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アンチモン化合物を含んでなる組成物を溶融紡糸することにより、さらには、溶融混練および溶融紡糸を一工程にて行うことにより、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。
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アンチモン化合物を含んでなる組成物を溶融紡糸することにより、さらには、溶融混練および溶融紡糸を一工程にて行うことにより、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アンチモン化合物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、例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、例えば、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、例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】
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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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】
【０００８】
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アンチモン化合物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ことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
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重量部およびアンチモン化合物（Ｃ）０．５〜１０重量部を含んでな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、ポリアルキレンテレフタレートが、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、臭素含有難燃剤（Ｂ）成分が、臭素化芳香族系難燃剤、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、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、アンチモン化合物（Ｃ）成分が、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種のアンチモン化合物である上記ポリエステル系人工毛髪に関する。
【００１０】
また、上記難燃性ポリエステル系人工毛髪は染色、または、原着されており、単繊維繊度が１０〜１００ｄｔｅｘであることが好ましい。
【００１１】
さらに、上記難燃性ポリエステル系人工毛髪は、ギアポンプおよび紡糸ノズルを備えた混練能力を有する単軸押出機または二軸押出機を用いて、溶融混練および溶融紡糸を一工程にて形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
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】
【００１３】
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）およびアンチモン系化合物（Ｃ）を含んでなる組成物を溶融紡糸した繊維である。
【００１４】
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、例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。ポリアルキレンテレフタレートとしては、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が、入手の容易性およびコストの点から、特に好ましい。
【００１５】
前記主体とするとは、８０モル％以上含有することをいう。
【００１６】
前記共重合成分としては、例えばイソフタル酸、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。
【００１７】
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（例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（例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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、例えば、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。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明に用いられるポリエステル（Ａ）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。ポリエステル（Ａ）の固有粘度が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あり、１．４を超えると、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ある。
【００２２】
本発明に用いられる臭素含有難燃剤（Ｂ）には特に限定はなく、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。
【００２３】
臭素含有難燃剤（Ｂ）の具体例としては、例えば、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、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、一般式（５）で表される臭素化ポリスチレン類、一般式（６）で表される臭素化ポリベンジルアクリレート類、一般式（７）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、一般式（８）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。
【００２４】
【化１】
【００２５】
（式中、Ｙは１〜５、ｎは５〜２００を示す）
【００２６】
【化２】
【００２７】
（式中、ｐは５〜１００を示す）
【００２８】
【化３】
【００２９】
（式中、Ｒ7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）
【００３０】
