JP2002266250A - Spinning oil for carbon fiber production process - Google Patents

Spinning oil for carbon fiber production process

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JP2002266250A
JP2002266250A JP2001073475A JP2001073475A JP2002266250A JP 2002266250 A JP2002266250 A JP 2002266250A JP 2001073475 A JP2001073475 A JP 2001073475A JP 2001073475 A JP2001073475 A JP 2001073475A JP 2002266250 A JP2002266250 A JP 2002266250A
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JP
Japan
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oil agent
carbon atoms
acid
carbon fiber
mass
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Application number
JP2001073475A
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Japanese (ja)
Inventor
Akie Takeshige
陽恵 竹重
Satoru Murakami
悟 村上
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Sanyo Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Sanyo Chemical Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spinning oil which is useful for a carbon fiber production process, exhibits excellent heat resistance and excellent single fiber adhesion- preventing property and does not cause the deterioration in the performance of carbon fibers due to ash. SOLUTION: This spinning oil for the carbon fiber production process is characterized by containing one or more compounds represented by general formula (1) [X is H or a monocarboxylic acid residue; R is a 2 to 32C hydrocarbon group; A is a 2 to 10C hydrocarbon group; (m) is an integer of 1 to 100; (n) is an integer of 1 to 500; a plurality of Xs, Rs, As or (n)s may be identical or different, respectively].

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維製造工程
用油剤に関するものである。更に詳しくは、炭素繊維の
前駆体繊維の製造工程または耐炎化工程前に付与する炭
素繊維製造工程用油剤に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an oil agent for a carbon fiber production process. More specifically, the present invention relates to an oil agent for a carbon fiber manufacturing process which is applied before a process for manufacturing a precursor fiber of a carbon fiber or a process for stabilizing a carbon fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】炭素繊維は、一般に酸化性雰囲気下で2
00〜300℃に加熱された後、さらに不活性雰囲気下
で700℃以上に加熱される工程を経て製造されるた
め、高度な耐熱性と熱処理を受けても繊維が融着しな
い、等の性能を有する油剤が必要とされる。従来、優れ
た耐熱性や単繊維の接着防止性を示す炭素繊維製造工程
用油剤として、アミノ変性基を有したオルガノポリシロ
キサン化合物が知られている(特開平5−140821
号公報等)。
2. Description of the Related Art Carbon fibers are generally used under an oxidizing atmosphere.
Since it is manufactured through a process of heating to 700 ° C. or more in an inert atmosphere after being heated to 00 ° C. to 300 ° C., it has a high degree of heat resistance and performance such that fibers are not fused even when subjected to heat treatment. Is required. Conventionally, an organopolysiloxane compound having an amino-modified group has been known as an oil agent for a carbon fiber production process exhibiting excellent heat resistance and anti-adhesion properties of a single fiber (JP-A-5-140821).
No.).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
オルガノポリシロキサン化合物では、焼成後に残るケイ
素化合物(灰分)の処理コストや灰分による焼成炉の内
壁等の破損、及び残存する灰分による炭素繊維の性能低
下という問題点があった。
However, in the above-mentioned organopolysiloxane compound, the processing cost of the silicon compound (ash) remaining after the firing, the damage to the inner wall of the firing furnace due to the ash, and the performance of the carbon fiber due to the remaining ash. There was a problem of reduction.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
本発明は、下記一般式(1)で示される1種以上の化合
物を含有することを特徴とする炭素繊維製造工程用油
剤;上記の油剤を、炭素繊維の前駆体繊維に、処理後の
繊維の質量に基づいて、純分で0.01〜10質量%付
与する炭素繊維の前駆体繊維の処理方法;並びに上記の
油剤を用いて製造される炭素繊維;である。 [但し、式中 X:水素原子またはモノカルボン酸残基 R:炭素数2〜32の炭化水素基 A:炭素数2〜10の炭化水素基 m:1〜100の整数 n:1〜500の整数 複数個のX、R、A、nは同一であっても異なっていて
もよい。]
According to the present invention, there is provided an oil agent for a carbon fiber production process, comprising one or more compounds represented by the following general formula (1): A method for treating a precursor fiber of a carbon fiber in which the oil agent is applied to the precursor fiber of the carbon fiber in an amount of 0.01 to 10% by mass on a pure basis based on the mass of the fiber after the treatment; Carbon fiber produced by the above method. Wherein X: a hydrogen atom or a monocarboxylic acid residue R: a hydrocarbon group having 2 to 32 carbon atoms A: a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms m: an integer of 1 to 100 n: 1 to 500 Integer A plurality of X, R, A, and n may be the same or different. ]

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】本発明の炭素繊維製造工程用油剤
中には一般式(1)で示される化合物を必須成分として
含有する。式(1)中、Xは水素原子又はモノカルボン
酸残基であって、それぞれのXは同一でも異なっていて
もよい。Xとしてはモノカルボン酸残基が好ましい。モ
ノカルボン酸残基とはモノカルボン酸からOHを除いた
残基を言う。モノカルボン酸残基の炭素数は、通常2〜
32であり、好ましくは4〜24、さらに好ましくは8
〜18である。炭素数がこの範囲であると、油剤として
の平滑性がより良好になる。上記モノカルボン酸として
は、例えば、炭素数2〜32の飽和脂肪酸(酢酸、プロ
ピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カ
プリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸など)、炭素数3〜32の不飽和脂肪酸
(アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール
酸、リノレン酸など)、炭素数6〜32の環状飽和カル
ボン酸(シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカ
ルボン酸など)、炭素数6〜32の環状不飽和カルボン
酸(シクロヘキセンカルボン酸など)、および炭素数7
〜32の芳香族系カルボン酸(フェニル酢酸、安息香
酸、トルイル酸など)が挙げられる。これらのうちで好
ましいのは、飽和脂肪酸および不飽和脂肪酸であり、さ
らに好ましいのは、ラウリン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸およびオレイン酸である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The oil agent for a carbon fiber production process of the present invention contains a compound represented by the general formula (1) as an essential component. In the formula (1), X is a hydrogen atom or a monocarboxylic acid residue, and each X may be the same or different. X is preferably a monocarboxylic acid residue. The monocarboxylic acid residue means a residue obtained by removing OH from a monocarboxylic acid. The carbon number of the monocarboxylic acid residue is usually 2 to
32, preferably 4 to 24, more preferably 8
~ 18. When the carbon number is in this range, the smoothness as an oil agent becomes better. Examples of the monocarboxylic acid include saturated fatty acids having 2 to 32 carbon atoms (acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, caproic acid, caprylic acid, capric acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid,
C3 to C32 unsaturated fatty acids (acrylic acid, methacrylic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, etc.), C6 to C32 cyclic saturated carboxylic acids (cyclohexanecarboxylic acid, cyclooctanecarboxylic acid) Acid, etc.), a cyclic unsaturated carboxylic acid having 6 to 32 carbon atoms (eg, cyclohexene carboxylic acid), and a carbon number of 7
To 32 aromatic carboxylic acids (phenylacetic acid, benzoic acid, toluic acid, etc.). Preferred among these are saturated and unsaturated fatty acids, and more preferred are lauric, palmitic, stearic and oleic acids.

