JP2011106045A - Oiling agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, and carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same - Google Patents

Oiling agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, and carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same Download PDF

Info

Publication number
JP2011106045A
JP2011106045A JP2009260810A JP2009260810A JP2011106045A JP 2011106045 A JP2011106045 A JP 2011106045A JP 2009260810 A JP2009260810 A JP 2009260810A JP 2009260810 A JP2009260810 A JP 2009260810A JP 2011106045 A JP2011106045 A JP 2011106045A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fiber bundle
carbon fiber
mass
precursor acrylic
oil agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009260810A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5712480B2 (en
Inventor
Hiromi Aso
宏実 麻生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Rayon Co Ltd filed Critical Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority to JP2009260810A priority Critical patent/JP5712480B2/en
Publication of JP2011106045A publication Critical patent/JP2011106045A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5712480B2 publication Critical patent/JP5712480B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Inorganic Fibers (AREA)
  • Chemical Treatment Of Fibers During Manufacturing Processes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an oiling agent composition for carbon fiber precursor acrylic fibers, which can effectively prevent fusion between single fibers; to provide a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle; and to provide a method for producing the same. <P>SOLUTION: The oiling agent composition contains an amino-modified silicone represented by formula (1) [wherein, (m) is an arbitrary integer of ≥1] and has a dynamic viscosity of 50 to 300 mm<SP>2</SP>/s(25°C) and an amino equivalent of 1,500 to 5,000 g/mol, 30 to 350 pts.mass of a specific aromatic polybasic carboxylate compound, and 15 to 100 pts.mass of a nonionic emulsifier. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物、および炭素繊維前駆体アクリル繊維束とその製造方法に関する。   The present invention relates to an oil composition for carbon fiber precursor acrylic fibers, a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, and a method for producing the same.

従来、炭素繊維束の製造方法として、アクリル繊維などからなる炭素繊維前駆体繊維束(以下、「前駆体繊維束」という。)を200〜400℃の酸素存在雰囲気下で加熱処理して耐炎化繊維束に転換し(耐炎化工程)、引き続いて1000℃以上の不活性雰囲気下で炭素化して(炭素化工程)、炭素繊維束を得る方法が知られている。この方法で得られた炭素繊維束は、優れた機械的物性により、特に複合材料用の強化繊維として工業的に広く利用されている。   Conventionally, as a method for producing a carbon fiber bundle, a carbon fiber precursor fiber bundle made of acrylic fiber or the like (hereinafter referred to as “precursor fiber bundle”) is heat-treated in an oxygen-existing atmosphere at 200 to 400 ° C. to make it flame resistant. There is known a method of obtaining a carbon fiber bundle by converting into a fiber bundle (flame-proofing process) and subsequently carbonizing under an inert atmosphere of 1000 ° C. or higher (carbonization process). Carbon fiber bundles obtained by this method are widely used industrially as reinforcing fibers for composite materials because of their excellent mechanical properties.

しかし、炭素繊維束の製造過程において、耐炎化工程で単繊維間に融着が発生し、耐炎化工程およびそれに続く炭素化工程(以下、耐炎化工程と炭素化工程を総合して「焼成工程」とも表記する。)において、毛羽や束切れといった工程障害が発生する場合があった。耐炎化工程での単繊維間の融着を防止する方法としては、前駆体繊維束の表面に油剤組成物を付与する方法(油剤処理)が知られており、多くの油剤組成物が検討されてきた。   However, in the process of manufacturing the carbon fiber bundle, fusion occurs between the single fibers in the flameproofing process, and the flameproofing process and the subsequent carbonization process (hereinafter referred to as the “firing process” In some cases, process failures such as fluff and bundle breakage may occur. As a method for preventing fusion between single fibers in the flameproofing process, a method of applying an oil agent composition to the surface of the precursor fiber bundle (oil agent treatment) is known, and many oil agent compositions have been studied. I came.