【化４】
【００３１】
（式中、Ｒ8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）。
【００３２】
これらのなかでは、難燃性付与の点から、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ樹脂系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、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く、繊維物性、耐熱性および加工安定性の点から、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ樹脂系難燃剤がさらに好ましい。
【００３３】
本発明における臭素含有難燃剤（Ｂ）の使用量は、ポリエステル（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。臭素含有難燃剤（Ｂ）の使用量が５重量部未満では難燃効果が得られにくい傾向があり、３０重量部を超えると得られる繊維の機械的特性、耐熱性、耐ドリップ性が損なわれる
本発明においては、臭素含有難燃剤（Ｂ）を配合することにより難燃性は発現されるが、アンチモン化合物（Ｃ）を配合することにより難燃効果が著しく向上する。
【００３４】
本発明に用いられるアンチモン化合物（Ｃ）には、特に限定はなく、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などが挙げられる。これらのなかでは、組成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。
【００３５】
本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）の平均粒子径は、０．０２〜１５μｍが好ましく、０．１〜１２μｍがより好ましく、０．２〜１０μｍがさらに好ましい。
【００３６】
本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）は、必要に応じて、エポキシ化合物、シラン化合物、イソシアネート化合物、チタネート化合物等で表面処理されてもよい。
【００３７】
本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）の使用量は、ポリエステル（Ａ）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、０．７〜７重量部がさらに好ましい。アンチモン化合物（Ｃ）の使用量が０．５重量部未満では、難燃効果の向上が小さくなる傾向があり、１０重量部を超えると、加工安定性、外観性、透明性が損なわれる傾向がある。
【００３８】
本発明で得られるポリエステル系人工毛髪は、例えば、（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して得られたポリエステル系組成物を、単軸押出機を用いて溶融紡糸して得ることができる。
【００３９】
本発明のポリエステル系樹脂組成物の製造に用いられる前記混練機の例としては、例えば、単軸押出機、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。
【００４０】
本発明のポリエステル系人工毛髪を、通常の溶融紡糸法で溶融紡糸する場合には、例えば、単軸押出機、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
また、本発明で得られるポリエステル系人工毛髪は、溶融混練および溶融紡糸を一工程にて形成することができる、すなわち、一旦樹脂組成物を取り出すことなく、一工程で溶融紡糸して得ることができる。
【００４４】
すなわち、本発明で得られるポリエステル系人工毛髪は、例えば、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分をドライブレンドした混合物を、圧縮部〜計量部にかけてミキシングエレメントを使用して混練能力を高めた単軸スクリューを有する単軸押出機、二条型または三条型などの混練能力の高いスクリューエレメントを使用したニーディングブロックを２組組んだ構成のニ軸スクリューを有する二軸押出機またはコ・ニーダーを用いた多軸押出機に対して、吐出脈動を発生しない精度の高いギアポンプおよび紡糸ノズルを取付けた溶融紡糸装置を用いて、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分の混合物を溶融混練すると共に、紡糸ノズルへ供給し、原料混合物から直接、フィラメントを得ることができる。
【００４５】
さらに、押出機のスクリューの長さ（Ｌ）とスクリューの径（Ｄ）の関係、吐出量（Ｑ）とスクリュー回転数（Ｒ）の関係を適宜調整することで、混練能力を向上させることができ、より均一に溶融混練することもできる。
【００４６】
従来、人工毛髪の製造において、難燃剤や難燃助剤を練り込んだり、原着による着色を実施したりする場合には、広く使用されている単軸押出機を用いた溶融紡糸装置では、樹脂組成物の均一混練が難しく、混練むら、色むらや繊度むらが発生するため、満足できる品質の人工毛髪を得ることができないのが実状であった。これに対して、本発明における混練能力を高めたスクリュー構成を有する単軸あるいはニ軸押出機およびコ・ニーダーを用いた溶融紡糸装置を使用することにより、均一混練ができ、一回の溶融で安定に人工毛髪を得ることができる。
【００４７】
本発明において、安定に紡糸加工するためには、押出機の吐出脈動を吸収し、吐出むらのない精度の高いギアポンプを使用し、溶融樹脂の滞留や偏流が起こらないように設計した紡糸ノズルを使用することが好ましい。
【００４８】
このように工程の簡略化すること、すなわち、一回の溶融にて混練および紡糸を同時にすることにより、溶融時のポリエステルの加水分解や難燃剤などの添加剤類の熱分解抑制の観点から好ましく、さらに、安価に作製することもできるという利点がある。
【００４９】
さらには、本発明のポリエステル系人工毛髪は、（Ａ）および（Ｃ）成分を溶融混練し、溶融紡糸して繊維化した後に、（Ｂ）成分を吸尽加工により本発明のポリエステル系人工毛髪を得ることができる。
【００５０】
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ことが好ましい。
【００５１】
本発明のポリエステル系人工毛髪は染色または原着により着色して使用することができる。染色により着色する場合には、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。また、原着の場合には、通常のポリエステル系繊維に用いられる顔料を溶融混練することにより、原着繊維を得ることができる。
【００５２】
本発明において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。
【００５３】
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（アイロンセット性）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。
