難燃性ポリエステル系人工毛髪
【課題】 通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性、加工安定性に優れ、極めて高い難燃性を有するポリエステル系人工毛髪を提供する。
【解決手段】 ポリエステルに臭素含有難燃剤およびマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を含んでなる組成物を溶融紡糸することにより、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪が得られる。
【解決手段】 ポリエステルに臭素含有難燃剤およびマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を含んでなる組成物を溶融紡糸することにより、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステルに臭素含有難燃剤およびマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を含んでなる組成物から形成された難燃性ポリエステル系人工毛髪に関する。さらに詳しくは、耐熱性、強伸度などの繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性、加工安定性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレートを主体とするポリエステルからなる繊維は、高融点、高弾性率で優れた耐熱性、耐薬品性を有していることから、カーテン、敷物、衣料、毛布、シーツ地、テーブルクロス、椅子張り地、壁装材、人工毛髪、自動車内装資材、屋外用補強材、安全ネットなどに広く使用されている。
【０００３】
一方、かつら、ヘアーウィッグ、付け毛、ヘアーバンド、ドールヘアーなどの頭髪製品においては、従来、人毛や人工毛髪（モダクリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維）などが使用されてきている。しかし、人毛の提供は困難になってきており、人工毛髪の重要性が高まってきている。人工毛髪素材として、難燃性の特長を生かしてモダクリルが多く使用されてきたが、耐熱温度の点では不十分であった。近年になり、耐熱性に優れるポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルを主成分とする繊維を用いた人工毛髪繊維が提案されるようになってきた。しかしながら、人工毛髪素材として使用するにあたっては、安全性の観点から難燃性付与が必要となってきている。従来のポリエステル繊維は、易燃性であるため、ポリエステル繊維の難燃性を向上させようとする試みは種々なされており、たとえばリン原子を含有する難燃性モノマーを共重合させたポリエステルからの繊維にする方法や、ポリエステル繊維に難燃剤を含有させる方法などが知られている。
【０００４】
前者の難燃性モノマーを共重合させる方法としては、たとえば、リン原子が環員子となっていて熱安定性の良好なリン化合物を共重合させる方法（特許文献１）、また、カルボキシホスフィン酸を共重合させる方法（特許文献２）、ポリアリレートを含むポリエステルにリン化合物を配合または共重合させる方法（特許文献３）などが提案されている。前記難燃化技術を人工毛髪に適用したものとしては、たとえばリン化合物を共重合させたポリエステル繊維が提案されている（特許文献４）。しかしながら、人工毛髪には高い耐燃性が要求されるため、これらの共重合ポリエステル繊維を人工毛髪に使用するには、その共重合量を多くしなければならず、その結果、ポリエステルの耐熱性が大幅に低下し、溶融紡糸が困難になったり、火炎が接近した場合、着火・燃焼はしないが、溶融・ドリップするという別の問題が発生する。
【０００５】
一方、後者の難燃剤を含有させる方法としては、ポリエステル繊維に、微粒子のハロゲン化シクロアルカン化合物を含有させる方法（特許文献５）、臭素原子含有アルキルシクロヘキサンを含有させる方法（特許文献６）などが提案されている。前記ポリエステル繊維に難燃剤を含有させる方法では、充分な耐燃性を得るために、含有処理温度を１５０℃以上の高温にすることが必要であったり、含有処理時間を長時間にする必要があったり、あるいは大量の難燃剤を使用しなければならないといった問題があり、繊維物性の低下や生産性の低下、製造コストがアップするなどの問題が発生する。
【０００６】
また、難燃助剤としてアンチモン化合物を添加して、難燃性向上を図ることが提案されているが（特許文献７、８）、繊維において実施した場合、溶融粘度低下により紡糸加工性が不安定になったり、アンチモン粒子による糸切れなどが発生する。
【０００７】
このように、従来のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度などの繊維物性を維持し、セット性、難燃性に優れた人工毛髪は、いまだ得られていないのが実状である。
【特許文献１】特公昭５５−４１６１０号公報
【特許文献２】特公昭５３−１３４７９号公報
【特許文献３】特開平１１−１２４７３２号公報
【特許文献４】特開平３−２７１０５号公報
【特許文献５】特公平３−５７９９０号公報
【特許文献６】特公平１−２４９１３号公報
【特許文献７】特許第２６９３３３１号公報
【特許文献８】特開２００２−１２８９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述のごとき従来の問題を解決し、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性、加工安定性に優れ、極めて高い難燃性を有するポリエステル系人工毛髪を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリエステルに臭素含有難燃剤およびマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を含んでなる組成物を溶融紡糸することにより、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性、加工安定性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、臭素含有難燃剤（Ｂ）５〜３０重量部、マイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子（Ｃ）０．５〜１０重量部を溶融混練して得られる組成物から形成されたポリエステル系人工毛髪であり、好ましくは、（Ａ）成分が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選ばれた少なくとも１種のポリマーである上記ポリエステル系人工毛髪、（Ｂ）成分が、臭素化芳香族系化合物、臭素含有リン酸エステル系化合物、臭素化ポリスチレン系化合物、臭素化ベンジルアクリレート系化合物、臭素化エポキシ系化合物、臭素化フェノキシ系化合物、臭素化ポリカーボネート系化合物、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物、臭素含有イソシアヌル酸系化合物よりなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物である上記ポリエステル系人工毛髪、（Ｃ）成分が、熱硬化性樹脂および／または無機材料を用いてマイクロカプセル化されている上記ポリエステル系人工毛髪であり、さらには、（Ｃ）成分に含まれるアンチモン化合物微粒子が、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種である上記ポリエステル系人工毛髪、（Ｃ）成分に含まれる熱硬化性樹脂および／または無機材料が、（Ｃ）成分１００重量％中、５〜３０重量％である上記ポリエステル系人工毛髪に関する。
【００１１】
また、上記難燃性ポリエステル系人工毛髪は、単繊維繊度が１０〜１００ｄｔｅｘであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
ポリエステルとアンチモン化合物を溶融混練すると、エステル交換または加水分解が起こりやすく、分子量および溶融粘度が低下する。特に、三酸化アンチモンは、ポリエチレンテレフタレートの重縮合および解重合の触媒として使用されることもあり、その傾向は顕著である。このような分子量および溶融粘度の低下は、ポリエステルとアンチモン化合物が接触することにより、アンチモン化合物が触媒として作用して発生する。したがって、これらを抑制するためには、ポリエステルとアンチモン化合物が直接接触しないようにすることが有効である。本発明においては、アンチモン化合物微粒子をマイクロカプセル化することにより、アンチモン化合物微粒子表面がコーティングされた状態を作り、分子量および溶融粘度の低下を抑制することに成功した。
