專利名稱：人工毛發用聚氯乙烯纖維、其制造方法及其制造裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及在制造假發套(wig)、部分假發(hairpiece)、辮子(braid)、駁發條(extension hair)等頭發裝飾制品時使用的具有類似于人的頭發的光澤、色彩和手感的人工毛發用聚氯乙烯纖維、其制造方法及其制造裝置。
背景技術：
以往，作為頭發用的人工毛發用纖維使用的合成纖維有聚酯纖維、丙烯酸類纖維、聚氯乙烯類纖維等合成纖維，特別是聚氯乙烯類纖維由于強度、伸長率、透明性以及卷曲保持性優異，因此大量地作為頭發用的人工毛發用纖維使用。但是，由通常的熔融紡絲法成型的合成纖維由于表面平滑，因此光澤強、另外，在觸感上，由于塑料特有的滑動感強，因此，與天然毛發的自然的手感相去甚遠。
因此，為了解決這樣的問題，提出了一種制作在聚酯類纖維中含有氧化硅類無機粒子、交聯聚苯乙烯等有機粒子，并且在其表面具有特定形狀的凸部的聚酯類纖維的技術(參照專利文獻1)，該聚酯類纖維雖然多少可以使其光澤和滑動感降低，但仍然不能獲得達到天然毛發那樣的光澤、觸感和自然的手感。而且，該專利文獻1中記載的技術雖然適用于聚氯乙烯類纖維的制造，但由于聚氯乙烯類樹脂熔融粘度高，將在該聚氯乙烯類樹脂中含有氧化硅類無機粒子、交聯聚苯乙烯等有機粒子的樹脂組合物進行紡絲時，在紡絲時產生斷絲，因此，存在纖維成型性降低的問題。
另一方面，為了解決上述問題，提出了對紡絲的聚酰胺纖維實施冷卻處理，從而對聚酰胺纖維的表面賦予皺紋狀的凹凸的技術(參照專利文獻2)，該聚酯類纖維雖然多少可以使其光澤和滑動感降低，但仍然不能獲得達到天然毛發那樣的光澤、觸感和自然的手感。而且，該專利文獻2中記載的技術雖然適用于聚氯乙烯類纖維的制造，但由于得到的聚氯乙烯類纖維的表面凹凸小，依然存在不能得到天然毛發那樣的光澤、觸感和自然的手感的問題。
另外，還提出了一種假發用單纖維，所述假發用單纖維是適當混合含有截面形狀為在放射方向具有偶數個突起的單纖維(A)、截面形狀為在放射方向具有奇數個突起的單纖維(B)、截面成近似圓形的二或三根單纖維鄰接而形成，并且以鄰接的單纖維之間的接點大致等于該單纖維的半徑的寬度連接的單纖維(C)的三種單纖維而形成的(參照專利文獻3)，該假發用單纖維根據纖維的截面形狀或混合比例，依然存在不能得到天然毛發那樣的光澤、觸感和自然的手感的問題。
專利文獻1特許第3175222號公報專利文獻2特開昭62-156308號公報專利文獻3特開昭55-76102號公報發明內容發明要解決的課題本發明以解決這些問題為目的。
即，本發明的目的在于提供一種人工毛發用聚氯乙烯纖維、其制造方法及其制造裝置，所述人工毛發用聚氯乙烯纖維可以維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感和自然的手感。
解決課題的手段為了實現上述目的，權利要求1記載的發明是一種人工毛發用聚氯乙烯纖維，該人工毛發用聚氯乙烯纖維是使用噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽(ランド)的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物而得到的人工毛發用聚氯乙烯類纖維，其特征在于，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的算術平均粗糙度(Ra)為0.18～0.38μm，并且，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的最大高度(Ry)為0.5～3.5μm。
權利要求2記載的發明的特征是，在權利要求1記載的發明中，在將上述人工毛發用聚氯乙烯類纖維的截面中的通過重心的最大線段長度作為Mmax(mm)、將截面積作為S(mm2)、并且將外周長度作為L(mm)時，使(L·Mmax)/S的值為4.2～7.0的范圍內。
權利要求3記載的發明的特征是，在權利要求1或2記載的發明中，上述聚氯乙烯類樹脂組合物由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4。
權利要求4記載的發明的特征是，在權利要求1～3中的任一項記載的發明中，上述聚氯乙烯類樹脂組合物含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑。
權利要求5記載的發明是一種制造人工毛發用聚氯乙烯類纖維的方法，其特征在于，使用噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物。
權利要求6記載的發明的特征是，在權利要求5記載的發明中，上述聚氯乙烯類樹脂組合物由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4。
權利要求7記載的發明的特征是，在權利要求5或6記載的發明中，上述聚氯乙烯類樹脂組合物含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑。
權利要求8記載的發明的特征是，在權利要求5～7中的任一項記載的發明中，使上述每單位噴嘴孔的流出量為80～150g/h。
權利要求9記載的發明是一種人工毛發用聚氯乙烯類纖維的紡絲裝置，其特征在于，具有噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴。