【００５４】
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】
【００５５】
次に、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。
【００５６】
なお、特性値の測定法は、以下のとおりである。
【００５７】
（強度および伸度）
引張圧縮試験機（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１／３０ｇＦ×繊度（デニール）、引張速度２０ｍｍ／分で試験を行ない、破断時の引張強度および伸度を測定する。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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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。
【００６１】
（限界酸素指数ＬＯＩ）
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。端を粘着テープで止め、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。
【００６２】
（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、櫛通り、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−
○：融着なし
△：若干融着あり
×：融着あり
−縮れ／糸切れ−
○：縮れ、糸切れ
△：若干融着あり
×：融着あり
−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、抜けがたい
−セット性−
○：セットが付きやすく、カールが安定している
△：セットは付きやすいが、若干カールが崩れる
×：セットは付きがたい、または、カールが崩れる。
【００６３】
本実施例および比較例において使用した原料は、以下のとおりである。
ポリエステル（Ａ）：
・ポリエチレンテレフタレート、日本ユニペット（株）製、ＢＫ−２１８０
臭素含有難燃剤（Ｂ）：
・臭素化エポキシ系難燃剤、阪本薬品工業（株）製、ＳＲ−Ｔ２００００
アンチモン化合物（Ｃ）：
・三酸化アンチモン、日本精鉱（株）製、ＰＡＴＯＸ−Ｐ、平均粒子径（一次粒子）３μｍ
・アンチモン酸ナトリウム、日本精鉱（株）製、ＳＡ−Ａ、平均粒子径（一次粒子）２μｍ
顔料、染料：
・顔料マスタバッチ、カーボンブラック２０ｗｔ％含有、大日精化工業（株）製、ＰＥＳＭ２２３６７ＢＬＡＣＫ
・分散染料、ダイスター（株）製、ダイアニックス ブラック ＳＰＮ リキッド
その他：
・分散剤、明成化学（株）製、ディスパーＴＬ
・ノニオン系界面活性剤、第一工業（株）製、アミラジンＤ
【００６４】
（実施例１および２）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、二軸押出機（日本製鋼所（株）製、ＴＥＸ４４）に供給し、樹脂温度２８０℃で溶融混練し、ペレット化した後に、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。次いで、溶融紡糸機（シンコーマシナリー（株）製、ＳＶ３０）を用いて樹脂温度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、２０℃の冷却風により空冷し、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。
【００６５】
【表１】
【００６６】
得られたポリエステル系繊維を表２に示す条件で染色し、洗浄した。
【００６７】
【表２】
【００６８】
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。
【００６９】
【表３】
【００７０】
（実施例３および４）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、二軸押出機（日本製鋼所（株）製、ＴＥＸ４４）に供給し、シリンダ設定温度２８０℃で溶融混練し、ペレット化した後に、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。次いで、溶融紡糸機（シンコーマシナリー（株）製、ＳＶ３０）を用いてシリンダ設定温度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、２０℃の冷却風により空冷し、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。
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。
【００７１】
（実施例５）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、ギアポンプ（容量１．２ｃｃ）および紡糸ノズル（Φ０．５ｍｍ、２０ホール、丸断面）を有する二軸押出機（Φ３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）を用いて、シリンダー温度２８０℃、紡糸ヘッド温度２７５℃で溶融混練、紡糸した。紡糸ノズルより紡出される紡出糸条を、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紡出糸を得た。得られた紡出糸を８０℃の温水浴中で延伸を行い、４倍延伸糸とし、２００℃に加熱したヒートロールを用いて、１００ｍ／分の速度で巻き取り、熱処理を行い、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。得られたポリエステル系繊維を表２に示す条件で染色し、洗浄した。
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。
【００７２】
（実施例６、７）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、ギアポンプ（容量１．２ｃｃ）、紡糸ノズル（Φ０．５ｍｍ、２０ホール、丸断面）を有する二軸押出機（Φ３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）を用いて、シリンダー温度２８０℃、紡糸ヘッド温度２７５℃で溶融混練、紡糸した。紡糸ノズルより紡出される紡出糸条を、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紡出糸を得た。得られた紡出糸を８０℃の温水浴中で延伸を行い、４倍延伸糸とし、２００℃に加熱したヒートロールを用いて、１００ｍ／分の速度で巻き取り、熱処理を行い、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。