【0006】Rは、炭素数2〜32の1種以上の2価の
炭化水素基であって、mが2以上の場合の複数のRは、
同一のものであっても異なっていてもよい。Rの炭素数
は2〜18であることが好ましく、2〜10であること
がさらに好ましく、2〜6であることがとくに好まし
い。Rの炭素数がこれらの範囲であると、炭素繊維の前
駆体繊維(アクリル繊維、レーヨン繊維、ピッチ系繊維
等;以下、これらをプレカーサーと略する。)への吸着
性がさらに良好になる傾向がある。炭化水素基の例とし
ては、炭素数2〜32の直鎖もしくは分岐の飽和炭化水
素基(エチレン基、プロピレン基、ブチレン基など)、
炭素数5〜32の飽和環状炭化水素基(シクロヘキシレ
ン基、シクロオクチレン基など)、炭素数5〜32の不
飽和環状炭化水素基(シクロペンタジエニレン基など)
および炭素数6〜32の芳香族系炭化水素基(フェニレ
ン基、ベンジレン基、トリレン基、ビフェニレン基、ナ
フチレン基など)が挙げられる。これらのうち好ましい
のは、直鎖飽和炭化水素基および芳香族系炭化水素基で
あり、さらに好ましいのはエチレン基、1,3−プロピ
レン基およびフェニレン基であり、とくに好ましいの
は、エチレン基である。
R is one or more divalent hydrocarbon groups having 2 to 32 carbon atoms, and when m is 2 or more, a plurality of Rs are
They may be the same or different. R preferably has 2 to 18 carbon atoms, more preferably 2 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 2 to 6 carbon atoms. When the carbon number of R is within these ranges, the adsorbability of the carbon fibers to the precursor fibers (acrylic fibers, rayon fibers, pitch-based fibers, etc .; hereinafter, these are abbreviated as precursors) tends to be further improved. There is. Examples of the hydrocarbon group include a linear or branched saturated hydrocarbon group having 2 to 32 carbon atoms (such as an ethylene group, a propylene group, and a butylene group);
C5-C32 saturated cyclic hydrocarbon group (cyclohexylene group, cyclooctylene group, etc.), C5-C32 unsaturated cyclic hydrocarbon group (cyclopentadienylene group, etc.)
And an aromatic hydrocarbon group having 6 to 32 carbon atoms (phenylene group, benzylene group, tolylene group, biphenylene group, naphthylene group, etc.). Of these, preferred are straight-chain saturated hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups, more preferred are ethylene groups, 1,3-propylene groups and phenylene groups, and particularly preferred are ethylene groups. is there.

【0007】Aは、炭素数2〜10の1種以上の2価の
炭化水素基である。Aの炭素数は2〜6であることが好
ましく、2〜4であることがさらに好ましい。Aの炭素
数がこの範囲であると、耐熱性と平滑性のバランスが良
い。Aの具体的な例としては、Rの例で述べたもののう
ち炭素数2〜10のものが例示できる。これらのうち好
ましいのは、直鎖もしくは分岐の飽和炭化水素基であ
り、さらに好ましいのはエチレン基、1,2−および
1,3−プロピレン基、1,2−、1,3−、2,3−
および1,4−ブチレン基であり、とくに好ましいの
は、エチレン基および1,2−プロピレン基である。
A is at least one divalent hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. A preferably has 2 to 6 carbon atoms, and more preferably 2 to 4 carbon atoms. When the carbon number of A is within this range, the balance between heat resistance and smoothness is good. Specific examples of A include those having 2 to 10 carbon atoms among those described for the example of R. Of these, preferred are linear or branched saturated hydrocarbon groups, and more preferred are ethylene groups, 1,2- and 1,3-propylene groups, 1,2-, 1,3-, 2, 3-
And 1,4-butylene groups, particularly preferred are ethylene groups and 1,2-propylene groups.

【0008】mは、1〜100の整数であって、1〜8
0であることが好ましく、1〜50であることがより好
ましく、1〜10であることがとくに好ましい。mがこ
の範囲であると、耐熱性が良好となる。
M is an integer of 1 to 100;
It is preferably 0, more preferably 1 to 50, and particularly preferably 1 to 10. When m is in this range, the heat resistance becomes good.

【0009】nは、1〜500の整数であって、3〜3
00であることが好ましく、5〜200であることがよ
り好ましい。nがこの範囲であると油剤粘度が適切な範
囲となり、付着性が良好となる。nが小さくなると水に
対する分散性が低下する傾向にあり、nが大きくなると
熱安定性や繊維に対する付着性が低下する傾向にある。
N is an integer of 1 to 500, and 3 to 3
It is preferably 00, more preferably 5 to 200. When n is in this range, the viscosity of the oil agent is in an appropriate range, and the adhesion is good. As n decreases, dispersibility in water tends to decrease, and as n increases, thermal stability and adhesion to fibers tend to decrease.

【0010】式(1)で示される化合物としては、例え
ば、ポリアミン、もしくはそれとモノカルボン酸とのア
ミド化物に、炭素数2〜10のアルキレンオキシドが付
加され、さらに必要によりモノカルボン酸でエステル化
された構造の化合物が挙げられる。上記ポリアミンとし
ては、炭素数が2〜200のものが好ましく、さらに好
ましくは2〜100、とくに好ましくは2〜32であ
る。具体例としては、炭素数2〜32(好ましくは2〜
6)のアルキレンジアミン(エチレンジアミン、1,3
−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5
−ジアミノペンタンなど)、炭素数4〜32(好ましく
は4〜12)のポリアルキレンポリアミン(ジエチレン
トリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレン
ヘキサミンなど)、および炭素数6〜32の芳香族系ジ
アミン(フェニレンジアミンなど)が挙げられる。これ
らのうち、好ましいのは、炭素数2〜6のアルキレンジ
アミン、炭素数4〜12のポリアルキレンポリアミン、
およびフェニレンジアミンであり、さらに好ましいのは
エチレンジアミンである。
As the compound represented by the formula (1), for example, an alkylene oxide having 2 to 10 carbon atoms is added to a polyamine or an amidated product thereof with a monocarboxylic acid, and if necessary, further esterified with a monocarboxylic acid. Compounds having the following structures: The polyamine preferably has 2 to 200 carbon atoms, more preferably has 2 to 100 carbon atoms, and particularly preferably has 2 to 32 carbon atoms. As a specific example, it has 2 to 32 carbon atoms (preferably 2 to 32 carbon atoms).
6) alkylenediamine (ethylenediamine, 1,3
-Diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5
-Diaminopentane, etc.), polyalkylenepolyamines having 4 to 32 (preferably 4 to 12) carbon atoms (such as diethylenetriamine, triethylenetetramine, and pentaethylenehexamine), and aromatic diamines having 6 to 32 carbon atoms (such as phenylenediamine) ). Of these, preferred are alkylene diamines having 2 to 6 carbon atoms, polyalkylene polyamines having 4 to 12 carbon atoms,
And phenylenediamine, and more preferred is ethylenediamine.

【0011】上記モノカルボン酸の例としては、先にX
のモノカルボン酸残基を形成する酸の例として例示した
化合物などが挙げられる。好ましいものの例も同様であ
る。
As an example of the above monocarboxylic acid, X
Examples of the acid forming the monocarboxylic acid residue include the compounds exemplified above. The same applies to preferred examples.