【００１３】
本発明によると、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性に優れ、極めて高い難燃性を有するポリエステル系人工毛髪が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の難燃性ポリエステル系人工毛髪は、ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）、臭素含有難燃剤（Ｂ）およびマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子（Ｃ）を含んでなる組成物を溶融紡糸した繊維である。
【００１５】
本発明に用いられるポリエステル（Ａ）に含まれるポリアルキレンテレフタレートまたはポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルとしては、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートおよび／またはこれらのポリアルキレンテレフタレートを主体とし、少量の共重合成分を含有する共重合ポリエステルがあげられる。
【００１６】
前記主体とするとは、８０モル％以上含有することをいう。
【００１７】
前記共重合成分としては、たとえばイソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スぺリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの多価カルボン酸、それらの誘導体、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルなどのスルホン酸塩を含むジカルボン酸、その誘導体、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、４−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトンなどがあげられる。
【００１８】
前記共重合ポリエステルは、通常、主体となるテレフタル酸および／またはその誘導体（たとえばテレフタル酸メチル）と、アルキレングリコールとの重合体に少量の共重合成分を含有させて反応させることにより製造するのが、安定性、操作の簡便性の点から好ましいが、主体となるテレフタル酸および／またはその誘導体（たとえばテレフタル酸メチル）と、アルキレングリコールとの混合物に、さらに少量の共重合成分であるモノマーまたはオリゴマー成分を含有させたものを重合させることにより製造してもよい。
【００１９】
前記共重合ポリエステルは、主体となるポリアルキレンテレフタレートの主鎖および／または側鎖に前記共重合成分が重縮合していればよく、共重合の仕方などには特別な限定はない。
【００２０】
前記ポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの具体例としては、たとえばポリエチレンテレフタレートを主体とし、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテルを共重合したポリエステル、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合したポリエステル、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルを共重合したポリエステルなどがあげられる。
【００２１】
前記ポリアルキレンテレフタレートおよび共重合ポリエステルは、１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートを主体とし、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテルを共重合したポリエステル、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合したポリエステル、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルを共重合したポリエステルなど）が好ましく、これらは２種以上混合したものも好ましい。
【００２２】
（Ａ）成分の固有粘度としては、０．５〜１．４、さらには０．６〜１．２であるのが好ましい。固有粘度が０．５未満の場合、得られる繊維の機械的強度が低下する傾向が生じ、１．４をこえると、分子量の増大に伴い溶融粘度が高くなり、溶融紡糸が困難になったり、繊度が不均一になる傾向が生じる。
【００２３】
本発明に用いられる臭素含有難燃剤（Ｂ）にはとくに限定はなく、一般に用いられている臭素含有難燃剤であれば使用することができる。
【００２４】
（Ｂ）成分の具体例としては、ペンタブロモトルエン、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモジフェニル、デカブロモジフェニルエーテル、ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、テトラブロモ無水フタル酸、エチレンビス（テトラブロモフタルイミド）、エチレンビス（ペンタブロモフェニル）、オクタブロモトリメチルフェニルインダンなどの臭素化芳香族類、トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェートなどの臭素含有リン酸エステル類、下記一般式（１）で表される臭素化ポリスチレン類、下記一般式（２）で表される臭素化ポリベンジルアクリレート類、下記一般式（３）で表される臭素化エポキシオリゴマー類、臭素化フェノキシ樹脂、下記一般式（４）で表される臭素化ポリカーボネートオリゴマー類、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（２，３−ジブロモプロピルエーテル）、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（アリルエーテル）、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（ヒドロキシエチルエーテル）などのテトラブロモビスフェノールＡ誘導体、トリス（トリブロモフェノキシ）トリアジンなどの臭素含有トリアジン系化合物、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートなどの臭素含有イソシアヌル酸系化合物などが挙げられる。これらは１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
【化１】
（式中、Ｙは１〜５、ｎは５〜２００を示す）
【化２】
（式中、ｍは５〜１００を示す）
【化３】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０の炭化水素基、アリール基、アラルキル基、反応性基を含む炭化水素基、臭素含有アリール基、または臭素含有アラルキル基であり、それらはそれぞれ同一であってもよく異なっていてもよい、ｐは１〜８０を示す）
【化４】
（式中、Ｒ2は水素または臭素原子であり、それらはそれぞれ同一であってもよく異なっていてもよい、ｑは１〜８０を示す）
【００２６】
これらの中では、臭素含有リン酸エステル系化合物、臭素化ポリスチレン系化合物、臭素化ベンジルアクリレート系化合物、臭素化エポキシ系化合物、臭素化ポリカーボネート系化合物、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物、臭素含有イソシアヌル酸系化合物が好ましい。
【００２７】
上記（Ｂ）成分の使用量は、（Ａ）成分１００重量部に対し、５〜３０重量部が好ましく、６〜２５重量部がより好ましく、７〜２０重量部がさらに好ましい。使用量が５重量部より少ないと難燃効果が不十分となり、３０重量部より多いと機械的特性、耐熱性、耐ドリップ性が損なわれる。
【００２８】
（Ｂ）成分を配合することにより難燃性は発現されるが、シリコーン系の繊維処理剤を使用した場合や可燃性繊維と混合使用した場合には、十分な難燃性を得るには至らないが、（Ｃ）成分を配合することにより難燃効果が著しく向上し、十分な難燃性を得ることができる。