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。
【００７３】
（比較例１〜３）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、二軸押出機（日本製鋼所（株）製、ＴＥＸ４４）に供給し、シリンダ設定温度２８０℃で溶融混練し、ペレット化した後に、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。次いで、溶融紡糸機（シンコーマシナリー（株）製、ＳＶ３０）を用いてシリンダ設定温度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、２０℃の冷却風により空冷し、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。比較例２については、紡糸性が悪く、フィラメントは得られなかった。
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。
【００７４】
表３に示したように、比較例に対し、実施例では、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、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アンチモン化合物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、例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、例えば、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、例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】
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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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】
【０００８】
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アンチモン化合物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ことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
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重量部およびアンチモン化合物（Ｃ）０．５〜１０重量部を含んでな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、ポリアルキレンテレフタレートが、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、臭素含有難燃剤（Ｂ）成分が、臭素化芳香族系難燃剤、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、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、アンチモン化合物（Ｃ）成分が、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種のアンチモン化合物である上記ポリエステル系人工毛髪に関する。
【００１０】
また、上記難燃性ポリエステル系人工毛髪は染色、または、原着されており、単繊維繊度が１０〜１００ｄｔｅｘであることが好ましい。
【００１１】
さらに、上記難燃性ポリエステル系人工毛髪は、ギアポンプおよび紡糸ノズルを備えた混練能力を有する単軸押出機または二軸押出機を用いて、溶融混練および溶融紡糸を一工程にて形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
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】
【００１３】
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）およびアンチモン系化合物（Ｃ）を含んでなる組成物を溶融紡糸した繊維である。
【００１４】
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、例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。ポリアルキレンテレフタレートとしては、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が、入手の容易性およびコストの点から、特に好ましい。
【００１５】
前記主体とするとは、８０モル％以上含有することをいう。
【００１６】
前記共重合成分としては、例えばイソフタル酸、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。
【００１７】
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（例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（例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。
【００１８】
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。
【００１９】
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、例えば、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。
【００２０】
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。
【００２１】
本発明に用いられるポリエステル（Ａ）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。ポリエステル（Ａ）の固有粘度が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あり、１．４を超えると、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ある。
【００２２】
本発明に用いられる臭素含有難燃剤（Ｂ）には特に限定はなく、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。
【００２３】