油剤組成物としては、これまでシリコーンを主成分とするシリコーン系油剤が一般的に用いられていた。
しかし、シリコーン系油剤は加熱により架橋反応が進行して高粘度化し、粘着物が前駆体繊維束の製造工程や、耐炎化工程で使用される繊維搬送ローラーやガイドなどの表面に堆積しやすかった。そのため、前駆体繊維束や耐炎化繊維束が、繊維搬送ローラーやガイドに巻き付いたり引っかかったりして断糸するなどの工程障害が発生し、操業性低下を招くことがあった。
また、シリコーン系油剤が付与された前駆体繊維束は、焼成工程において酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素などのケイ素化合物を生成しやすかった。ケイ素化合物が生成されると、操業性や製品の品質の低下につながる。
As the oil composition, a silicone-based oil mainly composed of silicone has been generally used so far.
However, the silicone oil has a high viscosity due to the progress of the crosslinking reaction by heating, and the adhesive is easily deposited on the surface of the fiber transport roller and guide used in the production process of the precursor fiber bundle and the flame resistance process. . For this reason, process failures such as the precursor fiber bundle and the flameproof fiber bundle being wound or caught by the fiber conveying roller or the guide are generated, and the operability may be lowered.
Moreover, the precursor fiber bundle to which the silicone-based oil agent was applied easily generated silicon compounds such as silicon oxide, silicon carbide, and silicon nitride in the firing step. When a silicon compound is produced, it leads to deterioration in operability and product quality.

そこで、油剤処理された前駆体繊維束のケイ素含有量を軽減することを目的として、シリコーンの含有率を低減した油剤組成物が提案されている。例えば、多環芳香族化合物を50〜100質量%含有する乳化剤を、40〜100質量%含有させ、シリコーン含有量を低減させた油剤組成物が提案されている(特許文献1参照)。
また、空気中250℃で2時間加熱した後の残存率が80質量%以上である耐熱樹脂と、シリコーンとを組み合わせた油剤組成物が提案されている(特許文献2参照)。
さらに、反応性官能基を有する化合物を10質量%以上含み、シリコーン化合物を含有しない、またはシリコーン化合物を含有する場合はケイ素質量に換算して2質量%を超えない範囲とする油剤組成物が提案されている(特許文献3参照)。
Therefore, an oil composition having a reduced silicone content has been proposed for the purpose of reducing the silicon content of the precursor fiber bundle treated with the oil. For example, an oil agent composition containing 40 to 100% by mass of an emulsifier containing 50 to 100% by mass of a polycyclic aromatic compound to reduce the silicone content has been proposed (see Patent Document 1).
Further, an oil agent composition in which a heat-resisting resin having a residual ratio of 80% by mass or more after heating at 250 ° C. in air for 2 hours and silicone is proposed (see Patent Document 2).
Furthermore, an oil composition containing 10% by mass or more of a compound having a reactive functional group and not containing a silicone compound, or containing a silicone compound, in a range not exceeding 2% by mass in terms of silicon mass is proposed. (See Patent Document 3).

また、近年、分子内に3個以上のエステル基を有するエステル化合物とシリコーン系化合物とを必須成分とした油剤組成物が提案されている(特許文献4参照)。該油剤組成物によれば、エステル化合物によってシリコーン含有量を低減させ、かつ炭素繊維製造における単繊維間の融着防止と安定した操業性とを両立させることができる。   In recent years, an oil composition comprising an ester compound having three or more ester groups in the molecule and a silicone compound as essential components has been proposed (see Patent Document 4). According to this oil agent composition, the silicone content can be reduced by the ester compound, and both fusion prevention between single fibers in carbon fiber production and stable operability can be achieved.

特開2005−264384号公報JP 2005-264384 A 特開2000−199183号公報JP 2000-199183 A 特開2005−264361号公報JP 2005-264361 A 国際公開第07/066517号パンフレットInternational Publication No. 07/0666517 Pamphlet