【0012】上記アルキレンオキシドとしては、例え
ば、エチレンオキシド(EO)、プロピレンオキシド
(PO)、1,2−、1,3−、2,3−および1,4
−ブチレンオキシド(BO)、スチレンオキシド、並び
にこれらの2種以上の併用(ブロック及び/又はランダ
ム付加)が挙げられる。これらのうち、好ましくはE
O、PO、BOであり、さらに好ましくは、EOおよび
POである。
Examples of the alkylene oxide include ethylene oxide (EO), propylene oxide (PO), 1,2-, 1,3-, 2,3- and 1,4.
-Butylene oxide (BO), styrene oxide, and combinations of two or more of these (block and / or random addition). Of these, preferably E
O, PO and BO, and more preferably EO and PO.

【0013】式(1)の化合物の製法としては特に限定
されないが、例えば、2個のアミノ基と(m−1)個
(m=1のときは0個)のイミノ基を有するポリアミン
1モルに対し約2モルのモノカルボン酸を反応させてア
ミド化した後、アルキレンオキシド(m+1)〜500
(m+1)モルを塩基性又は酸性触媒の存在下、110
℃〜150℃で付加反応させ、反応生成物にさらにモノ
カルボン酸を反応させエステル化する方法が挙げられ
る。
The method for producing the compound of the formula (1) is not particularly limited. For example, 1 mol of a polyamine having two amino groups and (m-1) (0 when m = 1) imino groups After amidation by reacting about 2 moles of monocarboxylic acid with respect to the alkylene oxide (m + 1) -500
(M + 1) mol in the presence of a basic or acidic catalyst
A method in which an addition reaction is carried out at a temperature of from 150 ° C. to 150 ° C., and a reaction product is further reacted with a monocarboxylic acid to carry out esterification.

【0014】この際のアミド化及びエステル化の反応条
件としては、通常用いられる方法でよく、いずれの場合
も、反応は常圧、加圧下又は減圧下で行うことができ、
触媒の存在下に行ってよい。反応温度は通常70〜25
0℃、反応時間は通常1〜30時間である。触媒として
は、酸触媒(例えばパラトルエンスルホン酸、メタンス
ルホン酸、硫酸等)、金属触媒(ジブチルスズオキサイ
ド、酢酸亜鉛等)又はアルカリ触媒〔例えば水酸化カリ
ウム、水酸化ナトリウム、1,8−ジアザビシクロ
[5,4,0]ウンデセン(DBU)等〕等が使用でき
る。触媒を用いる場合の使用量は、全仕込量に基づいて
好ましくは0.01〜3質量%である。
The reaction conditions for the amidation and the esterification at this time may be the methods usually used, and in any case, the reaction can be carried out under normal pressure, increased pressure or reduced pressure.
It may be performed in the presence of a catalyst. The reaction temperature is usually 70 to 25
At 0 ° C., the reaction time is usually 1 to 30 hours. Examples of the catalyst include an acid catalyst (eg, paratoluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, sulfuric acid, etc.), a metal catalyst (eg, dibutyltin oxide, zinc acetate, etc.) or an alkali catalyst [eg, potassium hydroxide, sodium hydroxide, 1,8-diazabicyclo [ 5,4,0] undecene (DBU) etc.] can be used. When the catalyst is used, the amount used is preferably 0.01 to 3% by mass based on the total charged amount.

【0015】式(1)で示される化合物のゲルパーミエ
ーションクロマトグラフ(GPC)による数平均分子量
(以下Mnと略す)は、好ましくは1,000〜10
0,000、さらに好ましくは2,000〜80,00
0、とくに好ましくは3,000〜50,000であ
る。また、25℃における粘度は、通常、10〜10,
000cPs、好ましくは30〜8,000cPs、さ
らに好ましくは50〜5,000cPsである。分子量
および粘度がこの範囲であると、繊維間の融着防止性に
優れ、かつ油剤としての取り扱い性が容易であり好まし
い。
The number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) of the compound represented by the formula (1) by gel permeation chromatography (GPC) is preferably from 1,000 to 10
000, more preferably 2,000 to 80,00
0, particularly preferably 3,000 to 50,000. The viscosity at 25 ° C. is usually 10 to 10,
000 cPs, preferably 30 to 8,000 cPs, more preferably 50 to 5,000 cPs. When the molecular weight and the viscosity are in these ranges, it is preferable because it is excellent in preventing fusion between fibers and easy to handle as an oil agent.

【0016】また、一般式(1)で示される化合物の酸
価は、通常60以下、好ましくは30以下、特に好まし
くは10以下である。この範囲だと平滑性、耐熱性及び
繊維への均一付着性が良好となり、さらに高強度の炭素
繊維が得られる傾向にある。
The acid value of the compound represented by formula (1) is usually 60 or less, preferably 30 or less, particularly preferably 10 or less. Within this range, the smoothness, the heat resistance, and the uniform adhesion to the fiber become good, and a carbon fiber with higher strength tends to be obtained.

【0017】式(1)で示される化合物の組成で好まし
いものとしては、炭素数2〜6のアルキレンジアミンも
しくは炭素数4〜12のポリアルキレンポリアミンの、
炭素数8〜18の飽和もしくは不飽和脂肪酸アミドに、
炭素数2および/または3のアルキレンオキシドが付加
され、さらに上記脂肪酸でエステル化された化合物が挙
げられ、具体例としては、以下のような化合物が挙げら
れる。
Preferred examples of the composition of the compound represented by the formula (1) include: alkylene diamine having 2 to 6 carbon atoms or polyalkylene polyamine having 4 to 12 carbon atoms.
A saturated or unsaturated fatty acid amide having 8 to 18 carbon atoms,
Compounds to which alkylene oxides having 2 and / or 3 carbon atoms are added and further esterified with the above-mentioned fatty acids may be mentioned. Specific examples include the following compounds.

【0018】[0018]

【化1】 Embedded image

【0019】[0019]

【化2】 Embedded image

【0020】[0020]

【化3】 Embedded image

【0021】[0021]

【化4】 Embedded image

【0022】本発明の炭素繊維製造工程用油剤では、上
記式(1)の成分の機能発現を損なわない範囲で他の平
滑剤、非イオン界面活性剤、制電剤を添加することがで
きる。
In the oil agent for the carbon fiber production process of the present invention, other leveling agents, nonionic surfactants and antistatic agents can be added as long as the function of the component of the formula (1) is not impaired.