臭素含有難燃剤（Ｂ）の具体例としては、例えば、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、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、一般式（５）で表される臭素化ポリスチレン類、一般式（６）で表される臭素化ポリベンジルアクリレート類、一般式（７）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、一般式（８）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。
【００２４】
【化１】
【００２５】
（式中、Ｙは１〜５、ｎは５〜２００を示す）
【００２６】
【化２】
【００２７】
（式中、ｐは５〜１００を示す）
【００２８】
【化３】
【００２９】
（式中、Ｒ7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）
【００３０】
【化４】
【００３１】
（式中、Ｒ8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）。
【００３２】
これらのなかでは、難燃性付与の点から、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ樹脂系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、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く、繊維物性、耐熱性および加工安定性の点から、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ樹脂系難燃剤がさらに好ましい。
【００３３】
本発明における臭素含有難燃剤（Ｂ）の使用量は、ポリエステル（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。臭素含有難燃剤（Ｂ）の使用量が５重量部未満では難燃効果が得られにくい傾向があり、３０重量部を超えると得られる繊維の機械的特性、耐熱性、耐ドリップ性が損なわれる
本発明においては、臭素含有難燃剤（Ｂ）を配合することにより難燃性は発現されるが、アンチモン化合物（Ｃ）を配合することにより難燃効果が著しく向上する。
【００３４】
本発明に用いられるアンチモン化合物（Ｃ）には、特に限定はなく、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などが挙げられる。これらのなかでは、組成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。
【００３５】
本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）の平均粒子径は、０．０２〜１５μｍが好ましく、０．１〜１２μｍがより好ましく、０．２〜１０μｍがさらに好ましい。
【００３６】
本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）は、必要に応じて、エポキシ化合物、シラン化合物、イソシアネート化合物、チタネート化合物等で表面処理されてもよい。
【００３７】
本発明におけるアンチモン化合物（Ｃ）の使用量は、ポリエステル（Ａ）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、０．７〜７重量部がさらに好ましい。アンチモン化合物（Ｃ）の使用量が０．５重量部未満では、難燃効果の向上が小さくなる傾向があり、１０重量部を超えると、加工安定性、外観性、透明性が損なわれる傾向がある。
【００３８】
本発明で得られるポリエステル系人工毛髪は、例えば、（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して得られたポリエステル系組成物を、単軸押出機を用いて溶融紡糸して得ることができる。
【００３９】
本発明のポリエステル系樹脂組成物の製造に用いられる前記混練機の例としては、例えば、単軸押出機、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。
【００４０】
本発明のポリエステル系人工毛髪を、通常の溶融紡糸法で溶融紡糸する場合には、例えば、単軸押出機、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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
また、本発明で得られるポリエステル系人工毛髪は、溶融混練および溶融紡糸を一工程にて形成することができる、すなわち、一旦樹脂組成物を取り出すことなく、一工程で溶融紡糸して得ることができる。
【００４４】
すなわち、本発明で得られるポリエステル系人工毛髪は、例えば、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分をドライブレンドした混合物を、圧縮部〜計量部にかけてミキシングエレメントを使用して混練能力を高めた単軸スクリューを有する単軸押出機、二条型または三条型などの混練能力の高いスクリューエレメントを使用したニーディングブロックを２組組んだ構成のニ軸スクリューを有する二軸押出機またはコ・ニーダーを用いた多軸押出機に対して、吐出脈動を発生しない精度の高いギアポンプおよび紡糸ノズルを取付けた溶融紡糸装置を用いて、（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）成分の混合物を溶融混練すると共に、紡糸ノズルへ供給し、原料混合物から直接、フィラメントを得ることができる。
【００４５】
さらに、押出機のスクリューの長さ（Ｌ）とスクリューの径（Ｄ）の関係、吐出量（Ｑ）とスクリュー回転数（Ｒ）の関係を適宜調整することで、混練能力を向上させることができ、より均一に溶融混練することもできる。
【００４６】
従来、人工毛髪の製造において、難燃剤や難燃助剤を練り込んだり、原着による着色を実施したりする場合には、広く使用されている単軸押出機を用いた溶融紡糸装置では、樹脂組成物の均一混練が難しく、混練むら、色むらや繊度むらが発生するため、満足できる品質の人工毛髪を得ることができないのが実状であった。これに対して、本発明における混練能力を高めたスクリュー構成を有する単軸あるいはニ軸押出機およびコ・ニーダーを用いた溶融紡糸装置を使用することにより、均一混練ができ、一回の溶融で安定に人工毛髪を得ることができる。
【００４７】
本発明において、安定に紡糸加工するためには、押出機の吐出脈動を吸収し、吐出むらのない精度の高いギアポンプを使用し、溶融樹脂の滞留や偏流が起こらないように設計した紡糸ノズルを使用することが好ましい。
【００４８】
このように工程の簡略化すること、すなわち、一回の溶融にて混練および紡糸を同時にすることにより、溶融時のポリエステルの加水分解や難燃剤などの添加剤類の熱分解抑制の観点から好ましく、さらに、安価に作製することもできるという利点がある。
【００４９】
さらには、本発明のポリエステル系人工毛髪は、（Ａ）および（Ｃ）成分を溶融混練し、溶融紡糸して繊維化した後に、（Ｂ）成分を吸尽加工により本発明のポリエステル系人工毛髪を得ることができる。