發明的效果按照權利要求1記載的發明，可以提供一種人工毛發用聚氯乙烯類纖維，該人工毛發用聚氯乙烯纖維是使用噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物而得到的人工毛發用聚氯乙烯纖維，由于該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的算術平均粗糙度(Ra)為0.18～0.38μm，并且，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的最大高度(Ry)為0.5～3.5μm，因此，可以維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感。
按照權利要求2記載的發明，由于在將上述人工毛發用聚氯乙烯類纖維的截面中的通過重心的最大線段長度作為Mmax(mm)、將截面積作為S(mm2)、并且將外周長度作為L(mm)時，使(L·Mmax)/S的值為4.2～7.0的范圍內，因此，不會降低纖維強度以及噴嘴的耐久性，并可以制成更加抑制光澤的纖維截面形狀。
按照權利要求3記載的發明，由于上述聚氯乙烯類樹脂組合物由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4，因此，可以提供維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
按照權利要求4記載的發明，由于上述聚氯乙烯類樹脂組合物含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑，因此，在纖維表面容易形成凹凸，從而可以制成更加抑制光澤的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
按照權利要求5記載的發明，由于使用噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物，因此，可以提供維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
按照權利要求6記載的發明，由于上述聚氯乙烯類樹脂組合物由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4，因此，可以制造維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
按照權利要求7記載的發明，由于上述聚氯乙烯類樹脂組合物含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑，因此，在纖維表面容易形成凹凸，從而可以制造更加抑制光澤的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
按照權利要求8記載的發明，由于使上述每單位噴嘴孔的流出量為80～150g/h，因此，在纖維表面容易形成凹凸，從而可以維持纖維強度和纖維成型性，并且容易產生天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感。
按照權利要求9記載的發明，由于是特征為具有噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的紡絲裝置，因此，可以制造維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
圖1是示出表示本發明的一個實施方式的紡絲人工毛發用聚氯乙烯類纖維的噴嘴的截面的示意圖。
圖2是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的截面的示意圖。
圖3是示出表示本發明的一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的圓形截面的示意圖。
圖4是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的齒輪形截面的示意圖。
圖5是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的眼鏡形截面的示意圖。
圖6是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的Y型截面的示意圖。
圖7是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的5葉型截面的示意圖。
符號的說明1 噴嘴導入部2 噴嘴孔10 噴嘴具體實施方式
圖1是示出表示本發明的一個實施方式的紡絲人工毛發用聚氯乙烯類纖維的噴嘴的截面的示意圖。圖2是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的截面的示意圖。圖3是示出表示本發明的一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的圓形截面的示意圖。圖4是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的齒輪形截面的示意圖。圖5是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的眼鏡形截面的示意圖。圖6是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的Y型截面的示意圖。圖7是示出表示本發明的另一個實施方式的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的5葉型截面的示意圖。
