが可能な、付加価値の高い人工毛髪用モノフィラメントである。
【実施例】
【００５９】
以下、本発明の人工毛髪ポリエステルモノフィラメントについて、実施例を挙げて詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００６０】
また、実施例における人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価は以下の方法で行った。
【００６１】
［融点］
ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ製ＤＳＣ７を使用し、ＪＩＳ ７１２１に準じて、昇温速度１０℃／分の条件で測定し、２ｎｄ−ｒｕｎのピーク温度を融点とした（単位：℃）。
【００６２】
［人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの色相変化］
人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを紫外線照射の無い暗所にて３時間保管したサンプル色（評価１）をスタンダード色とし、紫外線を３分間照射した際（評価２）と、紫外線照射の無い暗所に再度投入し、３分後の色相変化を評価した（評価３）。
【００６３】
［コーティング層の厚さ］
人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント試料をミクロトームで厚さ１５μｍに輪切りにし、マイクロスコープ（ＫＥＥＹＥＮＣＥ社製 デジタルＨＤマイクロスコープＶＨ−７０００）を使用して、表面コーティング層の厚さを４点測定し、この４点の測定値の平均をコーティング層の厚さとした。
【００６４】
［耐屈曲疲労特性］
ＪＩＳ Ｐ−８１１５に準じて測定した。具体的には、屈曲疲労試験機（東洋精機製 ＭＩＴ屈曲疲労試験機）を使用し、荷重０．２５ｇ／ｄ、振れ回数１７５回／分、振れ角度約２７０度（左右に各約１３５度）の条件で、得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを繰り返し折り曲げ回数１０００回実施し、コーティング層の脱落の有無を評価した。
【００６５】
［線径斑］
アンリツ社製レーザー外径測定機ＫＬ−１５１Ａを使用した。人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント試料３００ｍを３０ｍ／分の速度で測定し、平均線径Ｄｍｅａｎ、最大線径Ｄｍａｘ、最小線径Ｄｍｉｎから下記式（Ｉ）により線径斑Ｒ１を算出した。
Ｒ１＝（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／Ｄｍｅａｎ×１００ ・・・ （Ｉ）
［実施例１］
ポリエチレンテレフタレートチップ（東レ株式会社製Ｔ−７０１Ｔ）９０ｗｔ％とＴ７０１Ｔを黒色に着色したマスターバッチチップ１０ｗｔ％との混合物を、エクストルーダー型溶融紡糸機に連続供給し、３００℃で溶融押出して７０℃の温水で冷却・固化した後、９０℃の温水浴中で３．６倍に延伸し、更に１８０℃の乾熱浴中で１．５２８倍に延伸（全延伸倍率５．５倍）することにより黒色ポリエステルモノフィラメント（ベースポリエステルモノフィラメント）を得た。
【００６６】
次いで、融点１２０℃、平均粒子径２μｍの共重合ポリエステル固体粒子を含有する水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１３７７Ｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）と平均粒子径２μｍのスピロナフトオキサジン系フォトクロミック化合物（商品名：フォトローム 日本ケミックス社製）を混合調整し、水系懸濁液中の含有量を共重合ポリエステル固体粒子が３０ｗｔ％、フォトクロミック化合物の含有量を５ｗｔ％として、トータルの含有量が３５ｗｔ％となるコーティング層形成用の水系懸濁液を製作した。
【００６７】
このコーティング層形成用の水系懸濁液をベースポリエステルモノフィラメントにディップ法により塗布し、１８０℃の熱風浴内で熱処理することにより、表層に厚さ１５μｍのコーティング層を有した直径０．０７ｍｍの人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを得た。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００６８】
［実施例２］
実施例１において、コーティング層形成用の水系懸濁液中の共重合ポリエステル固体粒子の濃度を１０ｗｔ％とし、フォトクロミック化合物の含有量を５ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００６９】
［実施例３］
実施例１において、水系懸濁液中の共重合ポリエステル固体粒子の濃度を１０ｗｔ％とし、フォトクロミック化合物の含有量を２０ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７０】
［実施例４］
実施例１において、水系懸濁液中の共重合ポリエステル固体粒子の濃度を５ｗｔ％とし、フォトクロミック化合物の含有量を３０ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７１】
［実施例５］
実施例１において、水系懸濁液の平均粒子径を４μｍに変更した以外は実施例４に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７２】
［比較例１］
実施例１において、水系懸濁液をディップ法により塗布した後の熱処理温度を１２０℃に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７３】
［比較例２］
実施例１において、水系懸濁液をディップ法により塗布した後の熱処理温度を２２０℃に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７４】
［比較例３］
実施例１において、水系懸濁液中の共重合ポリエステル系樹脂の平均粒子径を８μｍに変更した以外は、実施例４に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７５】
［比較例４］
実施例１において、フォトクロミック化合物の含有量を２ｗｔ％とし、水系懸濁液中の共重合ポリエステル固体粒子を２ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７６】
［比較例５］
実施例１において、水系懸濁液の共重合ポリエステル固体粒子の濃度を５０ｗｔ％に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られ人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７７】
［比較例６］
実施例１において、水系懸濁液を融点９０℃で平均粒子径２μｍの共重合ポリアミド固体粒子を濃度３０ｗｔ％に調製した水系懸濁液（エムスケミー・ジャパン製 Ｇｒｉｌｔｅｘ Ｄ１５００Ａ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ）に変更した以外は、実施例１に準じて人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを作製した。得られた人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの評価結果を表１に示す。
【００７８】
【表１】
【００７９】
表１の結果から明らかなように、本発明の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントは、紫外線照射により希望の色に短時間で変色する実用性の高いものであった。
