JPS62156309A - 合成繊維上に緻密な凹凸形状表面を付与する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は溶融紡糸繊維の表面に特殊形状の微細突起を形
成させる方法に関し、特にヒトの毛蟹に近イ以する表面
構造を付与しうる新規な方法に関するものである。

〔背景技術〕

現在、かつら用人工毛髪として使用される合成繊維には
塩化ビニル系繊維あるいはアクリル系繊維などがあるが
、これらは一般に耐熱性に乏しく熱セントは容易である
が形態保持性が悪く、温水での洗髪、ドライヤー乾燥な
どに難点があった。

一方、溶融紡糸法で紡糸される合成繊維は耐熱性は充分
であるが、繊維表面が極めて平滑性であるため、特有の
鏡面光沢を呈し且つ特有のワキシー惑があって惑触、風
合ともかつら用毛髪として使用するには違和感があり、
ヒトの毛髪とは掻めて程遠い。

溶融紡糸された合成繊維の光沢を抑える方法は種々報告
されている。一般的には艶消し剤としてシリカ、酸化チ
タンのような無咀物を混入させる方法がある。この方法
は光沢はなくなるがカラー表現に影響を与えて好ましく
ない。

特開昭４８−１３６９５号公報には低屈折率の樹脂を繊
維表面に被覆して表面反射を抑える方法が開示されてい
るが、表面の滑らかさは変わらず、天然毛髪の感触、風
合には及ばない。

繊維表面に凹凸を形成させることで光を乱反射させて鏡
面光沢を改良し、風合や感触を改善する試みも種々開発
されている。例えば、特公昭４３−２２３４９号公報に
はポリアミド繊維の表面を無機酸によって溶解浸蝕させ
る方法が記載されており、特開昭５５−１０７５１２号
公報および特開昭５８−１６３７１９号公報は何れもポ
リエステルに無機物の微細粒子を均一に分散させ、ン容
融紡糸後、繊維表面を溶剤あるいはアルカリ性溶液でエ
ツチング処理して凹凸形状を形成させる方法を記載して
いる。しかし、このような化学的浸蝕法は既製繊維の表
面に腐蝕孔を形成することによって表面凹凸構造を生じ
させるものであるから、毛髪特有の突起物による引掛り
感触に乏しくかつら用人工毛髪としての使用には適さな
い。その他、物理的表面改質法として、例えば特公昭５
９−１１７０９号公報には、ポリエステル繊維表面にグ
ロー放電プラズマを照射して凹凸を付与する方法が開示
されている。しかしながら、この方法は生産コストの上
昇を招き、かつら用人工毛髪の製造には不適当である。

〔発明の概要〕

本発明者等は、かつら用人工毛髪の製造を目的として溶
融紡糸繊維の表面に特殊な凹凸形状構造を形成させる方
法について、種々の実験を試みた結果、意外にも紡糸繊
維の冷却工程を温水中で行い、冷却速度を調節させるこ
とによって、天然毛髪の表面構造に酷似した風合と感触
を有し、自然な光沢を呈する合成繊維を得ることができ
た。この方法は、従来行なわれているような既製の紡糸
繊維の表面に処理を施す方法と違って、紡糸工程の冷却
条件を変えることのみによる全く新規な着想に基づく方
法である。

本発明によれば、少なくとも１重量％の顔料を含む合成
繊維の溶融紡糸に際して、紡出単繊維を少なくとも３０
℃の温水浴中で該単繊維表面に微細突起を形成させるに
充分な時間をもって冷却することを特徴とする合成繊維
表面に緻密な凹凸形状構造を付与する方法が提供される
。

本発明で原料として使用される合成繊維は溶融紡糸可能
なものならば何れでもよいが、好ましくは例えばナイロ
ンのようなポリアミド樹脂が人工毛髪原料として使用さ
れる。

本発明による溶融紡糸方法は一般の方法に従い、通常使
用する合成繊維を用い、これに顔料と分散剤を混合した
マスターバ・ノチを調製し、充分乾燥した合成樹脂チッ
プと混練したもの、または既に顔料、分散剤を含む原着
ベレットを使用する。紡糸口金から吐出した繊維は直ち
に温浴中を通して冷却し、延伸しながら捲き取る。

温水浴の水温は使用する合成繊維原料の溶融温度に関係
するが、−Ｓに３０℃以上の温度で行う。

紡糸繊維表面に所望の凹凸構造を与えるためには浴温度
と浴中を通過させる時間とが相乗的に作用することが判
った。温度が高い程、接触時間が長い程、表面の凹凸構
造が濃密となり、光沢性が失われる。更に、溶融紡糸樹
脂中に含まれる顔料粒子の量にも関係することが確認さ
れている。顔料は通常、１重量％以上が必要であり、こ
れらの粒子状物質が存在しないかまたは０．５重世％以
下では所望の表面構造は得られない。