しかしながら、特許文献1に記載の油剤組成物では乳化剤の含有量が多いため乳化物の安定性は高くなるものの、この油剤組成物を付着させた前駆体繊維束は集束性が低下しやすく、高い生産効率で製造するには適していなかった。さらに、機械的物性に優れた炭素繊維束が得られにくいという問題があった。
また、特許文献2に記載の油剤組成物は、耐熱樹脂としてビスフェノールA系の芳香族エステルを用いているので耐熱性は極めて高いものの、単繊維間の融着を防止する効果が十分ではなかった。さらに、機械的物性に優れた炭素繊維束が安定して得られにくいという問題があった。
さらに、特許文献3に記載の油剤組成物は、100〜145℃における油剤粘度を上げることで油剤付着性を高めることができるが、粘度が高いがため、油剤処理後の前駆体繊維束が繊維搬送ローラー等に巻き付くなどの工程障害を引き起こし、操業性が低下することがあった。
また、特許文献4に記載の油剤組成物を前駆体繊維に付与した場合、操業性は安定するものの、シリコーンを主成分とするシリコーン系油剤に比べて、得られる炭素繊維束の機械的物性が劣る傾向にあった。
However, although the oil composition described in Patent Document 1 has a high emulsifier content, the stability of the emulsion is increased, but the bundle of precursor fibers to which this oil composition is adhered tends to have a low convergence and is high. It was not suitable for manufacturing with production efficiency. Furthermore, there is a problem that it is difficult to obtain a carbon fiber bundle excellent in mechanical properties.
The oil composition described in Patent Document 2 uses a bisphenol A-based aromatic ester as a heat-resistant resin, so the heat resistance is very high, but the effect of preventing fusion between single fibers is not sufficient. . Furthermore, there is a problem that it is difficult to stably obtain a carbon fiber bundle excellent in mechanical properties.
Furthermore, although the oil agent composition of patent document 3 can improve oil agent adhesiveness by raising the oil agent viscosity in 100-145 degreeC, since the viscosity is high, the precursor fiber bundle after an oil agent process is a fiber. Occasionally, process troubles such as wrapping around a conveyance roller or the like were caused, and operability was sometimes lowered.
In addition, when the oil agent composition described in Patent Document 4 is applied to the precursor fiber, the operability is stable, but the mechanical properties of the obtained carbon fiber bundle are higher than that of a silicone-based oil agent mainly composed of silicone. It was inferior.

このように、シリコーンの含有率を低減した油剤組成物では、操業性低下を招くことがあった。また、シリコーン系油剤に比べて、融着防止性、油剤処理された前駆体繊維束の集束性が低下したり、炭素繊維束の機械的物性が劣ったりする傾向にあった。そのため、高品質な炭素繊維束を安定して得ることが困難であった。
一方、シリコーン系油剤では、高粘度化やケイ素化合物の生成による操業性の低下が問題であった。
つまり、シリコーンを主成分とする油剤組成物による操業性低下の問題と、シリコーンの含有率を低減した油剤組成物による融着防止性、前駆体繊維束の集束性、炭素繊維束の機械的物性の低下の問題とは表裏一体の関係にあり、従来技術では両者の課題を全て解決できていない。
As described above, the oil agent composition having a reduced silicone content may cause a decrease in operability. Moreover, compared with silicone type oil agent, there existed a tendency for the anti-fusing property, the convergence property of the precursor fiber bundle treated with the oil agent to deteriorate, and the mechanical properties of the carbon fiber bundle to be inferior. Therefore, it has been difficult to stably obtain a high-quality carbon fiber bundle.
On the other hand, in the case of silicone-based oils, there has been a problem of reduced operability due to higher viscosity and generation of silicon compounds.
In other words, the problem of operability deterioration due to the oil composition containing silicone as a main component, the anti-fusing property due to the oil composition having a reduced silicone content, the convergence property of the precursor fiber bundle, and the mechanical properties of the carbon fiber bundle. This problem is inextricably linked to each other, and the conventional technology cannot solve all the problems.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、炭素繊維束製造工程における単繊維間の融着を効果的に防止すると共に、操業性低下を抑制し、かつ集束性が良好な前駆体繊維束および機械的物性に優れた炭素繊維束を得ることができる炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物、および炭素繊維前駆体アクリル繊維束とその製造方法の提供を課題とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and effectively prevents fusion between single fibers in the production process of carbon fiber bundles, suppresses deterioration in operability, and has good convergence properties. It is another object of the present invention to provide a carbon fiber precursor acrylic fiber oil agent composition capable of obtaining a carbon fiber bundle excellent in mechanical properties, a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, and a method for producing the same.