【００８０】
一方、本発明の条件を満たさない人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントは、上記効果を十分に発揮せず、例えば、水系懸濁液の共重合ポリエステル固体粒子の濃度が低い人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例４）は、フォトクロミック化合物による紫外線照射による色変化性能を有していても、コーティング層の厚さが不十分で耐屈曲疲労特性が劣るものであった。
【００８１】
また、熱処理温度が低い人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例１）は、コーティング層の固着力が十分ではなく、繰り返し折り曲げによりコーティング層が脱落した。
【００８２】
さらに、水系懸濁液中の共重合固体粒子の融点が低いポリアミド樹脂系を使用した人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例６）は、ベースのポリエステルモノフィラメントのポリエステル系樹脂との相溶性が良くなく、繰り返し折り曲げによってコーティング層が容易に脱落するばかりか、融点が低いために強度が不足して温度耐久性も低くなった。
【００８３】
さらに、本発明の条件を外れる高い熱処理温度で作製した人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例２）や、水系懸濁液の共重合ポリエステル固体粒子の濃度が高い人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例５）、および平均粒子径が大きい人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント（比較例３）は、線径斑の悪化などにより人工毛髪としての品位に劣るものとなった。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明によれば、フォトクロミック化合物の色変化を効果的に利用した人工毛髪を得ることができる。詳しくはベースとなるポリエステルモノフィラメントの表層にフォトクロミック化合物からなるコーティング層を共重合ポリエステル系樹脂の溶融固着力を利用して形成する。溶融固着は両成分が含有する水系懸濁液を使用しており、製造に関して環境負荷もなく、人工毛髪として使用された際の安全性も高く産業上の利用可能性は高い。
【符号の説明】
【００８５】
１ 単色ベースポリエステルモノフィラメント
２ 複合色ベースポリエステルモノフィラメント
３ 無着色層
４ 着色層
５ 人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント
６ コーティング層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有する熱可塑性樹脂からなる厚さ０．５〜４０μｍのコーティング層が形成されていることを特徴とする人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記ポリエステルモノフィラメントがポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートおよびポリプロピレンテレフタレートから選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
延伸されたポリエステルモノフィラメントの表面に、フォトクロミック化合物と融点１１０〜１８０℃で平均粒子径５μｍ以下の熱可塑性樹脂との混合物を６ｗｔ％〜４５ｗｔ％含有する水系懸濁液を付与した後、１５０〜２００℃で熱処理を行なって水分を除去し、コーティング層を形成することを特徴とする請求項１〜２に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項４】
前記フォトクロミック化合物の水系懸濁液中の含有量が１ｗｔ％〜４０ｗｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂の水系懸濁液中の含有量が５ｗｔ％〜４０ｗｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂が共重合ポリエステル固体粒子であることを特徴とする請求項３に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６項のいずれか１項に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントからなることを特徴とする人工毛髪。
【請求項８】
請求項１〜６項いずれか１項に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを複数本引き揃え、メッシュ基布に固定されていることを特徴とする人工毛髪。
【請求項１】
ポリエステルモノフィラメントの表面にフォトクロミック化合物を含有する熱可塑性樹脂からなる厚さ０．５〜４０μｍのコーティング層が形成されていることを特徴とする人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項２】
前記ポリエステルモノフィラメントがポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートおよびポリプロピレンテレフタレートから選ばれた少なくとも一種からなることを特徴とする請求項１に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメント。
【請求項３】
延伸されたポリエステルモノフィラメントの表面に、フォトクロミック化合物と融点１１０〜１８０℃で平均粒子径５μｍ以下の熱可塑性樹脂との混合物を６ｗｔ％〜４５ｗｔ％含有する水系懸濁液を付与した後、１５０〜２００℃で熱処理を行なって水分を除去し、コーティング層を形成することを特徴とする請求項１〜２に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項４】
前記フォトクロミック化合物の水系懸濁液中の含有量が１ｗｔ％〜４０ｗｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂の水系懸濁液中の含有量が５ｗｔ％〜４０ｗｔ％であることを特徴とする請求項３に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂が共重合ポリエステル固体粒子であることを特徴とする請求項３に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６項のいずれか１項に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントからなることを特徴とする人工毛髪。
【請求項８】
請求項１〜６項いずれか１項に記載の人工毛髪用ポリエステルモノフィラメントを複数本引き揃え、メッシュ基布に固定されていることを特徴とする人工毛髪。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１０２４１６（Ｐ２０１２−１０２４１６Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４９６６６（Ｐ２０１０−２４９６６６）
【出願日】平成２２年１１月８日（２０１０．１１．８）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月８日（２０１０．１１．８）
【出願人】（０００２１９２８８）東レ・モノフィラメント株式会社 (239)
【Ｆターム（参考）】
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