【0023】平滑剤としては、以下のようなものが挙げ
られる。 25℃における動粘度が10〜3,000cStであ
る鉱物油(例えば、25℃における動粘度が200cS
tである精製スピンドル油、25℃における動粘度が1
00cStである流動パラフィン等) 動植物油(例えば、牛脂、マッコウ鯨油、ヤシ油、ヒ
マシ油等) 炭素数8〜32のカルボン酸と炭素数4〜32のアル
コールからなる脂肪酸エステル(例えば、イソステアリ
ルラウレート、オレイルオレエート、ジオレイルアジペ
ート等) 炭素数4〜32の高級アルコールのEO1〜10モル
付加物と炭素数8〜32のカルボン酸とからなるアルキ
ルエーテルエステル(例えば、ラウリルアルコールのE
O3モル付加物ラウレート、イソステアリルアルコール
のEO5モル付加物ラウレート等)
The following are examples of the smoothing agent. Mineral oil having a kinematic viscosity at 25 ° C of 10 to 3,000 cSt (for example, a kinematic viscosity at 25 ° C of 200 cS
t, refined spindle oil having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 1
A liquid paraffin which is 00 cSt, etc.) Animal and vegetable oils (eg, tallow, sperm whale oil, coconut oil, castor oil, etc.) Fatty acid esters composed of a carboxylic acid having 8 to 32 carbon atoms and an alcohol having 4 to 32 carbon atoms (eg, isostearyl laurate) Oleyl oleate, dioleyl adipate, etc.) Alkyl ether esters composed of 1 to 10 moles of an EO adduct of a higher alcohol having 4 to 32 carbon atoms and a carboxylic acid having 8 to 32 carbon atoms (for example, E of lauryl alcohol)
O3 mol adduct laurate, EO 5 mol adduct laurate of isostearyl alcohol, etc.)

【0024】炭素数1〜32の1価アルコールに炭素
数2〜4のアルキレンオキシドを付加したポリエーテル
系潤滑剤(例えば、付加モル数1〜100)〔例えば、
ブタノールのEO/POランダム付加物(Mn=500
〜10,000)、オクチルアルコールのEO及び/又
はPO付加物(Mn=300〜10,000)、ステア
リルアルコールのEO及び/又はPO付加物(Mn=5
00〜10,000)等〕 シリコーン化合物(例えば、ジメチルポリシロキサ
ン、アミノ変性シリコーン、フェニル変性シリコーン、
ポリエーテル変性シリコーン等) 天然および合成ワックス〔例えば、カルナバワック
ス、みつろう、融点30℃〜100℃のパラフィンワッ
クス及びポリオレフィンワックス(オレフィンの炭素数
2〜18、Mn=1,000〜10,000のワック
ス、例えばポリエチレンワックス)等〕 が挙げられる。これらのうち好ましいものは動植物油、
脂肪酸エステル、アルキルエーテルエステル、ポリエー
テル系潤滑剤、シリコーン化合物及びワックスであり、
さらに好ましいのは脂肪酸エステル、アルキルエーテル
エステル及びポリエーテル系潤滑剤である。
A polyether-based lubricant obtained by adding an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms to a monohydric alcohol having 1 to 32 carbon atoms (for example, 1 to 100 moles added) [for example,
EO / PO random adduct of butanol (Mn = 500
EO and / or PO adduct of octyl alcohol (Mn = 300 to 10,000), and EO and / or PO adduct of stearyl alcohol (Mn = 5).
00-10,000)] Silicone compounds (for example, dimethylpolysiloxane, amino-modified silicone, phenyl-modified silicone,
Natural and synthetic waxes (eg, carnauba wax, beeswax, paraffin wax having a melting point of 30 ° C. to 100 ° C. and polyolefin wax (olefin having 2 to 18 carbon atoms, Mn = 1,000 to 10,000) , For example, polyethylene wax). Preferred among these are animal and vegetable oils,
Fatty acid esters, alkyl ether esters, polyether-based lubricants, silicone compounds and waxes,
More preferred are fatty acid esters, alkyl ether esters and polyether-based lubricants.

【0025】非イオン界面活性剤としては、例えば以下
のようなものが挙げられる。 炭素数2〜6の3〜8価又はそれ以上の多価アルコー
ルと炭素数8〜32の脂肪酸とからなるエステルの炭素
数2〜4のアルキレンオキシド付加物(例えば、付加モ
ル数1〜200)(例えば、硬化ヒマシ油のEO25モ
ル付加物、ソルビタントリオレエートのEO20モル付
加物等) 炭素数6〜32のアルキルアミン及びこれらの炭素数
2〜4のアルキレンオキシド付加物(例えば、付加モル
数1〜40)(例えば、トリエチルアミン、ラウリルア
ミンのEO1モル付加物、ステアリルアミンのEO7モ
ル付加物等) 上記の平滑剤の例のうち炭素数8〜32の高級アル
コールの炭素数2〜4のアルキレンオキシド付加物(例
えば、付加モル数1〜100)は、非イオン界面活性剤
としての機能も有する。〔例えば、オクチルアルコール
のEO/POランダム付加物(Mn=500〜10,0
00)、ステアリルアルコールのEO及び/又はPO付
加物(Mn=300〜10,000)等〕 これらのうち好ましいのは、多価アルコールエステルの
アルキレンオキシド付加物および高級アルコールのアル
キレンオキシド付加物であり、さらに好ましいのは高級
アルコールのアルキレンオキシド付加物である。
Examples of the nonionic surfactant include the following. An alkylene oxide adduct of 2 to 4 carbon atoms (e.g., 1 to 200 moles of addition) of an ester composed of a polyhydric alcohol having 2 to 6 or 3 to 8 or more carbon atoms and a fatty acid having 8 to 32 carbon atoms. (For example, EO 25 mol adduct of hydrogenated castor oil, EO 20 mol adduct of sorbitan trioleate, etc.) Alkylamines having 6 to 32 carbon atoms and alkylene oxide adducts having 2 to 4 carbon atoms (for example, 1 mol of addition moles) ~ 40) (for example, 1 mol adduct of EO of triethylamine, laurylamine, 7 mol adduct of EO of stearylamine, etc.) Among the above-mentioned examples of the smoothing agent, alkylene oxides having 2 to 4 carbon atoms of higher alcohols having 8 to 32 carbon atoms The adduct (for example, 1 to 100 moles of addition) also has a function as a nonionic surfactant. [For example, an EO / PO random adduct of octyl alcohol (Mn = 500 to 10,000)
00), EO and / or PO adducts of stearyl alcohol (Mn = 300 to 10,000) and the like] Of these, preferred are alkylene oxide adducts of polyhydric alcohol esters and alkylene oxide adducts of higher alcohols. More preferred are alkylene oxide adducts of higher alcohols.