本発明者らは鋭意検討した結果、トリメリット酸エステルおよび/またはピロメリット酸エステルと、特定のアミノ変性シリコーンとを併用することで、上述したシリコーンを主成分とする油剤組成物の問題と、シリコーンの含有率を低減した油剤組成物の問題を共に解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the inventors of the present invention used the trimellitic acid ester and / or pyromellitic acid ester in combination with a specific amino-modified silicone, and the problem of the above-described oil composition containing silicone as a main component, It has been found that the problem of the oil composition having a reduced silicone content can be solved together, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物は、25℃における動粘度が50〜300mm/s、アミノ当量が1500〜5000g/molであり、下記式(1)で示されるアミノ変性シリコーン100質量部に対して、下記式(2)および/または下記式(3)で示されるエステル化合物30〜350質量部と、非イオン系乳化剤15〜100質量部とを含有することを特徴とする。 That is, the carbon fiber precursor acrylic fiber oil composition of the present invention has a kinematic viscosity at 25 ° C. of 50 to 300 mm 2 / s, an amino equivalent of 1500 to 5000 g / mol, and an amino acid represented by the following formula (1). It contains 30 to 350 parts by mass of an ester compound represented by the following formula (2) and / or the following formula (3) and 15 to 100 parts by mass of a nonionic emulsifier with respect to 100 parts by mass of the modified silicone. And

Figure 2011106045
Figure 2011106045

式(1)中、mは1以上の任意の数である。   In formula (1), m is an arbitrary number of 1 or more.

Figure 2011106045
Figure 2011106045

式(2)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、炭素数8〜16の炭化水素基である。 In formula (2), R < 1 > -R < 3 > is the same or different, and is a C8-C16 hydrocarbon group.

Figure 2011106045
Figure 2011106045

式(3)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、炭素数8〜16の炭化水素基である。 In formula (3), R 4 to R 7 are the same or different and are hydrocarbon groups having 8 to 16 carbon atoms.

また、前記非イオン系乳化剤が、下記式(4)で示されるブロック共重合型ポリエーテル、および/または、下記式(5)で示されるポリオキシエチレンアルキルエーテルであることが好ましい。   Further, the nonionic emulsifier is preferably a block copolymer type polyether represented by the following formula (4) and / or a polyoxyethylene alkyl ether represented by the following formula (5).

Figure 2011106045
Figure 2011106045

式(4)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、水素原子、炭素数1〜24のアルキル基、または炭素数3〜12のシクロアルキル基であり、x〜zはそれぞれ同一または異なって、1〜500である。 In formula (4), R 8 to R 9 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, and x to z are the same or Differently, it is 1-500.

Figure 2011106045
Figure 2011106045

式(5)中、R10は炭素数10〜20の炭化水素基であり、nは3〜20である。 In Formula (5), R 10 is a hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms, and n is 3 to 20.

さらに、本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物は、前記アミノ変性シリコーン100質量部に対して、酸化防止剤を1.5〜5質量部含有することが好ましい。
また、本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維束は、前記炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物が、乾燥繊維質量に対して0.1〜2質量%付着したことを特徴とする。
また、本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法は、前記炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物を水中に分散させて、平均粒子径0.01〜0.5μmのミセルを形成させた水系乳化溶液を水膨潤状態の前駆体繊維束に付与する工程と、水系乳化溶液が付与された前駆体繊維束を乾燥緻密化する工程とを有することを特徴とする。
Furthermore, the oil agent composition for a carbon fiber precursor acrylic fiber of the present invention preferably contains 1.5 to 5 parts by mass of an antioxidant with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone.
Moreover, the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle of the present invention is characterized in that 0.1 to 2% by mass of the oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber is attached to the dry fiber mass.
In the method for producing a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle of the present invention, the carbon fiber precursor acrylic fiber oil composition is dispersed in water to form micelles having an average particle diameter of 0.01 to 0.5 μm. And a step of applying the aqueous emulsified solution to the precursor fiber bundle in the water-swelled state and a step of drying and densifying the precursor fiber bundle to which the aqueous emulsified solution is applied.