【００５０】
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ことが好ましい。
【００５１】
本発明のポリエステル系人工毛髪は染色または原着により着色して使用することができる。染色により着色する場合には、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。また、原着の場合には、通常のポリエステル系繊維に用いられる顔料を溶融混練することにより、原着繊維を得ることができる。
【００５２】
本発明において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。
【００５３】
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（アイロンセット性）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。
【００５４】
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】
【００５５】
次に、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。
【００５６】
なお、特性値の測定法は、以下のとおりである。
【００５７】
（強度および伸度）
引張圧縮試験機（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１／３０ｇＦ×繊度（デニール）、引張速度２０ｍｍ／分で試験を行ない、破断時の引張強度および伸度を測定する。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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（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。
【００６０】
（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。
【００６１】
（限界酸素指数ＬＯＩ）
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。端を粘着テープで止め、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。
【００６２】
（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、櫛通り、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−
○：融着なし
△：若干融着あり
×：融着あり
−縮れ／糸切れ−
○：縮れ、糸切れ
△：若干融着あり
×：融着あり
−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、抜けがたい
−セット性−
○：セットが付きやすく、カールが安定している
△：セットは付きやすいが、若干カールが崩れる
×：セットは付きがたい、または、カールが崩れる。
【００６３】
本実施例および比較例において使用した原料は、以下のとおりである。
ポリエステル（Ａ）：
・ポリエチレンテレフタレート、日本ユニペット（株）製、ＢＫ−２１８０
臭素含有難燃剤（Ｂ）：
・臭素化エポキシ系難燃剤、阪本薬品工業（株）製、ＳＲ−Ｔ２００００
アンチモン化合物（Ｃ）：
・三酸化アンチモン、日本精鉱（株）製、ＰＡＴＯＸ−Ｐ、平均粒子径（一次粒子）３μｍ
・アンチモン酸ナトリウム、日本精鉱（株）製、ＳＡ−Ａ、平均粒子径（一次粒子）２μｍ
顔料、染料：
・顔料マスタバッチ、カーボンブラック２０ｗｔ％含有、大日精化工業（株）製、ＰＥＳＭ２２３６７ＢＬＡＣＫ
・分散染料、ダイスター（株）製、ダイアニックス ブラック ＳＰＮ リキッド
その他：
・分散剤、明成化学（株）製、ディスパーＴＬ
・ノニオン系界面活性剤、第一工業（株）製、アミラジンＤ
【００６４】
（実施例１および２）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、二軸押出機（日本製鋼所（株）製、ＴＥＸ４４）に供給し、樹脂温度２８０℃で溶融混練し、ペレット化した後に、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。次いで、溶融紡糸機（シンコーマシナリー（株）製、ＳＶ３０）を用いて樹脂温度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、２０℃の冷却風により空冷し、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。
【００６５】
【表１】
【００６６】
得られたポリエステル系繊維を表２に示す条件で染色し、洗浄した。
【００６７】
【表２】
【００６８】
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。
【００６９】
【表３】
【００７０】
（実施例３および４）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、二軸押出機（日本製鋼所（株）製、ＴＥＸ４４）に供給し、シリンダ設定温度２８０℃で溶融混練し、ペレット化した後に、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。次いで、溶融紡糸機（シンコーマシナリー（株）製、ＳＶ３０）を用いてシリンダ設定温度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、２０℃の冷却風により空冷し、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。
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。
【００７１】
（実施例５）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、ギアポンプ（容量１．２ｃｃ）および紡糸ノズル（Φ０．５ｍｍ、２０ホール、丸断面）を有する二軸押出機（Φ３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）を用いて、シリンダー温度２８０℃、紡糸ヘッド温度２７５℃で溶融混練、紡糸した。紡糸ノズルより紡出される紡出糸条を、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紡出糸を得た。得られた紡出糸を８０℃の温水浴中で延伸を行い、４倍延伸糸とし、２００℃に加熱したヒートロールを用いて、１００ｍ／分の速度で巻き取り、熱処理を行い、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。得られたポリエステル系繊維を表２に示す条件で染色し、洗浄した。
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。