【0026】制電剤としては、以下のようなものが挙げ
られる。 炭素数8〜32のアルコール及びこれらの炭素数2〜
4のアルキレンオキシド付加物(例えば、付加モル数1
〜20)のホスフェート(例えば、ラウリルアルコール
のリン酸エステルカリウム塩、ステアリルアルコールの
EO2モル付加物のリン酸エステルナトリウム塩等) 炭素数9〜90の(チオ)ホスファイト(例えば、ト
リフェニルホスファイト、トリラウリルトリチオホスフ
ァイト等) 炭素数8〜32の脂肪酸石鹸(対イオンは、例えばア
ンモニウム、ナトリウム、カリウム、アンモニア等)
(例えば、ラウリン酸アンモニウム石鹸、オレイン酸カ
リウム石鹸、ヒマシ油ナトリウム石鹸等) 炭素数8〜32のイミダゾリン系化合物(例えば、ラ
ウリルイミダゾリン、オレイルイミダゾリン等) 炭素数8〜32の硫酸エステル類及びその塩(例え
ば、ラウリルアルコール硫酸エステルナトリウム塩、オ
レイルアルコール硫酸エステルアンモニウム等) 炭素数8〜32のスルホン酸及びその塩(例えば、ド
デシルベンゼンスルホン酸及びそのナトリウム塩、スル
ホコハク酸ジ−2−エチルヘキシルエステルナトリウム
塩等) が挙げられる。これらのうち好ましいのは、ホスフェー
ト、(チオ)ホスファイトおよび脂肪酸石鹸であり、さ
らに好ましいのは、ホスフェートおよび脂肪酸石鹸であ
る。
The following are examples of the antistatic agent. C8-C32 alcohols and their C2-C2 alcohols
4 alkylene oxide adducts (for example, an addition mole number of 1
To 20) phosphates (e.g., potassium phosphate ester of lauryl alcohol, sodium phosphate ester of EO 2-mol adduct of stearyl alcohol, etc.) (thio) phosphite having 9 to 90 carbon atoms (e.g., triphenyl phosphite) , Trilauryl trithiophosphite, etc.) Fatty acid soap having 8 to 32 carbon atoms (counter ions are, for example, ammonium, sodium, potassium, ammonia, etc.)
(E.g., ammonium laurate soap, potassium oleate soap, castor oil sodium soap, etc.) C8-32 imidazoline-based compounds (e.g., laurylimidazoline, oleylimidazoline, etc.) C8-32 sulfuric acid esters and salts thereof (For example, lauryl alcohol sulfate sodium salt, oleyl alcohol sulfate ammonium, etc.) C8-C32 sulfonic acid and its salt (for example, dodecylbenzenesulfonic acid and its sodium salt, sulfosuccinic acid di-2-ethylhexyl sodium salt) Etc.). Of these, phosphates, (thio) phosphites and fatty acid soaps are preferred, and phosphates and fatty acid soaps are more preferred.

【0027】さらに本発明の化合物は、その性能を損な
わない範囲で、その他の添加剤及びpH調整剤等を含有
してもよい。添加剤としては、以下のようなものが挙げ
られる。 酸化防止剤〔例えば、ヒンダードフェノール系の2,
6−ジ−t−ブチルフェノール、トリエチレングリコー
ル−ビス[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒ
ドロキシフェニル)プロピオネート];アミン系の2,
4−ビス−(n−オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキ
シ−3,5−ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−
トリアジン;等〕 紫外線吸収剤〔例えば、ベンゾトリアゾール系の2−
(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル;
ヒンダードアミン系のビス(2,2,6,6−テトラメ
チル−4−ピペリジル)セバケート;等〕 フッ素化合物(例えば、パーフルオロエタン、パーフ
ルオロオクタン等) が挙げられる。
Further, the compound of the present invention may contain other additives and a pH adjuster as long as the performance is not impaired. Examples of the additives include the following. Antioxidants [for example, hindered phenolic 2,
6-di-t-butylphenol, triethylene glycol-bis [3- (3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate];
4-bis- (n-octylthio) -6- (4-hydroxy-3,5-di-t-butylanilino) -1,3,5-
Triazine; etc.] UV absorber [for example, benzotriazole-based 2-
(3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl;
Hindered amine bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate; etc.] Fluorine compounds (for example, perfluoroethane, perfluorooctane, etc.).

【0028】pH調整剤としては、以下のようなものが
挙げられる。 低級脂肪酸(炭素数2〜8)及びその誘導体(例え
ば、酢酸、乳酸、塩酸、リンゴ酸、酢酸ナトリウム等) アンモニア及びアルカリ金属の水酸化物(例えば、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水
酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなど) 炭素数6〜32のアルキルアミン及びこれらの炭素数
2〜4のアルキレンオキシド付加物(例えば、付加モル
数1〜40)(例えば、トリエチルアミン、ラウリルア
ミンのEO2モル付加物、ステアリルアミンのEO5モ
ル付加物等) 炭素数8〜32の脂肪酸石鹸(対イオンは、例えばア
ンモニウム、ナトリウム、カリウム、アンモニア等)
(例えば、ラウリン酸アンモニウム石鹸、オレイン酸カ
リウム石鹸、ヒマシ油ナトリウム石鹸等) が挙げられる。
Examples of the pH adjuster include the following. Lower fatty acids (2-8 carbon atoms) and derivatives thereof (eg, acetic acid, lactic acid, hydrochloric acid, malic acid, sodium acetate, etc.) Ammonia and alkali metal hydroxides (eg, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide) , Magnesium hydroxide, calcium hydroxide, etc.) C6 to C32 alkylamines and their C2 to C4 alkylene oxide adducts (e.g., 1 to 40 additional moles) (e.g., EO2 of triethylamine, laurylamine) Mole adduct, EO 5-mol adduct of stearylamine, etc.) Fatty acid soap having 8 to 32 carbon atoms (counter ions are, for example, ammonium, sodium, potassium, ammonia, etc.)
(Eg, ammonium laurate soap, potassium oleate soap, castor oil sodium soap, etc.).

【0029】本発明の油剤中の、一般式(1)で示され
る化合物の含有量、及びその他の平滑剤、非イオン界面
活性剤、制電剤等の含有量は特に制限されないが、目標
とする高度な耐熱性と融着防止性を保持するという観点
から、一般式(1)で示される化合物を配合後の油剤の
全質量に基づいて、40質量%以上含有するのが好まし
い。さらに好ましくは、50質量%以上、とくに好まし
くは、70〜95質量%である。また、本発明の油剤中
の平滑剤の含量は、通常0又は1〜60質量%〔ただ
し、平滑剤としてのシリコーン化合物を用いる場合の
含量は、特に炭素繊維製造工程において灰分が少ないと
いう本発明の性能を満足するため、通常0又は0.1〜
10質量%、好ましくは0又は1〜5質量%〕、非イオ
ン界面活性剤の含量は0又は1〜20質量%〔ただし、
非イオン界面活性剤としてを用いる場合は、上記平滑
剤の含量に同じ〕、制電剤の含量は、0又は0.1〜7
質量%、その他の添加剤の含量は、0又は0.01〜5
質量%である。同様に、pH調整剤は油剤の10%水溶
液のpHが通常4〜10、好ましくは5〜9、特に好ま
しくは6〜8になるような量(例えば0〜5重量%)で
ある〔ただし、pH調整剤のうち、は非イオン界面活
性剤、は制電剤としての機能も兼ねるため、それぞれ
上記の非イオン界面活性剤および制電剤の含量用いるの
が好ましい。〕。一般式(1)で示される化合物以外の
その他の成分の合計の含有量は、油剤の全質量に基づい
て、通常60質量%以下、好ましくは0.001〜50
質量%、さらに好ましくは5〜30質量%である。
The content of the compound represented by the general formula (1) and the content of other leveling agents, nonionic surfactants, antistatic agents and the like in the oil agent of the present invention are not particularly limited. From the viewpoint of maintaining high heat resistance and anti-fusing property, it is preferable that the compound represented by the general formula (1) be contained in an amount of 40% by mass or more based on the total mass of the oil after blending. It is more preferably at least 50% by mass, particularly preferably 70 to 95% by mass. In addition, the content of the smoothing agent in the oil agent of the present invention is usually 0 or 1 to 60% by mass [however, the content in the case of using a silicone compound as the smoothing agent is particularly low in the ash content in the carbon fiber production process. 0 or 0.1 to satisfy the performance of
10% by mass, preferably 0 or 1 to 5% by mass], and the content of the nonionic surfactant is 0 or 1 to 20% by mass [however,
When used as a nonionic surfactant, the content is the same as the content of the above-mentioned leveling agent], and the content of the antistatic agent is 0 or 0.1 to 7
%, The content of other additives is 0 or 0.01 to 5
% By mass. Similarly, the pH adjusting agent is used in an amount (for example, 0 to 5% by weight) such that the pH of a 10% aqueous solution of the oil agent is usually 4 to 10, preferably 5 to 9, particularly preferably 6 to 8 [ Since the non-ionic surfactant and the antistatic agent also function as an antistatic agent among the pH adjusters, it is preferable to use the contents of the above nonionic surfactant and antistatic agent, respectively. ]. The total content of other components other than the compound represented by the general formula (1) is usually 60% by mass or less, preferably 0.001 to 50, based on the total mass of the oil agent.
%, More preferably 5 to 30% by mass.