本発明によれば、炭素繊維束製造工程における単繊維間の融着を効果的に防止すると共に、操業性低下を抑制し、かつ集束性が良好な前駆体繊維束および機械的物性に優れた炭素繊維束を得ることができる炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物、および炭素繊維前駆体アクリル繊維束とその製造方法を提供できる。
また、本発明によれば、操業性低下を抑制でき、かつ前駆体繊維束の集束性が良好であるので、炭素繊維束の工業的な生産性を高め、安定して高品質な炭素繊維束を得ることができる。
According to the present invention, it is possible to effectively prevent fusion between single fibers in the production process of carbon fiber bundles, suppress deterioration in operability, and have excellent precursor fiber bundles and good mechanical properties with good convergence. An oil agent composition for a carbon fiber precursor acrylic fiber capable of obtaining a carbon fiber bundle, a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, and a method for producing the same.
In addition, according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in operability and the convergence property of the precursor fiber bundle is good. Therefore, the industrial productivity of the carbon fiber bundle is increased, and the high-quality carbon fiber bundle is stably formed. Can be obtained.

以下、本発明を詳細に説明する。
[炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物]
本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物(以下、「油剤組成物」という。)は、アミノ変性シリコーンとエステル化合物と非イオン系乳化剤とを含有する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber]
The oil agent composition for acrylic fibers for carbon fiber precursor of the present invention (hereinafter referred to as “oil agent composition”) contains an amino-modified silicone, an ester compound, and a nonionic emulsifier.

アミノ変性シリコーンは、後述の油剤処理前の炭素繊維前駆体アクリル繊維束(以下、単に「前駆体繊維束」とも表記する。)に対する油剤組成物の親和性および耐熱性の向上に有効である。
アミノ変性シリコーンは、25℃における動粘度が50〜300mm/sであり、50〜150mm/sであることが好ましい。動粘度が50mm/s未満であると、得られる油剤組成物の耐熱性が低下し、耐炎化工程での単繊維間の融着を十分に防止しにくくなる。一方、動粘度が300mm/sを超えると、油剤組成物のエマルションの調製が困難になる。また、油剤組成物のエマルションの安定性が低下し、前駆体繊維束に均一に付着しにくくなり、その結果、単繊維間の融着を十分に防止しにくくなったり、前駆体繊維束の集束性が低下したりする場合がある。さらに、耐炎化工程での分繊性が低下し、特にラージトウを製造する場合、単繊維間に斑が発生し、高品質の炭素繊維束が得られにくくなる。
The amino-modified silicone is effective in improving the affinity and heat resistance of the oil agent composition with respect to a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle (hereinafter also simply referred to as “precursor fiber bundle”) before the oil agent treatment described later.
Amino-modified silicones are kinematic viscosity of 50 to 300 mm 2 / s at 25 ° C., is preferably 50 to 150 mm 2 / s. When the kinematic viscosity is less than 50 mm 2 / s, the heat resistance of the obtained oil agent composition is lowered, and it becomes difficult to sufficiently prevent fusion between single fibers in the flameproofing step. On the other hand, when the kinematic viscosity exceeds 300 mm 2 / s, it becomes difficult to prepare an emulsion of the oil composition. In addition, the stability of the emulsion of the oil agent composition is lowered, and it becomes difficult to uniformly adhere to the precursor fiber bundle. As a result, it becomes difficult to sufficiently prevent the fusion between single fibers, or the bundle of precursor fiber bundles. May decrease. Furthermore, the fiber separation property in the flameproofing process is lowered, and particularly when large tow is produced, spots are generated between the single fibers, making it difficult to obtain a high-quality carbon fiber bundle.

アミノ変性シリコーンの動粘度は、JIS−Z−8803、あるいはASTM D 445−46Tに準拠して測定される値であり、例えばウッベローデ粘度計を用いて測定できる。   The kinematic viscosity of the amino-modified silicone is a value measured according to JIS-Z-8803 or ASTM D 445-46T, and can be measured using, for example, a Ubbelohde viscometer.