本発明方法によって得られる紡糸繊維の表面凹凸形状構
造は表面全体にランダムに１〜５μの突起が表面から盛
り上がつて形成されており、延伸によって繊維の長さ方
向に延びた突起と突起との間に３〜７μ、長さ方向と直
角の方向に延びた０、３〜１μの凹み部分が形成されて
いる。また、それらの表面構造中に繊維の長さ方向と直
角方向にそれぞれ３〜７μ、０．３〜１μの突起部分と
それらに囲まれて０．５〜１μの円形の凹み部分がラン
ダムに形成されている。この状態は添付の電子顕微鏡写
真（１０００倍）によく現れている。この原因は明らか
ではないが、温水中で部分的に表面にある半溶融状のナ
イロン分子が再結晶化をする際、例えば球晶状のものが
形成されて表面に現れるのではないかと思われる。この
際、カーボン粒子や顔料等は球晶状物質の生成促進に役
立つのではないかと推定される。

本発明によって製造された表面に特殊な凹凸形状構造を
有する合成繊維は光を乱反射させて表面光沢が改良され
ることは明らかであるが、この構造の粗密は顔料、分散
剤などの添加物量、冷却浴の温度、浸漬時間によって自
由に変えることができる。特に、生成する繊維をかつら
用の人工毛髪として使用する場合、各個人の希望に応じ
た光沢あるいは風合の繊維を供給することができる。従
って、部分かつらの製造には特に有利である。更に、本
発明方法で得られる繊維は従来方法のように繊維表面に
腐蝕孔を生じさせるものではなく、突起部分を形成させ
るものであるから、天然の毛髪に似た適度の引掛り性を
有し、部分かつらの製造に使用しても自毛とのからみも
よく極端な境目を示さず、自然観を与えることができる
。耐熱性についても、溶融紡糸可能樹脂を使用するので
、塩化ビニル系繊維、アクリル系繊維に較べてはるかに
すぐれており、温水での洗髪やヘアドライヤーの使用も
可能であり、セット後の形態保持性にも問題を生じない
。

以上説明したように、本発明の方法は溶融紡糸法により
口金から吐出した繊維を直接温水冷却すれば、その時点
で繊維表面に従来の方法では見られない特殊の緻密な突
起部を主体とする表面構造を付与するものであり、また
その形状構造も規定された処理条件内の任意の実施によ
り自由に調節できる利点を有するものである。しかも、
従来技術のように薬液処理や高価な処理設備を必要と廿
ず、簡単且つ安全に実施することができる。

以下に典型的樹脂原料としてナイロン６及びナイロン６
．６を用い、本発明を実施例によって説明する。

実施例　工 素材のナイロン６（平均分子量２３５００）チップにカ
ーボンブラック（ファーネスタイプ、粒子径１０〜１０
０　ｍμ）を１０％、分散剤を５％の割合で入れたもの
をマスターバッチとし、素材のナイロン６で最Ｐ：顔料
量が２％になるように混合調節した原料について溶融紡
糸を行った。口金より吐出した繊維は、直ちに８５℃の
温浴を通し巻き取った（吐出速度と捲取り速度とのドラ
フト率は３７．０）。塔長は１３０　ｃｔａである。そ
の後巻き取った繊維を３倍に延伸した。表面の状態は走
査型電子顕微鏡で観察し、その写真を第１図に示した。

この生成物と、従来の人工毛及びかつらに使われている
人髪との物性の比較を第１表に示す。

＊：　商品名　テビロン ＊＊：　　商品名　カネカロン 第１図の写真に示すごとく繊維表面にランダムに凹凸が
発生していることが判る。この凹凸により表面に当たっ
た光が乱反射し従来のような鏡面光沢がなくなる。

また、本繊維の物性は上記第１表のごと〈従来より使わ
れている塩化ビニル系繊維やアクリル系繊維或いはかつ
ら用として使われている天然人髪と較べても遜色ないこ
とが判り、本合成繊維が特にかつら用人工毛として強度
、弾性率、伸び率等の面でも充分使用できることが判っ
た。

実施例　２ 実施例１で調整したマスターバンチを用いて、素材のナ
イロン６チップで最終顔料量が０．５．１　。

１．５．２．０．２．５％になるように混合したものに
ついて実施例１と同じ長さの浴を用い、同じ捲取り速度
で溶融紡糸を行った。その際、温浴の温度を３０〜８０
℃まで変化させ、それぞれ表面の光沢を観察し、官能検
査により評価した。その結果を第２表に示す。

】」ＬＬ 評価　＠：　大変よく消えている ◎：　よく消えている ○：　消えている △：　あまり消えてない ×：　消えてない 第２表に示すごとく顔料・分散剤の量が多いほど、また
浴温か高いほど光沢は消えていることが判る。しかし、
浴温か３０°Ｃ以下か顔料の含量が０．５％程度では浴
温度を調節することによる特殊突起形状物構造生成の効
果は殆ど示されない。このことから顔料粒子は繊維表面
の緻密な突起形成の重要な因子と見られる。したがって
、少なくとも１％以上の粒子の存在が必要である。標準
的顔料添加量である２〜２．５％で本発明の効果が充分
発揮されることは掻めて好都合である。