【0030】本発明における、一般式(1)で示される
化合物とその他の成分を混合する方法は特に限定され
ず、従来公知の方法を用いて油剤の使用形態にあわせて
適当な方法をとることができる。例えば、撹拌羽根を備
えた配合槽やニーダー等を用いて一般式(1)で示され
る化合物とその他の成分を直接配合し、必要により加
温、混合する方法;一般式(1)で示される化合物とそ
の他の成分を別々に希釈、乳化等を行ったのち配合する
方法等が挙げられる。
In the present invention, the method of mixing the compound represented by the general formula (1) with other components is not particularly limited, and an appropriate method may be adopted according to the use form of the oil agent using a conventionally known method. Can be. For example, a method in which the compound represented by the general formula (1) and other components are directly blended using a blending tank equipped with a stirring blade or a kneader, and then heated and mixed if necessary; represented by the general formula (1) A method in which the compound and other components are separately diluted, emulsified, and the like, and then blended is exemplified.

【0031】本発明の油剤の付与形態は、非含水、ある
いは水で乳化したエマルション、いずれの状態でも処理
することができる。非含水処理を施す場合には、原油の
まま、または希釈剤で希釈して使用する。希釈比率は特
に限定されないが、油剤の含量は、希釈後の希釈液の全
質量に基づいて、好ましくは1〜80質量%、さらに好
ましくは5〜70質量%である。一般式(1)で示され
る化合物の含量は、希釈後の希釈液の全質量に基づい
て、好ましくは0.4〜80質量%、さらに好ましくは
2〜65質量%である。
Regarding the application form of the oil agent of the present invention, it can be treated in any state, that is, non-water-containing or water-emulsified emulsion. When performing non-water-containing treatment, use crude oil or dilute it with a diluent. The dilution ratio is not particularly limited, but the content of the oil agent is preferably 1 to 80% by mass, more preferably 5 to 70% by mass, based on the total mass of the diluted solution after dilution. The content of the compound represented by the general formula (1) is preferably from 0.4 to 80% by mass, more preferably from 2 to 65% by mass, based on the total mass of the diluted solution after dilution.

【0032】希釈剤の例としては、有機溶剤〔エチレン
グリコール、プロピレングリコール、メタノール、イソ
プロパノール等のアルコール;ジエチルエーテル等のエ
ーテル;ヘキサン等の脂肪族炭化水素;トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素;メチルエチルケトン等のケト
ン;ジメチルホルムアミド等の極性溶媒;クロロホル
ム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素〕や、低粘度
(10cSt未満)鉱物油(25℃における動粘度が
0.5〜5cStの流動パラフィンおよび精製スピンド
ル油等)が挙げられる。
Examples of the diluent include organic solvents [alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, methanol and isopropanol; ethers such as diethyl ether; aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Ketones such as methyl ethyl ketone; polar solvents such as dimethylformamide; halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrachloride]; and low-viscosity (less than 10 cSt) mineral oil (liquid paraffin having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 0.5 to 5 cSt; Refined spindle oil and the like).

【0033】エマルションとして処理を施す場合には、
本油剤に必要に応じ乳化剤(前記非イオン界面活性剤の
例として挙げたものが使用できる)を配合し、水中に乳
化した後使用する。油剤への乳化剤の配合方法は、例え
ば、本油剤を必要により上記の有機溶剤、低粘度鉱物油
と混合させた後、撹拌しながらこれに乳化剤を添加する
といった方法が適用でき、乳化する方法としては、例え
ば、30℃〜60℃の温水を撹拌しながら、これに上記
油剤混合物を添加するといった方法が適用できる。乳化
剤の量は、油剤の全質量に基づいて、通常0〜50質量
%である。乳化機としては、攪拌翼を備えた乳化槽や、
ボールミル、ガウリンホモジナイザー、ホモディスパー
及びビーズミル等を用いることができる。希釈比率は特
に限定されないが、油剤の含量が、乳化後のエマルショ
ンの全質量に基づいて好ましくは0.01〜30質量
%、さらに好ましくは0.2〜20質量%である。一般
式(1)で示される化合物の含量は、乳化後のエマルシ
ョンの全質量に基づいて、好ましくは0.004〜30
質量%、さらに好ましくは0.08〜18質量%であ
る。
When processing as an emulsion,
If necessary, an emulsifier (the above-mentioned nonionic surfactants can be used) is blended with the present oil agent, and the oil agent is used after emulsification in water. The method of blending the emulsifier into the oil, for example, after mixing the present oil with the above-mentioned organic solvent and low-viscosity mineral oil, if necessary, a method of adding an emulsifier thereto with stirring can be applied. For example, a method in which the above-mentioned oil agent mixture is added thereto while stirring warm water at 30 ° C. to 60 ° C. can be applied. The amount of the emulsifier is usually from 0 to 50% by mass, based on the total mass of the oil agent. As an emulsifying machine, an emulsifying tank equipped with stirring blades,
A ball mill, a Gaulin homogenizer, a homodisper, a bead mill, or the like can be used. The dilution ratio is not particularly limited, but the content of the oil agent is preferably 0.01 to 30% by mass, more preferably 0.2 to 20% by mass based on the total mass of the emulsion after emulsification. The content of the compound represented by the general formula (1) is preferably 0.004 to 30 based on the total mass of the emulsion after emulsification.
%, More preferably 0.08 to 18% by mass.

【0034】本発明の油剤は、炭素繊維の製造工程のう
ち、プレカーサー製造工程では、紡糸後、延伸前、延伸
後及び巻き取り前等の工程で付与することができるが、
紡糸後または延伸前の段階で付与するのが好ましい。ま
た、耐炎化工程直前の段階で付与することもできる。さ
らに、耐炎化後、炭素化前の工程で付与することもでき
る。
The oil agent of the present invention can be applied in the precursor manufacturing process of the carbon fiber manufacturing process, such as after spinning, before stretching, after stretching, and before winding.
It is preferably applied after spinning or before stretching. Further, it can be applied at a stage immediately before the flame-proofing step. Further, it can be applied in a step after the flame resistance and before the carbonization.