【００２９】
本発明の（Ｃ）成分に含まれるアンチモン化合物微粒子にはとくに限定はなく、一般に用いられているアンチモン化合物微粒子であれば使用することができる。
【００３０】
アンチモン化合物の具体例としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。混合物の紡糸加工性の点から、アンチモン酸ナトリウムが好ましい。
アンチモン化合物微粒子の平均粒子径は１２μｍ以下が好ましく、１０μｍがより好ましく、８μｍがさらに好ましい。
【００３１】
本発明で用いられる（Ｃ）成分は、アンチモン化合物微粒子が、その表面を熱硬化性樹脂及び／または無機材料を用いてマイクロカプセル化されている。
【００３２】
マイクロカプセル化に使用される熱硬化性樹脂には特に限定はなく、一般に用いられているものであれば使用することができ、たとえば、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール・ホルマリン系樹脂、尿素・ホルマリン系樹脂、メラミン・ホルマリン系樹脂、不飽和ポリエステルなどが挙げられる。
【００３３】
また、マイクロカプセル化に使用される無機材料には特に限定はなく、一般に用いられているものであれば使用することができ、たとえば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化チタン、水酸化スズ、水酸化セリウムなどが挙げられる。
【００３４】
さらに、無機材料で被覆されたものの上に、熱硬化性樹脂を用いた被覆を形成し、二重に被覆処理したものも使用できる。
【００３５】
マイクロカプセルの製造方法は、公知の方法で製造することができ、たとえば、「新版マイクロカプセルその製法・性質・応用（三共出版株式会社）」に記載されている方法等を採用することができ特に限定されるものではなく、アンチモン化合物の種類、熱硬化性樹脂、無機材料の種類に応じて適宜選択することができる。
【００３６】
本発明で用いられる（Ｃ）成分は、平均粒子径が２〜２０μｍが好ましく、２．５〜１８μｍがより好ましく、３〜１５μｍがさらに好ましい。平均粒子径が２μｍより小さいと取り扱いが非常に悪く、２０μｍより大きいと強度、燃焼性、外観等が悪くなる。
【００３７】
（Ｃ）成分に含まれる熱硬化性樹脂および／または無機材料は、（Ｃ）成分１００重量％中、５〜３０重量％が好ましく、８〜２５重量％がより好ましく、１０〜２０重量％がさらに好ましい。熱硬化性樹脂および／または無機材料の含有量が５重量％より小さいと取り扱いが非常に悪く、３０重量％より大きいと強度、難燃性、外観等が悪くなる。
【００３８】
（Ｃ）成分の使用量は、（Ａ）成分１００重量部に対し、０．５〜１０重量部が好ましく、０．６〜９重量部がより好ましく、０．７〜８重量部がさらに好ましい。使用量が０．５重量部より少ないと、難燃効果の向上が小さく、１０重量部より多いと、加工安定性、外観性、透明性が損なわれる。
【００３９】
本発明に使用するポリエステル系組成物は、たとえば、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分をドライブレンドした後、種々の一般的な混練機を用いて溶融混練することにより製造することができる。
【００４０】
前記混練機の例としては、たとえば一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどがあげられる。これらのうちでは、二軸押出機が、混練度の調整、操作の簡便性の点から好ましい。
【００４１】
本発明のポリエステル系人工毛髪は、前記ポリエステル系組成物を通常の溶融紡糸法で溶融紡糸することにより製造することができる。
【００４２】
すなわち、たとえば、押出機、ギアポンプ、口金などの温度を２７０〜３１０℃とし、溶融紡糸し、紡出糸条を加熱筒に通過させたのち、ガラス転移点以下に冷却し、５０〜５０００ｍ／分の速度で引き取ることにより紡出糸条が得られる。また、紡出糸条を冷却用の水を入れた水槽で冷却し、繊度のコントロールを行なうことも可能である。加熱筒の温度や長さ、冷却風の温度や吹付量、冷却水槽の温度、冷却時間、引取速度は、吐出量および口金の孔数によって適宜調整することができる。
【００４３】
得られた紡出糸条は熱延伸されるが、延伸は紡出糸条を一旦巻き取ってから延伸する２工程法および巻き取ることなく連続して延伸する直接紡糸延伸法のいずれの方法によってもよい。熱延伸は、１段延伸法または２段以上の多段延伸法で行なわれる。熱延伸における加熱手段としては、加熱ローラ、ヒートプレート、スチームジェット装置、温水槽などを使用することができ、これらを適宜併用することもできる。
【００４４】
本発明のポリエステル系人工毛髪には、必要に応じて、耐熱剤、光安定剤、蛍光剤、酸化防止剤、静電防止剤、顔料、可塑剤、潤滑剤などの各種添加剤を含有させることができる。顔料を含有させることにより、原着繊維を得ることができる。
【００４５】
このようにして得られる本発明のポリエステル系人工毛髪は、非捲縮生糸状の繊維であり、その繊度は、通常、１０〜１００ｄｔｅｘ、さらには２０〜９０ｄｔｅｘであるのが、人工毛髪に適している。また、人工毛髪としては、１６０〜２００℃で美容熱器具（ヘアーアイロン）が使用できる耐熱性を有しており、着火しにくく、自己消火性を有している。
【００４６】
本発明のポリエステル系人工毛髪が原着されている場合、そのまま使用することができるが、原着されていない場合、通常のポリエステル系繊維と同様の条件で染色することができる。
【００４７】
染色に使用される顔料、染料、助剤などとしては、耐候性および難燃性のよいものが好ましい。
【００４８】
本発明のポリエステル系人工毛髪は、美容熱器具（ヘアーアイロン）を用いたカールセット性に優れ、カールの保持性にも優れる。また、繊維表面の凹凸により、適度に艶消されており、人工毛髪として使用することができる。さらに、繊維表面処理剤、柔軟剤などの油剤を使用し、触感、風合を付与して、より人毛に近づけることができる。
【００４９】
また、本発明の難燃性ポリエステル系人工毛髪は、モダアクリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ナイロン繊維など、他の人工毛髪素材と併用してもよいし、人毛と併用してもよい。
【実施例】
【００５０】
つぎに、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５１】
なお、特性値の測定法は、以下のとおりである。
（紡糸加工性）
ポリエステル系組成物を溶融紡糸した時の紡出糸の状態を評価する。
○：糸切れ、繊度むらがなく、トウ性状が良好である。
△：糸切れはないが、若干の繊度むらがある。
×：糸切れが発生する。
【００５２】
（強度および伸度）
インテスコ社製、ＩＮＴＥＳＣＯ Ｍｏｄｅｌ２０１型を用いて、フィラメントの引張強伸度を測定する。長さ４０ｍｍのフィラメント１本をとり、フィラメントの両端１０ｍｍを、接着剤を糊付けした両面テープを貼り付けた台紙（薄紙）で挟み、一晩風乾させて、長さ２０ｍｍの試料を作製する。試験機に試料を装着し、温度２４℃、湿度８０％以下、荷重３．４×１０-3Ｎ×繊度（ｄｔｅｘ）、引張速度２０ｍｍ／分で試験を行ない、強伸度を測定する。同じ条件で試験を１０回繰り返し、平均値をフィラメントの強伸度とする。
【００５３】
（透明性）
長さ３０ｃｍ、総繊度１０万ｄｔｅｘのトウフィラメントを太陽光のもと、目視により、標準フィラメント（ポリエチレンテレフタレートからなる総繊度１０万ｄｔｅｘのトウフィラメント）と比較評価する。
○：標準フィラメントと同レベルである。
△：標準フィラメントに比べ、わずかに濁りがある。
×：標準フィラメントに比べ、明らかに濁りがある。
【００５４】
（触感）
長さ３０ｃｍ、総繊度１０万ｄｔｅｘのトウフィラメントを手で触り、フィラメント表面のベタツキ感を評価する。
○：ベタツキ感なし。
△：若干ベタツキ感がある。
×：ベタツキ感がある。
【００５５】
（難燃性）
繊度約５０ｄｔｅｘのフィラメントを１５０ｍｍの長さに切り、０．７ｇを束ね、一方の端をクランプで挟んでスタンドに固定して垂直に垂らす。有効長１２０ｍｍの固定したフィラメントに２０ｍｍの炎を３秒間接炎させ、燃焼させて評価する。
−燃焼性−
◎：残炎時間が０秒（着火しない）。
○：残炎時間が３秒未満。
△：残炎時間が３〜１０秒。
×：残炎時間が１０秒以上。
−限界酸素指数−