上記の試験試料の代表的なものについての電子顕微鏡写
真（１０００倍）を第２図（ａ）〜第２図Ｉｆ）として
添付する。

この写真から光沢のよく消えているものほど表面の凹凸
が蜜に明瞭に現れていることが判る。

実施例　３ 素材のナイロン６に無機顔料（カーボンブラック）を２
％入れた原着ベレットと、有機顔料（ポリアゾ系）を２
．９％入れた原着ペレットと、高級顔料（イソインドリ
ノン系）を２，９％入れた原着ペレットを３０：２：１
で混合し、総顔料含を量２．１％（無ｍＲ料１．８％、
有機顔料０．２％、高級顔料０．１　％）のものについ
て実施例１と同じ条件で溶融紡糸を行った。冷却浴の温
度は８５℃である。

生成物の表面の状態を電子顕微鏡（１０００倍）で観察
した。これを第３図に示した。

この写真から、有機顔料、高級顔料を入れると繊維表面
の凹凸は一層細かくなることが判る。

実施例　４ 実施例１で調整したマスターバッチに素材のナイロン６
チップを混合したものについて、温浴の浸漬時間の違い
により表面の凹凸形状がどう変化するか、浴の長さを変
えることにより観察した。

浴温８５℃、捲取り速度は実施例１と同じである。

各処理生成物の電子顕微鏡写真（１０００倍）を第４図
ｔａ＋〜第４図ｆｃ）で示す。塔長は、それぞれ同図（
ａｌが９０ｃｍ、　（ｂｌが１１０　ｃｍ　、　（ｃｌ
が１３０ｃｍである。

その結果、浴の長さが長いほど、つまり浸漬時間が長い
ほど凹凸は大きくなり、浸漬時間が短いとあまり凹凸が
発生しないことが判る。また凹凸の大きさによる光の乱
反射も異なるので光沢にも変化がみられる。

実施例　５ ナイロン６．６（平均分子ｉｔ　２５０００）にカーボ
ンブランク（ファーネスタイプ、粒子径１０〜１００ｍ
μ）を１０％、分散剤を５％の割合で入れたものをマス
ターバッチとし、素材のナイロン６．６で最終顔料量が
２％になるように混合調節した原料について溶融紡糸を
行った。口金より吐出した繊維は、直ちに９５℃のｌユ
浴を通し巻き取った（吐出速度と捲取り速度とのドラフ
ト率は３７．０）。塔長はｌ　３０　、ｃｍである。そ
の後巻き取った繊維を３倍に延伸した。

表面の状態は走査型電子顕微鏡で観察し、その写真を第
５図に示した。この写真から明らかなように、ナイロン
６の場合と同（策に繊維表面にランダムに緻密な凹凸が
形成されていることが判る。またその物性値もナイロン
６の場合とほぼ同じような結果を得た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ナイロン６を用いて生成した本発明による繊
維の延伸後における表面状態を示す電子顕微鏡写真（１
０００倍）である。 第２図は、ナイロン６を用いて生成した本発明による繊
維表面の浴温を変化させた状態における電子顕微鏡写真
（１０００倍）であり、（ａｌ〜（Ｃ１は顔料量が１％
、＋ｄ１〜（ｆｌは顔料量が２％含存されている状態を
示す。 第３図は、ナイロン６を用いて生成した本発明による繊
維表面の、浴温が８５°Ｃで顔料量２．１％を含有した
状態における電子顕微鏡写真（１０００倍）である。 第４図（ａ）〜（Ｃ）は、ナイロン６を用いて生成した
本発明による繊維表面の塔長を変化させた状態における
電子顕微鏡写真（１０００倍）である。 第５図は、ナイロン６．６を用いて生成した本発明によ
る繊維表面の電子顕微鏡写真（１０００倍）である。 第、１図 第’２　ｉ′４＜、ａ、） ゲなシｊ”；”＋５０’％ 第２図でｂン 第　２Ｈン”１（ｏン 第２図（ｄ、） 第２図（ｅ） 、亡、：゛、′、弘　　方−１らＣＺ 第４図（（り 第４”ｌ］−レ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも１重量％の顔料粒子を含む合成繊維の
   溶融紡糸に際して、紡出単繊維を少なくとも３０℃の温
   水浴中で該単繊維表面に微細突起を形成させるに充分な
   時間をもって冷却することを特徴とする合成繊維表面に
   緻密な凹凸形状構造を付与する方法。
2. （２）前記合成繊維がナイロンである、特許請求の範囲
   第１項記載の方法。