【0035】給油方法については特に限定はなく、油剤
の入った槽に糸条を浸漬(ディッピング)した後に、ロ
ーラー等で所定の付着量になるように絞る方法(ディッ
プ法)が一般的であるが、ノズル給油、ローラー給油、
またはスプレー給油等も適用可能である。本発明の油剤
のプレカーサーへの付与量は、紡糸乾燥後の繊維質量に
基づいて、純分(水、希釈剤以外の成分)で、通常0.
01〜10質量%、好ましくは0.05〜5質量%であ
る。上記成分の付与量が0.01質量%未満では、ロー
ラー、ガイドへの巻き付きが発生しやすく、10質量%
より多い場合は、繊維の融着が発生しやすくなる。
The method of lubrication is not particularly limited, and a method of dipping (dipping) the yarn in a tank containing an oil agent and then squeezing the mixture with a roller or the like to a predetermined amount (dip method) is generally used. But nozzle oiling, roller oiling,
Alternatively, spray oiling or the like is also applicable. The amount of the oil agent of the present invention applied to the precursor is usually 0.1 part based on the fiber mass after spinning and drying, in terms of pure components (components other than water and diluent).
It is from 0.01 to 10% by mass, preferably from 0.05 to 5% by mass. If the amount of the above component is less than 0.01% by mass, winding around a roller or a guide is likely to occur, and 10% by mass.
If it is larger, fusion of the fibers is likely to occur.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。以下において部
は質量部、%は質量%をそれぞれ意味する。
The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following, parts mean parts by mass, and% means mass%.

【0037】<実施例1>下記式(2)で示される化合
物80部、イソステアリルラウレート15部、オクチル
アルコールのEO/POランダム付加物(Mn:2,0
00)4部、ラウリルアルコールのリン酸エステルカリ
ウム塩0.5部、およびトリエチレングリコール−ビス
[3−(3−t−ブチル−5−メチル−4−ヒドロキシ
フェニル)プロピオネート]0.5部を、20℃で撹拌
混合して本発明の油剤〔1〕を得た。
Example 1 80 parts of a compound represented by the following formula (2), 15 parts of isostearyl laurate, and an EO / PO random adduct of octyl alcohol (Mn: 2,0
00) 4 parts, 0.5 part of potassium salt of phosphoric acid ester of lauryl alcohol, and 0.5 part of triethylene glycol-bis [3- (3-t-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl) propionate]. The mixture was stirred and mixed at 20 ° C. to obtain the oil agent [1] of the present invention.

【0038】[0038]

【化5】 Embedded image

【0039】<実施例2>式(2)で示される化合物を
下記式(3)で示される化合物に代える以外は実施例1
と同様にして本発明の油剤〔2〕を得た。
Example 2 Example 1 was repeated except that the compound represented by the formula (2) was replaced with a compound represented by the following formula (3).
The oil agent [2] of the present invention was obtained in the same manner as described above.

【0040】[0040]

【化6】 Embedded image

【0041】<比較例1>式(2)で示される化合物
を、アミノ当量=1,800、粘度(25℃)=1,2
00cStであるアミノ変性シリコーンに代える以外は
実施例1と同様にして比較の油剤〔1〕を得た。
<Comparative Example 1> A compound represented by the formula (2) was prepared by subjecting an amino equivalent to 1,800 and a viscosity (25 ° C.) to 1,2.
A comparative oil agent [1] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amino-modified silicone which was 00 cSt was used.

【0042】<比較例2>式(2)で示される化合物
を、アミノ当量=3,000、粘度(25℃)=3,5
00cStであるアミノ変性シリコーンに代える以外は
実施例1と同様にして比較の油剤〔2〕を得た。
Comparative Example 2 The compound represented by the formula (2) was prepared by converting the compound represented by the formula (2) to an amino equivalent = 3,000 and a viscosity (25 ° C.) = 3.5.
A comparative oil agent [2] was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amino-modified silicone that was 00 cSt was used.

【0043】<実施例3および比較例3> (1)プレカーサーの製造 アクリロニトリル99%とイタコン酸1%を共重合した
ポリアクリロニトリル重合体の20%ジメチルスルホオ
キシド(DMSO)溶液を、50%DMSO水溶液中に
押し出し湿式紡糸にてアクリルトウを得た。これを水洗
後、90℃の熱水中で延伸し乾燥してプレカーサー(3
0,000デニール/12,000フィラメント)を得
た。 (2)耐炎化 実施例1及び2で得られた本発明の油剤、比較例1及び
2で得られた比較の油剤を、それぞれ上記で得たプレカ
ーサーに、付着量0.5%となるようにディップ法にて
付与し、130℃で60秒間加熱した。これを、単糸デ
ニールあたり0.01gの張力がかかるように鉄製金属
枠に保持したのち、金属枠ごと250℃の循風乾燥機に
60分間放置し、耐炎化繊維を得た。 (3)炭素化 上記で得た耐炎化繊維を、単糸デニール当たり0.01
gの張力をかけながら、窒素雰囲気下、300〜1,4
00℃(50℃/分の温度勾配)、1400℃で10分
間、炭素化炉で焼成して炭素繊維を得た。
Example 3 and Comparative Example 3 (1) Production of Precursor A 20% dimethyl sulfoxide (DMSO) solution of a polyacrylonitrile polymer obtained by copolymerizing 99% of acrylonitrile and 1% of itaconic acid was added to a 50% DMSO aqueous solution. Acrylic tow was obtained by extrusion wet spinning. After washing with water, the film is stretched in hot water at 90 ° C. and dried to form a precursor (3
(0,000 denier / 12,000 filaments). (2) Flame resistance The oil agent of the present invention obtained in Examples 1 and 2 and the comparative oil agent obtained in Comparative Examples 1 and 2 were each applied to the precursor obtained above so that the amount of adhesion was 0.5%. And heated at 130 ° C. for 60 seconds. This was held in an iron metal frame so that a tension of 0.01 g per single yarn denier was applied, and then the metal frame and the metal frame were allowed to stand in a circulating drier at 250 ° C. for 60 minutes to obtain flame-resistant fibers. (3) Carbonization The oxidized fiber obtained above was used in an amount of 0.01 per denier of a single yarn.
g, while applying a tension of 300 g in a nitrogen atmosphere.
The carbon fiber was obtained by firing in a carbonization furnace at 00 ° C. (temperature gradient of 50 ° C./min) and 1400 ° C. for 10 minutes.

【0044】実施例1及び2で得られた本発明の油剤、
比較例1及び2で得られた比較の油剤について、分繊
性、耐接着性、平滑性、制電性、加熱後灰分及び炭素繊
維強度をそれぞれ以下の方法で測定、評価した結果を表
1に示す。
The oil agent of the present invention obtained in Examples 1 and 2,
With respect to the comparative oils obtained in Comparative Examples 1 and 2, the results of measuring and evaluating the fiber splitting property, adhesion resistance, smoothness, antistatic property, ash content after heating and carbon fiber strength by the following methods, respectively, are shown in Table 1. Shown in