１６ｃｍ／０．２５ｇのフィラメントを秤量し、端を軽く両面テープでまとめ、懸撚器で挟み撚りをかける。十分に撚りがかかったら、試料の真中を二つに折り２本を撚り合わせる。端をセロテープで止め、全長７ｃｍになるようにする。１０５℃で６０分間前乾燥を行ない、さらにデシケーターで３０分以上乾燥する。乾燥したサンプルを所定の酸素濃度に調整し、４０秒後８〜１２ｍｍに絞った点火器で上部より着火し、着火後点火器を離す。５ｃｍ以上燃えるか、３分以上燃え続けた酸素濃度を調べ、同じ条件で試験を３回繰り返し、限界酸素指数（ＬＯＩ）とする。
【００５６】
（アイロンセット性）
ヘアーアイロンによるカールセットのしやすさ、カール形状の保持性の指標である。フィラメントを１８０℃に加熱したヘアーアイロンにかるく挟み、３回扱き予熱する。このときのフィラメント間の融着、フィラメントの縮れ、糸切れを目視評価する。つぎに、予熱したフィラメントをヘアーアイロンに捲きつけ、１０秒間保持し、アイロンを引き抜く。このときの抜きやすさ（ロッドアウト性）、抜いたときのカールの保持性を目視評価する。
−融着−
○：なし。
△：若干あり。
×：あり。
−縮れ／糸切れ−
○：なし。
△：若干あり。
×：あり。
−ロッドアウト−
○：アイロンロッドが抵抗なく抜ける。
△：若干抵抗がある。
×：抵抗があり、抜け難い。
−セット性−
○：セットが付きやすく、カールが安定している。
△：セットは付く安いが、若干カールが崩れる。
×：セットが付き難い、または、カールが崩れる。
【００５７】
次に、本実施例に使用する（Ｃ）成分の製造例１〜３を示す。
（製造例１）
三酸化アンチモン（ＰＡＴＯＸ−Ｕ、平均粒子径０．０２μｍ、日本精鉱（株）製）１００ｇと、フェノール樹脂（レジトップＰＧＡ−２１６５、群栄化学（株）製）１０ｇを表面改質装置（ハイブリタイザーＮＨＳ−１型、（株）奈良機械製作所製）に投入して、窒素雰囲気下、５０００ｒｐｍ×５分間の処理を行い、フェノール樹脂でマイクロカプセル化された平均粒子径４．５μｍの三酸化アンチモン微粒子（Ｃ−１）を得た。
【００５８】
（製造例２）
三酸化アンチモン（ＰＡＴＯＸ−Ｐ、平均粒子径３μｍ、日本精鉱（株）製）５００ｇを５リッターの蓋付きビーカーにとり、トルエン３リッターを加えて攪拌する。この該溶液にエポキシ樹脂（エピコート８２８、ジャパンエポキシレジン(株)製）５０ｇを添加して、常温で３０分間攪拌する。次いで、予めトルエン５０ｃｃに無水系硬化剤（エピキュア３０６、ジャパンエポキシレジン（株）製）３０ｇを溶解した溶液を添加して、１００℃で５時間攪拌を行った。反応終了後、減圧乾燥によりトルエンを回収してエポキシ樹脂でマイクロカプセル化された平均粒子径９．０μｍの三酸化アンチモン微粒子（Ｃ−２）を得た。
【００５９】
（製造例３）
アンチモン酸ナトリウム（ＮＡ−１０７０Ｌ、平均粒子径３．５μｍ、日産化学工業（株）製）５００ｇを５リッターの蓋付きビーカーにとり、クロロホルム３リッターを加えて攪拌する。この該溶液に不飽和ポリエステル（エポラックＧ−７５３ＰＴＷ、日本触媒(株)製）５０ｇを添加して、常温で３０分間攪拌する。次いで、予めクロロホルム５０ｃｃに硬化触媒メチルエチルケトンパーオキサイド（Ｃａｔ−Ｍ、日本触媒(株)製）０．５ｇを溶解した溶液を添加して、常温で６０分間攪拌を行った。反応終了後、減圧乾燥によりクロロホルムを回収して不飽和ポリエステルでマイクロカプセル化された平均粒子径１１．５μｍのアンチモン酸ナトリウム微粒子（Ｃ−３）を得た。
【００６０】
（実施例１〜７）
表１に示す比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、着色用ポリエステルペレットＰＥＳＭ６１００ ＢＬＡＣＫ（大日精化工業（株）製、カーボンブラック含有量３０％）２部を添加してドライブレンドし、二軸押出機に供給し、２８０℃で溶融混練し、ペレット化したのちに、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。ついで、溶融紡糸機を用いて２８０℃でノズル径０．５ｍｍの丸断面ノズル孔を有する紡糸口金より溶融ポリマーを吐出し、口金下３０ｍｍの位置に設置した水温５０℃の水浴中で冷却し、１００ｍ／分の速度で巻き取って未延伸糸を得た。得られた未延伸糸に対し、８５℃に加熱したヒートロールを用いて４倍に延伸し、２００℃に加熱したヒートロールを用いて熱処理を行い、３０ｍ／分の速度で巻き取り、単繊維繊度が５０ｄｔｅｘ前後のポリエステル系繊維（マルチフィラメント）を得た。
【００６１】
【表１】
＊１：ポリエチレンテレフタレート、カネボウ合繊（株）製
＊２：トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェート、大八化学工業（株）製
＊３：臭素化エポキシ系難燃剤、阪本薬品工業（株）製
＊４：臭素化ポリカーボネート系難燃剤、帝人化成（株）製
＊５：三酸化アンチモン、平均粒子径０．０２μｍ、日本精鉱（株）製
【００６２】
得られた繊維を用いて、強伸度、透明性、触感、難燃性、アイロンセット性を評価した結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
（比較例１〜３）
表１に示す比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、実施例と同様にして、単繊維繊度が５０ｄｔｅｘ前後のポリエステル系繊維（マルチフィラメント）を得た。
【００６５】
得られた繊維を用いて、強伸度、透明性、触感、難燃性、アイロンセット性を評価した結果を表３に示す。
【００６６】
【表３】
【００６７】
表２、表３に示したように、比較例に対し、実施例では、マイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を使用することで、紡糸加工性、透明性、触感、アイロンセット性などの低下がなく、高い難燃性を示すことが確認された。従って今回のマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を含む組成物を使用した人工毛髪用繊維は、従来の人工毛髪用繊維に比べ、ポリエステルの機械的特性、熱的特性を維持したまま、紡糸加工性、透明性、触感、セット性、難燃性が改善された人工毛髪として有効に用いることが可能となることを確認した。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエステルに臭素含有難燃剤およびマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を含んでなる組成物から形成された難燃性ポリエステル系人工毛髪に関する。さらに詳しくは、耐熱性、強伸度などの繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性、加工安定性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレートを主体とするポリエステルからなる繊維は、高融点、高弾性率で優れた耐熱性、耐薬品性を有していることから、カーテン、敷物、衣料、毛布、シーツ地、テーブルクロス、椅子張り地、壁装材、人工毛髪、自動車内装資材、屋外用補強材、安全ネットなどに広く使用されている。
【０００３】
一方、かつら、ヘアーウィッグ、付け毛、ヘアーバンド、ドールヘアーなどの頭髪製品においては、従来、人毛や人工毛髪（モダクリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維）などが使用されてきている。しかし、人毛の提供は困難になってきており、人工毛髪の重要性が高まってきている。人工毛髪素材として、難燃性の特長を生かしてモダクリルが多く使用されてきたが、耐熱温度の点では不十分であった。近年になり、耐熱性に優れるポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステルを主成分とする繊維を用いた人工毛髪繊維が提案されるようになってきた。しかしながら、人工毛髪素材として使用するにあたっては、安全性の観点から難燃性付与が必要となってきている。従来のポリエステル繊維は、易燃性であるため、ポリエステル繊維の難燃性を向上させようとする試みは種々なされており、たとえばリン原子を含有する難燃性モノマーを共重合させたポリエステルからの繊維にする方法や、ポリエステル繊維に難燃剤を含有させる方法などが知られている。
【０００４】