如圖1所示，本發明的人工毛發用聚氯乙烯類纖維是使用噴嘴孔2的直徑(D)和噴嘴孔2的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部1的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部1中的噴嘴孔2的最終導入角度為20°～90°的噴嘴10，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物而得到的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。并且，本發明的人工毛發用聚氯乙烯類纖維，其長度方向的按照JIS B0601規定的算術平均粗糙度(Ra)為0.18～0.38μm，并且，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的最大高度(Ry)為0.5～3.5μm。
上述算術平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Ry)的值，是由使用非接觸激光顯微鏡的測定值計算出的值，作為可以進行這樣測定的評價裝置，可以舉出，例如KEYENCE株式會社制造的非接觸激光顯微鏡VK-8500等。
而且，上述算術平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Ry)可以使用JISB 0601規定的計算式算出。即，“算術平均粗糙度(Ra)”是在將長度方向300μm中的粗糙度曲線的平均線方向為X軸，且以與X軸垂直的方向為Y軸，用y＝f(x)表示粗糙度曲線時，將由以下的數學式1求得的值用微米Ra=1300∫0300|f(x)|dx]]>另外，上述“最大高度(Ry)”是在與粗糙度曲線垂直的方向測定在長度方向300μm的粗糙度曲線的峰頂線(山頂線)和谷底線(谷底線)的間隔，并將該值用微米(μm)來表示的值。以下，在本說明書中，Ra和Ry都是在纖維的長度方向測定的值。
紡絲聚氯乙烯類樹脂的噴嘴的前端結構由于會對聚氯乙烯類樹脂的混煉狀態帶來影響，因此，當L/D比1小時，從噴嘴前端擠出的熔融聚氯乙烯類樹脂的紊流變大，故Ra比0.38大，而且Ry比3.5大，因此容易產生斷絲。另外，當L/D比3大時，由于噴嘴前端擠出的熔融聚氯乙烯類樹脂為層流，故Ra比0.18小，而且Ry比0.5小，因此光澤變強，而且觸感變差。L/D比1小以及L/D比3大的噴嘴的前端結構在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、以及聚丙烯(PP)的紡絲時是常用的結構，但在聚氯乙烯類樹脂(PVC)中，由于樹脂的熔融粘度變大，并且樹脂壓變大，故噴嘴前端結構的影響變大，因此，特定L/D成為關鍵。因此，在本發明中，L/D為1～3。即，想要得到通常的聚氯乙烯類纖維，紡絲聚氯乙烯類樹脂的噴嘴中的L/D為4～10。
一般來說，由于聚氯乙烯類樹脂的樹脂壓大，L/D小時，不能維持噴嘴的強度。因此，為了得到人工毛發用聚氯乙烯類纖維，需要特定對噴嘴孔的導入角度、以及噴嘴導入部的厚度。對噴嘴孔的導入角度比20°小時，由于噴嘴前端擠出的熔融樹脂為層流，故Ra比0.18小，而且Ry比0.5小，因此光澤變強，而且觸感變差。另外，對噴嘴孔的導入角度比90°大時，由于對噴嘴的樹脂壓變大，不能維持噴嘴的強度，并且Ra和Ry的值也變大。另外，噴嘴厚度為4mm或4mm以下時，由于噴嘴強度降低，噴嘴被損傷。在本發明中，對噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°，而且，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上。
每單位噴嘴孔的流出量比65g/h少時，由于聚氯乙烯類樹脂的混煉順利進展，故Ra比0.18小，而且Ry比0.5小，因此光澤變強，而且觸感變差。另外，比165g/h多時，由于聚氯乙烯類樹脂的混煉變得不充分，故Ra比0.38大，而且Ry比3.5大，因此，纖維的觸感變差，而且纖維的強度降低，另外，紡絲性也變差。因此，在本發明中，每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，優選80～150g/h。即，在本發明中，通過使每單位噴嘴的流出量為65～165g/h，控制聚氯乙烯類樹脂的混煉狀態，在纖維表面作出凹凸，從而可以控制光澤、觸感和手感。
這樣，可以提供一種人工毛發用聚氯乙烯纖維，該人工毛發用聚氯乙烯纖維是使用噴嘴孔2的直徑(D)和噴嘴孔2的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部1中的噴嘴孔2的最終導入角度為20°～90°的噴嘴10，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物而得到的人工毛發用聚氯乙烯類纖維，當該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的算術平均粗糙度(Ra)為0.18～0.38μm，并且，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的最大高度(Ry)為0.5～3.5μm時，可以維持纖維的強度和纖維的成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感。
如圖2所示，在本發明的人工毛發用聚乙烯類纖維20中，在將截面中的通過重心的最大線段長度13作為Mmax(mm)、將截面積11作為S(mm2)、并且將外周長度12作為L(mm)時，使(L·Mmax)/S的值為4.2～7.0的范圍內。這些人工毛發用聚氯乙烯類纖維20的截面中的通過重心的最大線段長度13的Mmax(mm)、截面積(11)以及外周長度(12)可以使用上述的非接觸激光顯微鏡來測定。