【0045】<分繊性の評価>実施例3および比較例3
において、油剤処理後、130℃で60秒間加熱して得
たプレカーサートウを長さ約2cmに切断し黒紙上で単
繊維の分繊性を観察した。 評価基準 ◎:単繊維の接着がなく、単繊維がバラバラとなる(分
繊性極めて良好) ○:ほとんど単繊維の接着がないが、所々に単繊維のバ
ラバラにならない部分がある(分繊性良好) △:かなりの部分に単繊維の接着があり、単繊維のバラ
バラにならない部分が多い(分繊性不良) ×:ほとんど単繊維が接着しており、ほとんど単繊維が
バラバラにならない(分繊性極めて不良)
<Evaluation of Fiber Separation Property> Example 3 and Comparative Example 3
In the above, after the oil agent treatment, the precursor tow obtained by heating at 130 ° C. for 60 seconds was cut into a length of about 2 cm, and the fibrillation of single fibers was observed on black paper. Evaluation criteria ◎: Single fibers are not adhered and single fibers are scattered (excellent fiber separation properties) ○: Almost no single fibers are adhered, but there are parts where single fibers are not separated (splitting properties) Good: Δ: Adhesion of monofilaments in a considerable portion, and many portions that do not disintegrate monofilaments (defective fiber separation) ×: Almost monofilaments are adhered, and monofilaments hardly disintegrate (min. Very poor fineness)

【0046】<耐接着性の評価>実施例3および比較例
3において得られた耐炎化繊維を、長さ約2cmに切断
し、白紙上で繊維の接着性を観察した。 評価基準 ◎:単繊維の接着が見られない ○:僅かに単繊維が接着している △:所々に単繊維の接着が見られる ×:単繊維の接着極めて多い
<Evaluation of Adhesion Resistance> The oxidized fiber obtained in Example 3 and Comparative Example 3 was cut into a length of about 2 cm, and the adhesion of the fiber was observed on white paper. Evaluation criteria :: No single fiber adhesion observed ○: Slight single fiber adhesion △: Single fiber adhesion observed in some places ×: Single fiber adhesion extremely large

【0047】<平滑性の評価>油剤をアクリルフィラメ
ント(300デニール/300フィラメント)に付着量
0.5%となるようにディップ法で付与し、初張力10
g、糸速度50m/minでクロムメッキした梨地ピン
と接触させ、アクリルフィラメントと梨地ピンとの摩擦
係数を張力計(エイコー測器製)を用いて求めた。値は
小さいほど平滑性良好である。
<Evaluation of Smoothness> An oil agent was applied to an acrylic filament (300 denier / 300 filament) by a dipping method so as to have an adhesion amount of 0.5%.
g, contacted with a chrome-plated satin pin at a yarn speed of 50 m / min, and the friction coefficient between the acrylic filament and the satin pin was determined using a tensiometer (manufactured by Eiko Sokki). The smaller the value, the better the smoothness.

【0048】<制電性の評価>上記平滑性の評価時に梨
地ピン上で発生する静電気を、集電式電位差測定装置
(KS−525、春日電機株式会社製)にて測定した。 評価基準 ◎:静電気の発生ほとんどなし(発生電気量:−50〜
+50V) ○:やや静電気発生(発生電気量:−500〜−50
V、+50〜+500V) ×:静電気発生多い(発生電気量:−500V未満、+
500Vを越える)
<Evaluation of antistatic property> The static electricity generated on the satin pin during the evaluation of the smoothness was measured by a current collecting potential difference measuring device (KS-525, manufactured by Kasuga Electric Co., Ltd.). Evaluation criteria ◎: Almost no generation of static electricity (generated electricity: -50 to
+: 50 V) :: Slight static electricity generation (generated electricity amount: -500 to -50)
V, +50 to +500 V) ×: A large amount of static electricity is generated (the amount of generated electricity: less than -500 V, +
Over 500V)

【0049】<加熱後灰分>JIS−K−0067に記
載の灰分試験、第1法に基づいて各油剤の灰分を測定し
た。
<Ash after heating> The ash of each oil agent was measured based on the ash test described in JIS-K-0067, the first method.

【0050】<炭素繊維強度の評価>実施例3および比
較例3において得られた炭素繊維を用い、JIS−R−
7601に記載の方法に準じてストランド強度を測定し
た。
<Evaluation of Carbon Fiber Strength> Using the carbon fibers obtained in Example 3 and Comparative Example 3, JIS-R-
The strand strength was measured according to the method described in 7601.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明の炭素繊維製造工程用油剤は、優
れた耐熱性、潤滑性、制電性(プレカーサーの分繊性、
接着防止性に優れる)を有すると共に、優れた工程通過
性(プレカーサー製造工程や耐炎化工程で毛羽、糸切れ
の発生が少ない)を有する。したがって、本発明の油剤
を使用することによって、高強度・高弾性の高性能炭素
繊維を安定的に得ることがでる。さらに、焼成後の灰分
の発生が少なく、炭素繊維製造炉を傷める心配が極めて
少ないので、長期間の操業安定性が確保できるという性
能を発揮する。
The oil agent for the carbon fiber production process of the present invention has excellent heat resistance, lubricity and antistatic properties (precursor separation properties,
In addition to having excellent adhesion prevention properties, it has excellent processability (less fluff and yarn breakage in the precursor manufacturing process and the flameproofing process). Therefore, by using the oil agent of the present invention, a high-performance, high-strength, high-elasticity carbon fiber can be stably obtained. Furthermore, since there is little generation of ash after firing and there is very little risk of damaging the carbon fiber production furnace, it exhibits the performance of ensuring long-term operation stability.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)で示される1種以上の
化合物を含有することを特徴とする炭素繊維製造工程用
油剤。 [但し、式中 X:水素原子またはモノカルボン酸残基 R:炭素数2〜32の炭化水素基 A:炭素数2〜10の炭化水素基 m:1〜100の整数 n:1〜500の整数 複数個のX、R、A、nは同一であっても異なっていて
もよい。]
1. An oil agent for a carbon fiber production process, comprising one or more compounds represented by the following general formula (1). Wherein X: a hydrogen atom or a monocarboxylic acid residue R: a hydrocarbon group having 2 to 32 carbon atoms A: a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms m: an integer of 1 to 100 n: 1 to 500 Integer A plurality of X, R, A, and n may be the same or different. ]
【請求項2】 Rがエチレン基、1,3−プロピレン基
およびフェニレン基から選ばれる1種以上の基である請
求項1記載の油剤。
2. The oil agent according to claim 1, wherein R is at least one group selected from an ethylene group, a 1,3-propylene group and a phenylene group.
【請求項3】 Aがエチレン基および/またはプロピレ
ン基である請求項1又は2記載の油剤。
3. The oil agent according to claim 1, wherein A is an ethylene group and / or a propylene group.
【請求項4】 さらに、平滑剤、非イオン界面活性剤及
び制電剤から選ばれる1種以上を含有する請求項1〜3
のいずれか記載の油剤。
4. The method according to claim 1, further comprising at least one selected from a leveling agent, a nonionic surfactant and an antistatic agent.
The oil agent according to any one of the above.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか記載の油剤を、
炭素繊維の前駆体繊維に、処理後の繊維の質量に基づい
て、純分で0.01〜10質量%付与する炭素繊維の前
駆体繊維の処理方法。
5. The oil agent according to any one of claims 1 to 4,
A method for treating a precursor fiber of carbon fiber, wherein the precursor fiber of carbon fiber is provided with 0.01 to 10% by mass as a pure component based on the mass of the treated fiber.
【請求項6】 請求項1〜4のいずれか記載の油剤を用
いて製造される炭素繊維。
6. A carbon fiber produced using the oil agent according to claim 1. Description:
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