前者の難燃性モノマーを共重合させる方法としては、たとえば、リン原子が環員子となっていて熱安定性の良好なリン化合物を共重合させる方法（特許文献１）、また、カルボキシホスフィン酸を共重合させる方法（特許文献２）、ポリアリレートを含むポリエステルにリン化合物を配合または共重合させる方法（特許文献３）などが提案されている。前記難燃化技術を人工毛髪に適用したものとしては、たとえばリン化合物を共重合させたポリエステル繊維が提案されている（特許文献４）。しかしながら、人工毛髪には高い耐燃性が要求されるため、これらの共重合ポリエステル繊維を人工毛髪に使用するには、その共重合量を多くしなければならず、その結果、ポリエステルの耐熱性が大幅に低下し、溶融紡糸が困難になったり、火炎が接近した場合、着火・燃焼はしないが、溶融・ドリップするという別の問題が発生する。
【０００５】
一方、後者の難燃剤を含有させる方法としては、ポリエステル繊維に、微粒子のハロゲン化シクロアルカン化合物を含有させる方法（特許文献５）、臭素原子含有アルキルシクロヘキサンを含有させる方法（特許文献６）などが提案されている。前記ポリエステル繊維に難燃剤を含有させる方法では、充分な耐燃性を得るために、含有処理温度を１５０℃以上の高温にすることが必要であったり、含有処理時間を長時間にする必要があったり、あるいは大量の難燃剤を使用しなければならないといった問題があり、繊維物性の低下や生産性の低下、製造コストがアップするなどの問題が発生する。
【０００６】
また、難燃助剤としてアンチモン化合物を添加して、難燃性向上を図ることが提案されているが（特許文献７、８）、繊維において実施した場合、溶融粘度低下により紡糸加工性が不安定になったり、アンチモン粒子による糸切れなどが発生する。
【０００７】
このように、従来のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度などの繊維物性を維持し、セット性、難燃性に優れた人工毛髪は、いまだ得られていないのが実状である。
【特許文献１】特公昭５５−４１６１０号公報
【特許文献２】特公昭５３−１３４７９号公報
【特許文献３】特開平１１−１２４７３２号公報
【特許文献４】特開平３−２７１０５号公報
【特許文献５】特公平３−５７９９０号公報
【特許文献６】特公平１−２４９１３号公報
【特許文献７】特許第２６９３３３１号公報
【特許文献８】特開２００２−１２８９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前述のごとき従来の問題を解決し、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性、加工安定性に優れ、極めて高い難燃性を有するポリエステル系人工毛髪を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、ポリエステルに臭素含有難燃剤およびマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を含んでなる組成物を溶融紡糸することにより、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性、加工安定性に優れた難燃性ポリエステル系人工毛髪が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明は、ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、臭素含有難燃剤（Ｂ）５〜３０重量部、マイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子（Ｃ）０．５〜１０重量部を溶融混練して得られる組成物から形成されたポリエステル系人工毛髪であり、好ましくは、（Ａ）成分が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選ばれた少なくとも１種のポリマーである上記ポリエステル系人工毛髪、（Ｂ）成分が、臭素化芳香族系化合物、臭素含有リン酸エステル系化合物、臭素化ポリスチレン系化合物、臭素化ベンジルアクリレート系化合物、臭素化エポキシ系化合物、臭素化フェノキシ系化合物、臭素化ポリカーボネート系化合物、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物、臭素含有イソシアヌル酸系化合物よりなる群から選ばれた少なくとも１種の化合物である上記ポリエステル系人工毛髪、（Ｃ）成分が、熱硬化性樹脂および／または無機材料を用いてマイクロカプセル化されている上記ポリエステル系人工毛髪であり、さらには、（Ｃ）成分に含まれるアンチモン化合物微粒子が、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種である上記ポリエステル系人工毛髪、（Ｃ）成分に含まれる熱硬化性樹脂および／または無機材料が、（Ｃ）成分１００重量％中、５〜３０重量％である上記ポリエステル系人工毛髪に関する。
【００１１】
また、上記難燃性ポリエステル系人工毛髪は、単繊維繊度が１０〜１００ｄｔｅｘであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
ポリエステルとアンチモン化合物を溶融混練すると、エステル交換または加水分解が起こりやすく、分子量および溶融粘度が低下する。特に、三酸化アンチモンは、ポリエチレンテレフタレートの重縮合および解重合の触媒として使用されることもあり、その傾向は顕著である。このような分子量および溶融粘度の低下は、ポリエステルとアンチモン化合物が接触することにより、アンチモン化合物が触媒として作用して発生する。したがって、これらを抑制するためには、ポリエステルとアンチモン化合物が直接接触しないようにすることが有効である。本発明においては、アンチモン化合物微粒子をマイクロカプセル化することにより、アンチモン化合物微粒子表面がコーティングされた状態を作り、分子量および溶融粘度の低下を抑制することに成功した。
【００１３】
本発明によると、通常のポリエステル繊維の耐熱性、強伸度など繊維物性を維持し、セット性、触感、透明性に優れ、極めて高い難燃性を有するポリエステル系人工毛髪が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の難燃性ポリエステル系人工毛髪は、ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）、臭素含有難燃剤（Ｂ）およびマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子（Ｃ）を含んでなる組成物を溶融紡糸した繊維である。
【００１５】
本発明に用いられるポリエステル（Ａ）に含まれるポリアルキレンテレフタレートまたはポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルとしては、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリアルキレンテレフタレートおよび／またはこれらのポリアルキレンテレフタレートを主体とし、少量の共重合成分を含有する共重合ポリエステルがあげられる。
【００１６】
前記主体とするとは、８０モル％以上含有することをいう。
【００１７】
前記共重合成分としては、たとえばイソフタル酸、オルトフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、パラフェニレンジカルボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、スぺリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸などの多価カルボン酸、それらの誘導体、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルなどのスルホン酸塩を含むジカルボン酸、その誘導体、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、４−ヒドロキシ安息香酸、ε−カプロラクトンなどがあげられる。
【００１８】
前記共重合ポリエステルは、通常、主体となるテレフタル酸および／またはその誘導体（たとえばテレフタル酸メチル）と、アルキレングリコールとの重合体に少量の共重合成分を含有させて反応させることにより製造するのが、安定性、操作の簡便性の点から好ましいが、主体となるテレフタル酸および／またはその誘導体（たとえばテレフタル酸メチル）と、アルキレングリコールとの混合物に、さらに少量の共重合成分であるモノマーまたはオリゴマー成分を含有させたものを重合させることにより製造してもよい。
【００１９】
前記共重合ポリエステルは、主体となるポリアルキレンテレフタレートの主鎖および／または側鎖に前記共重合成分が重縮合していればよく、共重合の仕方などには特別な限定はない。