アミノ変性シリコーンは、アミノ当量が1500〜5000g/molであり、1500〜3000g/molであることが好ましい。アミノ当量が1500g/mol未満であると、シリコーン1分子中のアミノ基の数が多くなりすぎ、アミノ変性シリコーンの熱安定性が低下し、工程障害の要因となる。一方、アミノ当量が5000g/molを超えると、シリコーン1分子中のアミノ基の数が少なくなりすぎ、前駆体繊維束との馴染みが悪くなり、油剤組成物が均一に付着しにくくなり、繊維間の融着を十分に防止しにくくなったり、前駆体繊維束の集束性が低下したりする場合がある。   The amino-modified silicone has an amino equivalent of 1500 to 5000 g / mol, preferably 1500 to 3000 g / mol. When the amino equivalent is less than 1500 g / mol, the number of amino groups in one silicone molecule is excessively increased, the thermal stability of the amino-modified silicone is lowered, and the process is hindered. On the other hand, when the amino equivalent exceeds 5000 g / mol, the number of amino groups in one silicone molecule becomes too small, the compatibility with the precursor fiber bundle becomes poor, and the oil agent composition becomes difficult to adhere uniformly. In some cases, it becomes difficult to sufficiently prevent the fusion of the precursor fibers, and the convergence of the precursor fiber bundle may be deteriorated.

アミノ変性シリコーンは、上記式(1)で示される構造を有する。
式(1)中、mは1以上の任意の数である。具体的には、10〜300が好ましく、10〜150がより好ましい。mが10未満であると、油剤組成物の耐熱性が低下しやすくなり、耐炎化工程での単繊維間の融着を防止しにくくなる。一方、mが300を超えると、油剤組成物の粘度が過渡に上昇しやすくなる。その結果、本発明の油剤組成物が付着した前駆体繊維束が繊維搬送ローラー等に巻き付きやすくなり、工程障害を引き起こし、操業性が低下しやすくなる。
The amino-modified silicone has a structure represented by the above formula (1).
In formula (1), m is an arbitrary number of 1 or more. Specifically, 10-300 is preferable and 10-150 is more preferable. When m is less than 10, the heat resistance of the oil composition is likely to decrease, and it becomes difficult to prevent fusion between single fibers in the flameproofing step. On the other hand, when m exceeds 300, the viscosity of the oil composition tends to rise transiently. As a result, the precursor fiber bundle to which the oil agent composition of the present invention is attached easily wraps around the fiber transport roller and the like, causing a process failure and easily reducing the operability.

なお、式(1)中のmは、アミノ変性シリコーンの動粘度を測定し、該動粘度からの推算値として概算することができる。
mを求める手順は、まずアミノ変性シリコーンの動粘度を測定し、測定された動粘度の値からA.J.Barryの式(logη=1.00+0.0123M0.5、(η:25℃における動粘度、M:分子量))により分子量を算出する。ついで、この分子量からアミノ変性シリコーンの構造を形成するmの値を決定することができる。
mは平均値であるので整数になるとは限らないが、有効数字2桁として以下を四捨五入して表示する。
In addition, m in Formula (1) can measure the kinematic viscosity of amino modified silicone, and can approximate it as an estimated value from this kinematic viscosity.
The procedure for obtaining m is to first measure the kinematic viscosity of the amino-modified silicone, and determine A. J. et al. The molecular weight is calculated according to the Barry equation (log η = 1.00 + 0.0123 M 0.5 , (η: kinematic viscosity at 25 ° C., M: molecular weight)). The value of m that forms the structure of the amino-modified silicone can then be determined from this molecular weight.
Since m is an average value, it does not necessarily become an integer, but is displayed by rounding off the following as two significant figures.

このようなアミノ変性シリコーンとしては、市販品を用いることができ、例えば信越化学工業株式会社製の「x−22−161B」、「KF−8012」、チッソ株式会社製の「FM−3325」などが好適である。   As such amino-modified silicone, commercially available products can be used, such as “x-22-161B”, “KF-8012” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “FM-3325” manufactured by Chisso Corporation, and the like. Is preferred.