這樣，當將上述人工毛發用聚氯乙烯類纖維10的截面中的通過重心的最大線段長度13作為Mmax(mm)、將截面積11作為S(mm2)、并且將外周長度12作為L(mm)時，如果使(L·Mmax)/S的值為4.2～7.0的范圍內，可以不會使纖維強度和噴嘴的耐久性降低而制成更加抑制光澤的纖維截面形狀。(L·Mmax)/S的值比4.2小時，由于不會充分發生光的漫反射，因此存在光澤的抑制效果變得不充分的擔心，比7.0大時，有噴嘴的耐久性或纖維強度降低，或者紡絲性降低的情況。
換言之，上述人工毛發用聚氯乙烯類纖維10的截面的通過重心的最大線段長度13以及外周長度12越大、截面積11越小，而且(L·Mmax)/S的值越大，纖維截面形狀的凹凸多，成為扁癟(いびつ)的形狀，因此，可以成為更加抑制光澤的纖維截面形狀。
在本發明中，上述聚氯乙烯類樹脂組合物優選由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4。這樣，當上述聚氯乙烯類樹脂組合物由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4時，可以提供維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
高級脂肪酸酯類潤滑劑和聚乙烯類潤滑劑分別單獨使用，降低樹脂和成型機表面的摩擦作用強，在纖維表面形成粒狀的塊，有時使觸感降低。對于其理由雖然還不明確，但如果并用高級脂肪酸酯類潤滑劑和聚乙烯類潤滑劑，高級脂肪酸類潤滑劑使樹脂粒子間的摩擦減輕的作用變強，從而可以作出具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的纖維表面形狀。
本發明使用的高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)優選醇或多元醇的脂肪酸酯，但只要不違背本發明的目的，也可以使用這些以外的公知的潤滑劑。具體地，可以是硬化油、硬脂酸丁酯、硬脂酸單甘油酯、季戊四醇四硬脂酸酯、硬脂酸十八烷酯等，也可以是它們的2種或2種以上的混合物。
上述高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)的配合量變多時，算術平均粗糙度(Ra)和最大高度(Ry)為變小的傾向。上述高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)的配合量優選相對于聚氯乙烯類樹脂100質量份為0.3～3質量份。其配合量不足0.3質量份時，由于抑制聚氯乙烯類樹脂粒子問的摩擦作用變弱，不能充分進行聚氯乙烯類樹脂的混煉，因此，在纖維表面形成粒狀的塊，有觸感降低的擔心。其配合量超過3質量份時，由高級脂肪酸酯類潤滑劑引起的減輕聚氯乙烯類樹脂和成型機的摩擦作用變得過強，因此不能充分進行聚氯乙烯類樹脂的混煉，因此，有導致紡絲性降低的擔心。
本發明使用的聚乙烯類潤滑劑(b)優選平均分子量為2000～6000，并且密度為0.95～0.98的高密度聚乙烯類潤滑劑，但只要不違背本發明的目的，可以使用這些以外的公知的潤滑劑。
另外，聚乙烯類潤滑劑(b)的配合量變多時，算術平均粗糙度(Ra)和最大高度(Ry)有變大的傾向。該潤滑劑(b)的配合量優選相對于聚氯乙烯類樹脂100質量份為0.3～1.5質量份。聚乙烯類潤滑劑(b)的配合量不足0.3質量份時，由于聚氯乙烯類樹脂的混煉進展過度，不僅不能抑制光澤，在觸感上也有滑動感變強的情況，而聚乙烯類潤滑劑(b)超過1.5質量份時，由于聚氯乙烯類樹脂的混煉不能充分地進行，在纖維表面形成粒狀的塊，有導致觸感降低的情況。
高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)和聚乙烯類潤滑劑(b)的配合比例(a)/(b)優選為0.5～4。配合比例(a)/(b)不足0.5時，由于減輕紡絲裝置中的摩擦作用變強，聚氯乙烯類樹脂的混煉變得不能充分地進行，因此，在纖維表面形成粒狀的塊，有導致觸感降低的情況，并且，如果配合比例(a)/(b)比4大，由高級脂肪酸酯類潤滑劑引起的減輕聚氯乙烯類樹脂和紡絲裝置表面的摩擦作用變得過強，因此不能充分地進行聚氯乙烯類樹脂的混煉，因此，有時導致紡絲性降低。
控制本發明的聚氯乙烯類纖維的表面粗糙度的值的方法，不僅有調整上述潤滑劑的方法，還可以通過組合例如，用其它的添加劑進行調整的方法、調整成型時的成型條件的方法以及通過纖維的后處理的方法等公知的方法。
在本發明中，上述氯乙烯類樹脂組合物優選含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑。這樣，上述氯乙烯類樹脂組合物含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑時，在纖維表面變得容易形成凹凸，因此，可以制成更加抑制了光澤的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
控制本發明的聚氯乙烯類纖維的表面粗糙度的值的方法，不僅有調整上述潤滑劑的方法，還可以通過組合例如，用其它的添加劑進行調整的方法、調整成型時的成型條件的方法以及通過纖維的后處理的手段方法等公知的方法。