【００２０】
前記ポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの具体例としては、たとえばポリエチレンテレフタレートを主体とし、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテルを共重合したポリエステル、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合したポリエステル、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルを共重合したポリエステルなどがあげられる。
【００２１】
前記ポリアルキレンテレフタレートおよび共重合ポリエステルは、１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、共重合ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートを主体とし、ビスフェノールＡのエチレングリコールエーテルを共重合したポリエステル、１，４−シクロヘキサンジメタノールを共重合したポリエステル、５−ナトリウムスルホイソフタル酸ジヒドロキシエチルを共重合したポリエステルなど）が好ましく、これらは２種以上混合したものも好ましい。
【００２２】
（Ａ）成分の固有粘度としては、０．５〜１．４、さらには０．６〜１．２であるのが好ましい。固有粘度が０．５未満の場合、得られる繊維の機械的強度が低下する傾向が生じ、１．４をこえると、分子量の増大に伴い溶融粘度が高くなり、溶融紡糸が困難になったり、繊度が不均一になる傾向が生じる。
【００２３】
本発明に用いられる臭素含有難燃剤（Ｂ）にはとくに限定はなく、一般に用いられている臭素含有難燃剤であれば使用することができる。
【００２４】
（Ｂ）成分の具体例としては、ペンタブロモトルエン、ヘキサブロモベンゼン、デカブロモジフェニル、デカブロモジフェニルエーテル、ビス（トリブロモフェノキシ）エタン、テトラブロモ無水フタル酸、エチレンビス（テトラブロモフタルイミド）、エチレンビス（ペンタブロモフェニル）、オクタブロモトリメチルフェニルインダンなどの臭素化芳香族類、トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェートなどの臭素含有リン酸エステル類、下記一般式（１）で表される臭素化ポリスチレン類、下記一般式（２）で表される臭素化ポリベンジルアクリレート類、下記一般式（３）で表される臭素化エポキシオリゴマー類、臭素化フェノキシ樹脂、下記一般式（４）で表される臭素化ポリカーボネートオリゴマー類、テトラブロモビスフェノールＡ、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（２，３−ジブロモプロピルエーテル）、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（アリルエーテル）、テトラブロモビスフェノールＡ−ビス（ヒドロキシエチルエーテル）などのテトラブロモビスフェノールＡ誘導体、トリス（トリブロモフェノキシ）トリアジンなどの臭素含有トリアジン系化合物、トリス（２，３−ジブロモプロピル）イソシアヌレートなどの臭素含有イソシアヌル酸系化合物などが挙げられる。これらは１種で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００２５】
【化１】
（式中、Ｙは１〜５、ｎは５〜２００を示す）
【化２】
（式中、ｍは５〜１００を示す）
【化３】
（式中、Ｒ1は炭素数１〜１０の炭化水素基、アリール基、アラルキル基、反応性基を含む炭化水素基、臭素含有アリール基、または臭素含有アラルキル基であり、それらはそれぞれ同一であってもよく異なっていてもよい、ｐは１〜８０を示す）
【化４】
（式中、Ｒ2は水素または臭素原子であり、それらはそれぞれ同一であってもよく異なっていてもよい、ｑは１〜８０を示す）
【００２６】
これらの中では、臭素含有リン酸エステル系化合物、臭素化ポリスチレン系化合物、臭素化ベンジルアクリレート系化合物、臭素化エポキシ系化合物、臭素化ポリカーボネート系化合物、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物、臭素含有イソシアヌル酸系化合物が好ましい。
【００２７】
上記（Ｂ）成分の使用量は、（Ａ）成分１００重量部に対し、５〜３０重量部が好ましく、６〜２５重量部がより好ましく、７〜２０重量部がさらに好ましい。使用量が５重量部より少ないと難燃効果が不十分となり、３０重量部より多いと機械的特性、耐熱性、耐ドリップ性が損なわれる。
【００２８】
（Ｂ）成分を配合することにより難燃性は発現されるが、シリコーン系の繊維処理剤を使用した場合や可燃性繊維と混合使用した場合には、十分な難燃性を得るには至らないが、（Ｃ）成分を配合することにより難燃効果が著しく向上し、十分な難燃性を得ることができる。
【００２９】
本発明の（Ｃ）成分に含まれるアンチモン化合物微粒子にはとくに限定はなく、一般に用いられているアンチモン化合物微粒子であれば使用することができる。
【００３０】
アンチモン化合物の具体例としては、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。混合物の紡糸加工性の点から、アンチモン酸ナトリウムが好ましい。
アンチモン化合物微粒子の平均粒子径は１２μｍ以下が好ましく、１０μｍがより好ましく、８μｍがさらに好ましい。
【００３１】
本発明で用いられる（Ｃ）成分は、アンチモン化合物微粒子が、その表面を熱硬化性樹脂及び／または無機材料を用いてマイクロカプセル化されている。
【００３２】
マイクロカプセル化に使用される熱硬化性樹脂には特に限定はなく、一般に用いられているものであれば使用することができ、たとえば、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、フェノール・ホルマリン系樹脂、尿素・ホルマリン系樹脂、メラミン・ホルマリン系樹脂、不飽和ポリエステルなどが挙げられる。
【００３３】
また、マイクロカプセル化に使用される無機材料には特に限定はなく、一般に用いられているものであれば使用することができ、たとえば、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化チタン、水酸化スズ、水酸化セリウムなどが挙げられる。
【００３４】
さらに、無機材料で被覆されたものの上に、熱硬化性樹脂を用いた被覆を形成し、二重に被覆処理したものも使用できる。
【００３５】
マイクロカプセルの製造方法は、公知の方法で製造することができ、たとえば、「新版マイクロカプセルその製法・性質・応用（三共出版株式会社）」に記載されている方法等を採用することができ特に限定されるものではなく、アンチモン化合物の種類、熱硬化性樹脂、無機材料の種類に応じて適宜選択することができる。
【００３６】
本発明で用いられる（Ｃ）成分は、平均粒子径が２〜２０μｍが好ましく、２．５〜１８μｍがより好ましく、３〜１５μｍがさらに好ましい。平均粒子径が２μｍより小さいと取り扱いが非常に悪く、２０μｍより大きいと強度、燃焼性、外観等が悪くなる。
【００３７】
（Ｃ）成分に含まれる熱硬化性樹脂および／または無機材料は、（Ｃ）成分１００重量％中、５〜３０重量％が好ましく、８〜２５重量％がより好ましく、１０〜２０重量％がさらに好ましい。熱硬化性樹脂および／または無機材料の含有量が５重量％より小さいと取り扱いが非常に悪く、３０重量％より大きいと強度、難燃性、外観等が悪くなる。
【００３８】
（Ｃ）成分の使用量は、（Ａ）成分１００重量部に対し、０．５〜１０重量部が好ましく、０．６〜９重量部がより好ましく、０．７〜８重量部がさらに好ましい。使用量が０．５重量部より少ないと、難燃効果の向上が小さく、１０重量部より多いと、加工安定性、外観性、透明性が損なわれる。
【００３９】
本発明に使用するポリエステル系組成物は、たとえば、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分をドライブレンドした後、種々の一般的な混練機を用いて溶融混練することにより製造することができる。
【００４０】
前記混練機の例としては、たとえば一軸押出機、二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどがあげられる。これらのうちでは、二軸押出機が、混練度の調整、操作の簡便性の点から好ましい。