【００７２】
（実施例６、７）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、ギアポンプ（容量１．２ｃｃ）、紡糸ノズル（Φ０．５ｍｍ、２０ホール、丸断面）を有する二軸押出機（Φ３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３０）を用いて、シリンダー温度２８０℃、紡糸ヘッド温度２７５℃で溶融混練、紡糸した。紡糸ノズルより紡出される紡出糸条を、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紡出糸を得た。得られた紡出糸を８０℃の温水浴中で延伸を行い、４倍延伸糸とし、２００℃に加熱したヒートロールを用いて、１００ｍ／分の速度で巻き取り、熱処理を行い、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。
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。
【００７３】
（比較例１〜３）
表１に示す配合比率の組成物を、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥し、ドライブレンドし、二軸押出機（日本製鋼所（株）製、ＴＥＸ４４）に供給し、シリンダ設定温度２８０℃で溶融混練し、ペレット化した後に、水分量１００ｐｐｍ以下に乾燥させた。次いで、溶融紡糸機（シンコーマシナリー（株）製、ＳＶ３０）を用いてシリンダ設定温度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、２０℃の冷却風により空冷し、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。比較例２については、紡糸性が悪く、フィラメントは得られなかった。
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。
【００７４】
表３に示したように、比較例に対し、実施例では、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、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、アンチモン系化合物（Ｃ）０．５〜１０重量部より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。
【請求項２】
ポリアルキレンテレフタレートが、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】
臭素含有難燃剤（Ｂ）が、臭素化芳香族系難燃剤、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、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および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】
アンチモン系化合物（Ｃ）が、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンおよび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種のアンチモン化合物である請求項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】
前記難燃性ポリエステル系人工毛髪が、染色されている請求項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】
前記難燃性ポリエステル系人工毛髪が、原着されている請求項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７】
前記難燃性ポリエステル人工毛髪が、ギアポンプおよび紡糸ノズルを備えた混練能力を有する単軸押出機または二軸押出機を用いて、溶融混練および溶融紡糸を一工程にて形成された繊維である請求項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、アンチモン系化合物（Ｃ）０．５〜１０重量部より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。
【請求項２】
ポリアルキレンテレフタレートが、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】
臭素含有難燃剤（Ｂ）が、臭素化芳香族系難燃剤、臭素含有リン酸エステル系難燃剤、臭素化ポリスチレン系難燃剤、臭素化ベンジルアクリレート系難燃剤、臭素化エポキシ系難燃剤、臭素化フェノキシ系難燃剤、臭素化ポリカーボネート系難燃剤、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および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】
アンチモン系化合物（Ｃ）が、三酸化アンチモン、四酸化アンチモン、五酸化アンチモンおよび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種のアンチモン化合物である請求項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】
前記難燃性ポリエステル系人工毛髪が、染色されている請求項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】
前記難燃性ポリエステル系人工毛髪が、原着されている請求項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７】
前記難燃性ポリエステル人工毛髪が、ギアポンプおよび紡糸ノズルを備えた混練能力を有する単軸押出機または二軸押出機を用いて、溶融混練および溶融紡糸を一工程にて形成された繊維である請求項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２００６−２２５７８８（Ｐ２００６−２２５７８８Ａ）
【公開日】平成１８年８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３９８７０（Ｐ２００５−３９８７０）
【出願日】平成１７年２月１６日（２００５．２．１６）
【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８月３１日（２００６．８．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年２月１６日（２００５．２．１６）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【Ｆターム（参考）】
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