作為用其它的添加劑進行調整的方法，具體地，有調整熱穩定劑或改性用樹脂的添加量、或改變添加劑的形狀(微細粉末化)等方法。例如，由于交聯聚甲基丙烯酸甲酯在熔融紡絲后也可以維持其形狀，因此，如果調整添加的粒子的平均粒徑及其添加量，可以控制算術平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Ry)。另外，如果添加平均粒徑為3μm的交聯聚甲基丙烯酸甲酯粒子，Ry不太變化，Ra有變大的傾向，因此，如果添加平均粒徑為8μm的該粒子，可以不使Ra太變化地增大Ry。
作為調整成型時的成型條件的方法，有通過1)變更熔融紡絲時的熔融擠出機的料筒、模具溫度等、2)變更螺旋旋轉數、3)變更拉伸處理工序時的拉伸溫度、拉伸倍率的方法、4)變更熱松馳處理工序時的熱處理溫度、熱處理倍率。例如，料筒溫度下降時，由于聚氯乙烯類樹脂的混煉性變差，可以增大算術平均粗糙度(Ra)和最大高度(Ry)，另外，如果使得到的聚氯乙烯類纖維的熱處理溫度上升，由于其表面形狀被緩和，可以降低算術平均粗糙度(Ra)和最大高度(Ry)。
在熔融紡絲時，可以對噴嘴或噴嘴流出后的纖維直接、或通過空氣或冷卻介質間接地賦予微米級的振動，從而作出天然毛發那樣的表面凹凸。
作為用后處理來調整纖維表面粗糙度的方法，可以用通過化學藥品的化學處理或等離子體放電、齒輪加工等物理處理等通常的方法來控制算術平均粗糙度(Ra)。
在本發明中，上述“氯乙烯類樹脂”，可以舉出(1)通過氯乙烯的本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合、乳液聚合等得到的物質，但對其聚合方法沒有特別限定，例如，聚氯乙烯、氯化聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、氯化聚乙烯、氯乙烯-醋酸乙烯共聚物、氯乙烯-乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯共聚物、氯乙烯-苯乙烯共聚物、氯乙烯-異丁烯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯共聚物、氯乙烯-苯乙烯-馬來酸酐三元共聚物、氯乙烯-苯乙烯-丙烯腈三元共聚物、氯乙烯-丁二烯共聚物、氯乙烯-異戊二烯共聚物、氯乙烯-氯丙烯共聚物、氯乙烯-偏氯乙烯-醋酸乙烯三元共聚物、氯乙烯-馬來酸酯共聚物、氯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-各種乙烯基醚共聚物等含氯樹脂；(2)它們相互的混合物；(3)這些含氯樹脂和其它的不含氯的合成樹脂，例如，丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯三元共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物、聚酯等的混合物；或(4)聚合含有氯乙烯的嵌段共聚物、聚合含有氯乙烯的接枝共聚物等。
這些“聚氯乙烯類樹脂”的平均聚合度優選600～1600。該平均聚合度比600低時，熔融粘度降低，得到的纖維有變得容易熱收縮的擔心，而該平均聚合度比1600高時，熔融粘度上升，溫度變高，有發生纖維的著色的情況。
在上述“纖維用聚氯乙烯類樹脂組合物”中，還可以配合在以往的聚氯乙烯類組合物中使用的公知的添加劑。這些添加劑是，例如，增塑劑、潤滑劑、相溶劑、加工助劑、增強劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、抗靜電劑、填充劑、阻燃劑、顏料、初期著色改善劑、導電性賦予劑、表面處理劑、光穩定劑、以及香料。
本發明的人工毛發用聚氯乙烯類纖維，其一根的粗細優選20～100旦尼爾，更加優選50～80旦尼爾。這樣，一根聚氯乙烯纖維的粗細為20～100旦尼爾時，成為不遜色于天然毛發的材料，并且，當一根氯乙烯纖維的粗細為50～80旦尼爾時，除此之外，觸感和手感也得到提高。
本發明的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的截面形狀可以是任意的形狀，例如，有圖3～7所示的形狀。
人工毛發用聚氯乙烯類纖維如圖1所示，通過使用噴嘴孔2的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部1的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部1中的噴嘴孔2的最終導入角度為20°～90°的噴嘴10，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物而制造，這樣，使用噴嘴孔2的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部1的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部1中的噴嘴孔2的最終導入角度為20°～90°的噴嘴10，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物時，可以提供維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
在本發明中，上述聚氯乙烯類樹脂組合物優選由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4。這樣，當上述聚氯乙烯類樹脂組合物由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4時，可以制造維持纖維強度和纖維成型性，并且還具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