【００４１】
本発明のポリエステル系人工毛髪は、前記ポリエステル系組成物を通常の溶融紡糸法で溶融紡糸することにより製造することができる。
【００４２】
すなわち、たとえば、押出機、ギアポンプ、口金などの温度を２７０〜３１０℃とし、溶融紡糸し、紡出糸条を加熱筒に通過させたのち、ガラス転移点以下に冷却し、５０〜５０００ｍ／分の速度で引き取ることにより紡出糸条が得られる。また、紡出糸条を冷却用の水を入れた水槽で冷却し、繊度のコントロールを行なうことも可能である。加熱筒の温度や長さ、冷却風の温度や吹付量、冷却水槽の温度、冷却時間、引取速度は、吐出量および口金の孔数によって適宜調整することができる。
【００４３】
得られた紡出糸条は熱延伸されるが、延伸は紡出糸条を一旦巻き取ってから延伸する２工程法および巻き取ることなく連続して延伸する直接紡糸延伸法のいずれの方法によってもよい。熱延伸は、１段延伸法または２段以上の多段延伸法で行なわれる。熱延伸における加熱手段としては、加熱ローラ、ヒートプレート、スチームジェット装置、温水槽などを使用することができ、これらを適宜併用することもできる。
【００４４】
本発明のポリエステル系人工毛髪には、必要に応じて、耐熱剤、光安定剤、蛍光剤、酸化防止剤、静電防止剤、顔料、可塑剤、潤滑剤などの各種添加剤を含有させることができる。顔料を含有させることにより、原着繊維を得ることができる。
【００４５】
このようにして得られる本発明のポリエステル系人工毛髪は、非捲縮生糸状の繊維であり、その繊度は、通常、１０〜１００ｄｔｅｘ、さらには２０〜９０ｄｔｅｘであるのが、人工毛髪に適している。また、人工毛髪としては、１６０〜２００℃で美容熱器具（ヘアーアイロン）が使用できる耐熱性を有しており、着火しにくく、自己消火性を有している。
【００４６】
本発明のポリエステル系人工毛髪が原着されている場合、そのまま使用することができるが、原着されていない場合、通常のポリエステル系繊維と同様の条件で染色することができる。
【００４７】
染色に使用される顔料、染料、助剤などとしては、耐候性および難燃性のよいものが好ましい。
【００４８】
本発明のポリエステル系人工毛髪は、美容熱器具（ヘアーアイロン）を用いたカールセット性に優れ、カールの保持性にも優れる。また、繊維表面の凹凸により、適度に艶消されており、人工毛髪として使用することができる。さらに、繊維表面処理剤、柔軟剤などの油剤を使用し、触感、風合を付与して、より人毛に近づけることができる。
【００４９】
また、本発明の難燃性ポリエステル系人工毛髪は、モダアクリル繊維、ポリ塩化ビニル繊維、ナイロン繊維など、他の人工毛髪素材と併用してもよいし、人毛と併用してもよい。
【実施例】
【００５０】
つぎに、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５１】
なお、特性値の測定法は、以下のとおりである。
（紡糸加工性）
ポリエステル系組成物を溶融紡糸した時の紡出糸の状態を評価する。
○：糸切れ、繊度むらがなく、トウ性状が良好である。
△：糸切れはないが、若干の繊度むらがある。
×：糸切れが発生する。
【００５２】
（強度および伸度）
インテスコ社製、ＩＮＴＥＳＣＯ Ｍｏｄｅｌ２０１型を用いて、フィラメントの引張強伸度を測定する。長さ４０ｍｍのフィラメント１本をとり、フィラメントの両端１０ｍｍを、接着剤を糊付けした両面テープを貼り付けた台紙（薄紙）で挟み、一晩風乾させて、長さ２０ｍｍの試料を作製する。試験機に試料を装着し、温度２４℃、湿度８０％以下、荷重３．４×１０-3Ｎ×繊度（ｄｔｅｘ）、引張速度２０ｍｍ／分で試験を行ない、強伸度を測定する。同じ条件で試験を１０回繰り返し、平均値をフィラメントの強伸度とする。
【００５３】
（透明性）
長さ３０ｃｍ、総繊度１０万ｄｔｅｘのトウフィラメントを太陽光のもと、目視により、標準フィラメント（ポリエチレンテレフタレートからなる総繊度１０万ｄｔｅｘのトウフィラメント）と比較評価する。
○：標準フィラメントと同レベルである。
△：標準フィラメントに比べ、わずかに濁りがある。
×：標準フィラメントに比べ、明らかに濁りがある。
【００５４】
（触感）
長さ３０ｃｍ、総繊度１０万ｄｔｅｘのトウフィラメントを手で触り、フィラメント表面のベタツキ感を評価する。
○：ベタツキ感なし。
△：若干ベタツキ感がある。
×：ベタツキ感がある。
【００５５】
（難燃性）
繊度約５０ｄｔｅｘのフィラメントを１５０ｍｍの長さに切り、０．７ｇを束ね、一方の端をクランプで挟んでスタンドに固定して垂直に垂らす。有効長１２０ｍｍの固定したフィラメントに２０ｍｍの炎を３秒間接炎させ、燃焼させて評価する。
−燃焼性−
◎：残炎時間が０秒（着火しない）。
○：残炎時間が３秒未満。
△：残炎時間が３〜１０秒。
×：残炎時間が１０秒以上。
−限界酸素指数−
１６ｃｍ／０．２５ｇのフィラメントを秤量し、端を軽く両面テープでまとめ、懸撚器で挟み撚りをかける。十分に撚りがかかったら、試料の真中を二つに折り２本を撚り合わせる。端をセロテープで止め、全長７ｃｍになるようにする。１０５℃で６０分間前乾燥を行ない、さらにデシケーターで３０分以上乾燥する。乾燥したサンプルを所定の酸素濃度に調整し、４０秒後８〜１２ｍｍに絞った点火器で上部より着火し、着火後点火器を離す。５ｃｍ以上燃えるか、３分以上燃え続けた酸素濃度を調べ、同じ条件で試験を３回繰り返し、限界酸素指数（ＬＯＩ）とする。
【００５６】
（アイロンセット性）
ヘアーアイロンによるカールセットのしやすさ、カール形状の保持性の指標である。フィラメントを１８０℃に加熱したヘアーアイロンにかるく挟み、３回扱き予熱する。このときのフィラメント間の融着、フィラメントの縮れ、糸切れを目視評価する。つぎに、予熱したフィラメントをヘアーアイロンに捲きつけ、１０秒間保持し、アイロンを引き抜く。このときの抜きやすさ（ロッドアウト性）、抜いたときのカールの保持性を目視評価する。
−融着−
○：なし。
△：若干あり。
×：あり。
−縮れ／糸切れ−
○：なし。
△：若干あり。
×：あり。
−ロッドアウト−
○：アイロンロッドが抵抗なく抜ける。
△：若干抵抗がある。
×：抵抗があり、抜け難い。
−セット性−
○：セットが付きやすく、カールが安定している。
△：セットは付く安いが、若干カールが崩れる。
×：セットが付き難い、または、カールが崩れる。
【００５７】
次に、本実施例に使用する（Ｃ）成分の製造例１〜３を示す。
（製造例１）
三酸化アンチモン（ＰＡＴＯＸ−Ｕ、平均粒子径０．０２μｍ、日本精鉱（株）製）１００ｇと、フェノール樹脂（レジトップＰＧＡ−２１６５、群栄化学（株）製）１０ｇを表面改質装置（ハイブリタイザーＮＨＳ−１型、（株）奈良機械製作所製）に投入して、窒素雰囲気下、５０００ｒｐｍ×５分間の処理を行い、フェノール樹脂でマイクロカプセル化された平均粒子径４．５μｍの三酸化アンチモン微粒子（Ｃ−１）を得た。
【００５８】
（製造例２）
三酸化アンチモン（ＰＡＴＯＸ−Ｐ、平均粒子径３μｍ、日本精鉱（株）製）５００ｇを５リッターの蓋付きビーカーにとり、トルエン３リッターを加えて攪拌する。この該溶液にエポキシ樹脂（エピコート８２８、ジャパンエポキシレジン(株)製）５０ｇを添加して、常温で３０分間攪拌する。次いで、予めトルエン５０ｃｃに無水系硬化剤（エピキュア３０６、ジャパンエポキシレジン（株）製）３０ｇを溶解した溶液を添加して、１００℃で５時間攪拌を行った。反応終了後、減圧乾燥によりトルエンを回収してエポキシ樹脂でマイクロカプセル化された平均粒子径９．０μｍの三酸化アンチモン微粒子（Ｃ−２）を得た。
【００５９】
（製造例３）
アンチモン酸ナトリウム（ＮＡ−１０７０Ｌ、平均粒子径３．５μｍ、日産化学工業（株）製）５００ｇを５リッターの蓋付きビーカーにとり、クロロホルム３リッターを加えて攪拌する。この該溶液に不飽和ポリエステル（エポラックＧ−７５３ＰＴＷ、日本触媒(株)製）５０ｇを添加して、常温で３０分間攪拌する。次いで、予めクロロホルム５０ｃｃに硬化触媒メチルエチルケトンパーオキサイド（Ｃａｔ−Ｍ、日本触媒(株)製）０．５ｇを溶解した溶液を添加して、常温で６０分間攪拌を行った。反応終了後、減圧乾燥によりクロロホルムを回収して不飽和ポリエステルでマイクロカプセル化された平均粒子径１１．５μｍのアンチモン酸ナトリウム微粒子（Ｃ−３）を得た。
【００６０】
（実施例１〜７）