エステル化合物は、上記式(2)または上記式(3)で示される構造を有する。
式(2)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、炭素数8〜16の炭化水素基であり、式(3)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、炭素数8〜16の炭化水素基である。
〜Rにおいて、それぞれの炭素数が8未満であると、油剤組成物の耐熱性が低下し、耐炎化工程での単繊維間の融着を十分に防止しにくくなる。一方、炭素数が16を超えると、均一な油剤組成物のエマルションの調製が困難となり、前駆体繊維束に均一に付着しにくくなり、その結果、繊維間の融着を十分に防止しにくくなったり、前駆体繊維束の集束性が低下したりする場合がある。さらに、油剤組成物の粘度が上昇する傾向にあり、操業性が低下しやすくなる。
The ester compound has a structure represented by the above formula (2) or the above formula (3).
In the formula (2), R 1 to R 3 are the same or different and are each a hydrocarbon group having 8 to 16 carbon atoms. In the formula (3), R 4 to R 7 are the same or different and each has a carbon number. 8 to 16 hydrocarbon groups.
In R 1 to R 7, when each of the number of carbon atoms is less than 8, and lowering the heat resistance of the oil composition, it is difficult to sufficiently prevent the fusion between single fibers in the oxidation step. On the other hand, when the number of carbons exceeds 16, it is difficult to prepare a uniform oil composition emulsion and it is difficult to uniformly adhere to the precursor fiber bundle, and as a result, it becomes difficult to sufficiently prevent fusion between fibers. Or the convergence of the precursor fiber bundle may decrease. Furthermore, the viscosity of the oil composition tends to increase, and the operability tends to decrease.

炭化水素基としては、飽和鎖式炭化水素基や飽和環式炭化水素基等の飽和炭化水素基が好ましく、具体的にはオクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ラウリル基(ドデシル基)、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基等が挙げられる。   The hydrocarbon group is preferably a saturated hydrocarbon group such as a saturated chain hydrocarbon group or a saturated cyclic hydrocarbon group. Specifically, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a lauryl group (dodecyl group). , Tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group and the like.

〜Rとしては、均一な油剤組成物のエマルションを調製しやすい点で炭素数8〜14の飽和炭化水素基が好ましく、水蒸気存在下での耐熱性に優れる点で炭素数12〜16の飽和炭化水素基が好ましい。 As R 1 to R 7 , a saturated hydrocarbon group having 8 to 14 carbon atoms is preferable in terms of easy preparation of an emulsion of a uniform oil agent composition, and 12 to 16 carbon atoms in terms of excellent heat resistance in the presence of water vapor. The saturated hydrocarbon group is preferable.

上記式(2)で示されるエステル化合物(トリメリット酸エステル)、および上記式(3)で示されるエステル化合物(ピロメリット酸エステル)は、上述したアミノ変性シリコーンとの相溶性に優れるため、前駆体繊維束に油剤組成物を均一に付着できる。さらに、優れた機械的物性を有する炭素繊維束を得るための前駆体繊維束の製造に効果的である。   Since the ester compound (trimellitic acid ester) represented by the above formula (2) and the ester compound (pyromellitic acid ester) represented by the above formula (3) are excellent in compatibility with the amino-modified silicone described above, The oil agent composition can be uniformly attached to the body fiber bundle. Furthermore, it is effective for the production of a precursor fiber bundle for obtaining a carbon fiber bundle having excellent mechanical properties.

本発明の油剤組成物は、トリメリット酸エステルおよび/またはピロメリット酸エステルを含有する。
これらエステル化合物の含有量は、前記アミノ変性シリコーン100質量部に対して、30〜350質量部であり、100〜350質量部が好ましい。エステル化合物の含有量が30質量部未満であると、アミノ変性シリコーンとのバランスが崩れ、油剤組成物が前駆体繊維束に均一に付着しにくくなる。そして、本発明の油剤組成物が付着した前駆体繊維束を焼成して得られる炭素繊維束は、安定した物性を発現しにくくなる。一方、エステル化合物の含有量が350質量部を超えると、アミノ変性シリコーンの割合が少なくなり、油剤組成物が付着した前駆体繊維束の集束性が低下するうえ、該前駆体繊維束を焼成して得られる炭素繊維束の機械的物性が低下しやすくなる。
The oil agent composition of the present invention contains trimellitic acid ester and / or pyromellitic acid ester.
Content of these ester compounds is 30-350 mass parts with respect to 100 mass parts of said amino modified silicone, and 100-350 mass parts is preferable. When the content of the ester compound is less than 30 parts by mass, the balance with the amino-modified silicone is lost, and the oil agent composition is difficult to uniformly adhere to the precursor fiber bundle. And the carbon fiber bundle obtained by baking the precursor fiber bundle to which the oil agent composition of this invention adheres becomes difficult to express the stable physical property. On the other hand, if the content of the ester compound exceeds 350 parts by mass, the proportion of the amino-modified silicone decreases, the convergence of the precursor fiber bundle to which the oil composition is adhered decreases, and the precursor fiber bundle is fired. The mechanical properties of the carbon fiber bundle obtained in this way tend to decrease.