在本發明中，上述聚氯乙烯類樹脂組合物優選含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑。這樣，當上述聚氯乙烯類樹脂組合物含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑時，在纖維表面容易形成凹凸，因此，可以制造更加抑制了光澤的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
在本發明中，由于使上述單位噴嘴孔的流出量為80～150g/h，在纖維表面容易作出凹凸，因此，可以維持纖維的強度和纖維的成型性，并且容易呈現天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感。
本發明中的聚氯乙烯類樹脂組合物可以作為使用亨舍爾混合器、螺帶式摻混機等混合機混合的粉末混合物、或將其熔融混合的顆粒混合物而獲得。本發明的人工毛發用聚氯乙烯類纖維可以將這些粉末或顆粒混合物用單軸擠出機、異向雙軸擠出機、錐形雙軸擠出機等公知的熔融擠出機進行熔融紡絲后，依次經過拉伸處理工序以及熱松弛處理工序來制造。
在本發明的聚氯乙烯類纖維的制造中，與該纖維截面形狀關聯的(L·Mmax)/S，可以通過改變上述熔融紡絲時的噴嘴形狀來調整。纖維截面形狀雖然與熔融紡絲時的噴嘴形狀完全不同，但可以通過用纖維的熔融紡絲時通常使用的方法將噴嘴形狀進行微調來得到特定的纖維截面形狀。在本發明中，纖維截面形狀沒有特別限定，例如，有如圖3～7所示的形狀作為大致的截面形狀，(L·Mmax)/S的值在圖3的圓形時為4.0，但如果截面形狀變得更加復雜的話，則為更大的值。
在本發明的人工毛發用聚氯乙烯類纖維中，在不損害算術平均粗糙度(Ra)、最大高度(Ry)的數值控制的范圍內，可以視需要添加聚氯乙烯類組合物中使用的以往公知的樹脂或添加劑。作為樹脂的例子，有氯化聚乙烯類樹脂、氯化聚氯乙烯類樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯類樹脂、聚氨酯類樹脂、乙烯-醋酸乙烯類樹脂、乙烯-醋酸乙烯/氯乙烯類樹脂、聚乙烯醇類樹脂等。另外，作為添加劑的例子，有增強劑、紫外線吸收劑、抗氧化劑、抗靜電劑、填充劑、阻燃劑、顏料、初期著色改善劑、導電性賦予劑、表面處理劑、光穩定劑、香料等。
就一根本發明的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的粗細而言，由于20～100旦尼爾的纖維作為人工毛發使用可以表現出天然的效果，因此是合適的，更加優選50～80旦尼爾的纖維，在觸感、手感上也好。
本發明的人工毛發用聚氯乙烯類纖維的紡絲裝置如圖1所示，具有噴嘴孔2的直徑(D)和噴嘴孔2的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部1的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部1中的噴嘴孔2的最終導入角度為20°～90°的噴嘴10。這樣，如果具有噴嘴孔2的直徑(D)和噴嘴孔2的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部1的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部1中的噴嘴孔2的最終導入角度為20°～90°的噴嘴10，可以制造維持纖維強度和纖維成型性，并且具有天然毛發那樣的光澤、觸感以及自然的手感的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
實施例(實施例1)將配合了聚氯乙烯類樹脂(大洋聚氯乙烯株式會社制造，TH-1000)100質量份、水滑石類熱穩定劑(協和化學公司制造，ALCAMIZER-1)3質量份、12羥基硬脂酸鋅(日產化學公司制造，NF-12Zn)0.6質量份、12羥基硬脂酸鈣(日產化學公司制造，NF-12Ca)0.4質量份、作為潤滑劑的配合比為20的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)4.0質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)0.2質量份的聚氯乙烯類樹脂組合物，從具有120個噴嘴截面積為0.06mm2、噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為3，噴嘴導入部的厚度為5mm，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為50°的噴嘴且保持在175℃的圓形紡絲模具中以擠出量125g/小時進行熔融紡絲，制成如圖3所示的具有圓形截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維。然后，將該氯乙烯類纖維在105℃的空氣氛圍氣體下拉伸到300％后，在110℃的空氣氛圍氣體下，使該拉伸的纖維熱處理到收縮成纖維的全長為處理前的75％的長度，得到平均纖度為60旦尼爾的人工毛發用聚氯乙烯類纖維。