表１に示す比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、着色用ポリエステルペレットＰＥＳＭ６１００ ＢＬＡＣＫ（大日精化工業（株）製、カーボンブラック含有量３０％）２部を添加してドライブレンドし、二軸押出機に供給し、２８０℃で溶融混練し、ペレット化したのちに、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。ついで、溶融紡糸機を用いて２８０℃でノズル径０．５ｍｍの丸断面ノズル孔を有する紡糸口金より溶融ポリマーを吐出し、口金下３０ｍｍの位置に設置した水温５０℃の水浴中で冷却し、１００ｍ／分の速度で巻き取って未延伸糸を得た。得られた未延伸糸に対し、８５℃に加熱したヒートロールを用いて４倍に延伸し、２００℃に加熱したヒートロールを用いて熱処理を行い、３０ｍ／分の速度で巻き取り、単繊維繊度が５０ｄｔｅｘ前後のポリエステル系繊維（マルチフィラメント）を得た。
【００６１】
【表１】
＊１：ポリエチレンテレフタレート、カネボウ合繊（株）製
＊２：トリス（トリブロモネオペンチル）ホスフェート、大八化学工業（株）製
＊３：臭素化エポキシ系難燃剤、阪本薬品工業（株）製
＊４：臭素化ポリカーボネート系難燃剤、帝人化成（株）製
＊５：三酸化アンチモン、平均粒子径０．０２μｍ、日本精鉱（株）製
【００６２】
得られた繊維を用いて、強伸度、透明性、触感、難燃性、アイロンセット性を評価した結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
（比較例１〜３）
表１に示す比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、実施例と同様にして、単繊維繊度が５０ｄｔｅｘ前後のポリエステル系繊維（マルチフィラメント）を得た。
【００６５】
得られた繊維を用いて、強伸度、透明性、触感、難燃性、アイロンセット性を評価した結果を表３に示す。
【００６６】
【表３】
【００６７】
表２、表３に示したように、比較例に対し、実施例では、マイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を使用することで、紡糸加工性、透明性、触感、アイロンセット性などの低下がなく、高い難燃性を示すことが確認された。従って今回のマイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子を含む組成物を使用した人工毛髪用繊維は、従来の人工毛髪用繊維に比べ、ポリエステルの機械的特性、熱的特性を維持したまま、紡糸加工性、透明性、触感、セット性、難燃性が改善された人工毛髪として有効に用いることが可能となることを確認した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、臭素含有難燃剤（Ｂ）５〜３０重量部、マイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子（Ｃ）０．５〜１０重量部を溶融混練して得られる組成物から形成された難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項２】
（Ａ）成分が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選ばれた少なくとも１種のポリマーである請求項１記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項３】
（Ｂ）成分が、臭素化芳香族系化合物、臭素含有リン酸エステル系化合物、臭素化ポリスチレン系化合物、臭素化ベンジルアクリレート系化合物、臭素化エポキシ系化合物、臭素化フェノキシ系化合物、臭素化ポリカーボネート系化合物、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物、臭素含有イソシアヌル酸系化合物よりなる群から選ばれた少なくとも１種の難燃剤である請求項１または２記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項４】
（Ｃ）成分が、熱硬化性樹脂および／または無機材料を用いてマイクロカプセル化されている請求項１〜３のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項５】
（Ｃ）成分に含まれるアンチモン化合物微粒子が、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種である請求項１〜４のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項６】
（Ｃ）成分に含まれる熱硬化性樹脂および／または無機材料が、（Ｃ）成分１００重量％中、５〜３０重量％である請求項１〜５のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項７】
（Ｃ）成分のマイクロカプセルの平均粒子径が２〜２０μｍである請求項１〜６のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項８】
単繊維繊度が１０〜１００ｄｔｅｘである請求項１〜７のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項１】
ポリアルキレンテレフタレートおよびポリアルキレンテレフタレートを主体とした共重合ポリエステルの１種以上からなるポリエステル（Ａ）１００重量部に対し、臭素含有難燃剤（Ｂ）５〜３０重量部、マイクロカプセル化されたアンチモン化合物微粒子（Ｃ）０．５〜１０重量部を溶融混練して得られる組成物から形成された難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項２】
（Ａ）成分が、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートよりなる群から選ばれた少なくとも１種のポリマーである請求項１記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項３】
（Ｂ）成分が、臭素化芳香族系化合物、臭素含有リン酸エステル系化合物、臭素化ポリスチレン系化合物、臭素化ベンジルアクリレート系化合物、臭素化エポキシ系化合物、臭素化フェノキシ系化合物、臭素化ポリカーボネート系化合物、テトラブロモビスフェノールＡ誘導体、臭素含有トリアジン系化合物、臭素含有イソシアヌル酸系化合物よりなる群から選ばれた少なくとも１種の難燃剤である請求項１または２記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項４】
（Ｃ）成分が、熱硬化性樹脂および／または無機材料を用いてマイクロカプセル化されている請求項１〜３のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項５】
（Ｃ）成分に含まれるアンチモン化合物微粒子が、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモン、アンチモン酸ナトリウムよりなる群から選ばれた少なくとも１種である請求項１〜４のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項６】
（Ｃ）成分に含まれる熱硬化性樹脂および／または無機材料が、（Ｃ）成分１００重量％中、５〜３０重量％である請求項１〜５のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項７】
（Ｃ）成分のマイクロカプセルの平均粒子径が２〜２０μｍである請求項１〜６のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【請求項８】
単繊維繊度が１０〜１００ｄｔｅｘである請求項１〜７のいずれかに記載の難燃性ポリエステル系人工毛髪。
【公開番号】特開２００６−１４４１８５（Ｐ２００６−１４４１８５Ａ）
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３３８１８６（Ｐ２００４−３３８１８６）
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セロテープ
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２２日（２００４．１１．２２）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．セロテープ
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
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