(實施例2)除了配合作為潤滑劑的配合比為1.7的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)1.0質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)0.6質量份以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(實施例3)除了配合作為潤滑劑的配合比為0.1的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.2質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)1.6質量份，并且用L·Mmax)/S＝7.4的齒輪型模具進行熔融紡絲，制成如圖4所示的具有齒輪形截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(實施例4)除了配合作為潤滑劑的配合比為1.7的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)1.0質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)0.6質量份，并且用L·Mmax)/S＝7.4的齒輪型模具進行熔融紡絲，制成如圖4所示的具有齒輪形截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(實施例5)除了配合作為潤滑劑的配合比為0.3的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.4質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)1.2質量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的眼鏡型模具進行熔融紡絲，制成如圖5所示的具有眼鏡型截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(實施例6)除了配合作為潤滑劑的配合比為1.7的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)1.0質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)0.6質量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的眼鏡型模具進行熔融紡絲，制成如圖5所示的具有眼鏡型截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(實施例7)除了配合作為潤滑劑的配合比為0.5的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.2質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)0.4質量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的Y型模具進行熔融紡絲，制成如圖6所示的具有Y型截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(實施例8)除了配合作為潤滑劑的配合比為3.5的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.7質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)0.2質量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的5葉型模具進行熔融紡絲，制成如圖7所示的具有5葉型截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(比較例1)除了配合作為潤滑劑的配合比為1.7的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)1.7質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)1.4質量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的眼鏡型模具進行熔融紡絲，制成如圖5所示的具有眼鏡型截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(比較例2)除了配合作為潤滑劑的配合比為0.5的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.6質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)1.2質量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的Y型模具進行熔融紡絲，制成如圖6所示的具有Y型截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(比較例3)除了配合作為潤滑劑的配合比為1.0的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.4質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)0.4質量份，并且用L·Mmax)/S＝5.6的Y型模具進行熔融紡絲，制成如圖6所示的具有Y型截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
(比較例4)除了配合作為潤滑劑的配合比為0.6的高級脂肪酸酯類潤滑劑(Riken Vitamin公司制造，EW-100)0.8質量份、以及聚乙烯蠟(三井石油化學公司制造，Hiwax400P)1.4質量份，并且用(L·Mmax)/S＝5.6的眼鏡型模具進行熔融紡絲，制成如圖5所示的具有眼鏡型截面形狀的平均纖度為180旦尼爾的聚氯乙烯類纖維以外，與上述實施例1同樣地，得到人工毛發用氯乙烯類纖維。
評價以上的實施例1～8以及比較例1～4得到的氯乙烯類纖維的(1)表面形狀、以及(2)測定纖維截面、并評價(3)光澤、(4)觸感、(5)纖維強度、以及(6)紡絲性。評價方法如下。
(1)表面粗糙度使用KEYENCE株式會社制造的非接觸激光顯微鏡VK-8500，在物鏡50倍以及測定間隔0.02μm下，由測定的纖維的長度方向的300μm的粗糙度曲線，通過JIS B 0601規定的計算式，測定算數平均粗糙度(Ra)以及最大高度(Ry)。這些值是對同一個試料3根分別進行10點的上述測定，并以其平均值來表示。
(2)纖維截面形狀的測定使用KEYENCE株式會社制造的非接觸激光顯微鏡VK-8500，在物鏡50倍以及測定間隔0.1μm下，測定通過纖維截面重心的最大線段長度Mmax(μm)、外周長度L(μm)以及纖維截面積S(μm2)，并通過這些測定值求出(L·Mmax)/S的值。
(3)光澤結束24000根單絲，通過在對著直射日光的室內和熒光燈下的目視判定進行評價，評價基準為○纖維表面平滑并且光澤少、△纖維表面的凹凸大且光澤少，或纖維表面平滑且稍有光澤、×纖維表面的凹凸大且沒有光澤，或纖維表面平滑且光澤強。
(4)觸感結束24000根纖維的單絲，評價纖維彼此摩擦時的手的觸感，評價基準為○沙棱棱的感覺、△稍有粗澀感或滑動感、×粗澀感或滑動感強。
(5)纖維強度使用株式會社島津制作所的自動繪圖儀AGS-5D測定纖維強度并進行評價，評價基準為○纖維強度為1.4g/旦尼爾或1.4g/旦尼爾以上、△纖維強度為1.2g/旦尼爾或1.2g/旦尼爾以上但不足1.4g/旦尼爾、×纖維強度不足1.2g/旦尼爾。
(6)紡絲性通過從紡絲模具進行30分鐘同時擠出成型120根纖維狀物時的斷絲的發生數來測定熔融紡絲樹脂組合物時的紡絲性。并且，由進行3次該測定時的總的發生數進行紡絲性的評價。另外，所說的“斷絲”是在熔融擠出中，數根纖維狀物間歇的現象。評價基準為○斷絲發生數為0次、△斷絲發生數為1次、×斷絲發生數為2次或2次以上。
評價結果示于下面的表1。
表5
權利要求
1.一種人工毛發用聚氯乙烯類纖維，其是使用噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物而得到的，該人工毛發用聚氯乙烯纖維的特征在于，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的算術平均粗糙度(Ra)為0.18～0.38μm，并且，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的最大高度(Ry)為0.5～3.5μm。
2.權利要求1所述的人工毛發用聚氯乙烯類纖維，其特征在于，在將上述人工毛發用聚氯乙烯類纖維的截面中的通過重心的最大線段長度作為Mmax(mm)、將截面積作為S(mm2)、并且將外周長度作為L(mm)時，使(L·Mmax)/S的值為4.2～7.0的范圍內。
3.權利要求1或2所述的人工毛發用聚氯乙烯類纖維，其特征在于，上述聚氯乙烯類樹脂組合物由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4。
4.權利要求1～3中的任一項所述的人工毛發用聚氯乙烯類纖維，其特征在于，上述聚氯乙烯類樹脂組合物含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑。
5.一種制造人工毛發用聚氯乙烯類纖維的方法，其特征在于，使用噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物。
6.權利要求5所述的制造人工毛發用聚氯乙烯類纖維的方法，其特征在于，上述聚氯乙烯類樹脂組合物由100質量份聚氯乙烯類樹脂、0.3～3.0質量份高級脂肪酸酯類潤滑劑(a)、以及0.3～1.5質量份聚乙烯類潤滑劑(b)構成，并且，(a)和(b)的配合比(a)/(b)為0.5～4。
7.權利要求5或6所述的制造人工毛發用聚氯乙烯類纖維的方法，其特征在于，上述聚氯乙烯類樹脂組合物含有0.2～5.0質量份從水滑石以及沸石中選擇的無機類熱穩定劑。
8.權利要求5～7中的任一項所述的制造人工毛發用聚氯乙烯類纖維的方法，其特征在于，使上述每單位噴嘴孔的流出量為80～150g/h。
9.一種人工毛發用聚氯乙烯類纖維的紡絲裝置，其特征在于，具有噴嘴孔的直徑(D)和噴嘴孔的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部中的噴嘴孔的最終導入角度為20°～90°的噴嘴。
全文摘要
本發明提供一種人工毛發用聚氯乙烯纖維，該人工毛發用聚氯乙烯纖維是使用噴嘴孔2的直徑(D)和噴嘴孔2的出料導槽的長度(L)的比率L/D為1～3，噴嘴導入部1的厚度為4mm或4mm以上，并且，對該噴嘴導入部2中的噴嘴孔2的最終導入角度為20°～90°的噴嘴10，以每單位噴嘴孔的流出量為65～165g/h，紡絲聚氯乙烯類樹脂組合物而得到的，并且，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B0601規定的算術平均粗糙度(Ra)為0.18～0.38μm，并且，該人工毛發用聚氯乙烯類纖維的長度方向的按照JIS B 0601規定的最大高度(Ry)為0.5～3.5μm。
文檔編號A41G3/00GK1863950SQ20048002872
公開日2006年11月15日 申請日期2004年9月29日 優先權日2003年10月3日
發明者櫻井曉, 茂呂居昭 申請人:電氣化學工業株式會社