非イオン系乳化剤としては公知の様々な物質を用いることができる。例えば高級アルコ−ルエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノ−ルエチレンオキサイド付加物、脂肪族エチレンオキサイド付加物、多価アルコ−ル脂肪族エステルエチレンオキサイド付加物、高級アルキルアミンエチレンオキサイド付加物、脂肪族アミドエチレンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加物、ポリプロピレングリコ−ルエチレンオキサイド付加物などのポリエチレングリコ−ル型非イオン性界面活性剤;グリセロ−ルの脂肪族エステル、ペンタエリスト−ルの脂肪族エステル、ソルビト−ルの脂肪族エステル、ソルビタンの脂肪族エステル、ショ糖の脂肪族エステル、多価アルコ−ルのアルキルエ−テル、アルカノ−ルアミン類の脂肪酸アミドなどの多価アルコ−ル型非イオン性界面活性剤等が挙げられる。これら乳化剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。   Various known substances can be used as the nonionic emulsifier. For example, higher alcohol ethylene oxide adduct, alkylphenol ethylene oxide adduct, aliphatic ethylene oxide adduct, polyhydric alcohol aliphatic ester ethylene oxide adduct, higher alkylamine ethylene oxide adduct, aliphatic amide Polyethylene glycol-type nonionic surfactants such as ethylene oxide adducts, fat and oil ethylene oxide adducts, polypropylene glycol ethylene oxide adducts; aliphatic esters of glycerol, aliphatics of pentaerythrol Polyhydric alcohol type non-ions such as esters, aliphatic esters of sorbitol, aliphatic esters of sorbitan, aliphatic esters of sucrose, alkyl ethers of polyhydric alcohols, fatty acid amides of alkanolamines Surfactants and the like. These emulsifiers may be used alone or in combination of two or more.

また、非イオン系乳化剤は、上記式(4)で示されるブロック共重合型ポリエーテル、および/または、上記式(5)で示されるポリオキシエチレンアルキルエーテルであることが好ましい。
上記式(4)で示されるブロック共重合型ポリエーテルは、プロピレンオキサイド(PO)ユニットとエチレンオキサイド(EO)ユニットからなるブロック共重合型ポリエーテルである。
The nonionic emulsifier is preferably a block copolymer polyether represented by the above formula (4) and / or a polyoxyethylene alkyl ether represented by the above formula (5).
The block copolymer type polyether represented by the above formula (4) is a block copolymer type polyether composed of a propylene oxide (PO) unit and an ethylene oxide (EO) unit.

式(4)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、水素原子、炭素数1〜24のアルキル基、または炭素数3〜12のシクロアルキル基である。アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。
〜Rは、EO、POとの均衡、その他の油剤組成物成分を考慮して決定されるが、水素原子、あるいは炭素数1〜5の直鎖または分岐鎖のアルキル基が好ましく、より好ましくは水素原子である。
In formula (4), R 8 to R 9 are the same or different and each represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 24 carbon atoms, or a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms. The alkyl group may be linear or branched.
R 8 to R 9 are determined in consideration of the balance with EO, PO, and other components of the oil agent composition, preferably a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, More preferably, it is a hydrogen atom.

xおよびzはEOの付加モル数を示し、yはPOの付加モル数を示す。
x〜zはそれぞれ同一または異なって、1〜500であり、20〜300が好ましい。
また、xおよびzの合計と、yとの比(x+z:y)が90:10〜60:40であることが好ましい。
x and z represent the number of moles of EO added, and y represents the number of moles of PO added.
x to z are the same or different and are 1 to 500, preferably 20 to 300.
Moreover, it is preferable that ratio (x + z: y) of the sum of x and z and y is 90: 10-60: 40.

また、ブロック共重合型ポリエーテルは、数平均分子量が3000〜20000であることが好ましい。分子量が上記範囲内であれば、油剤組成物として要求される熱的安定性と水への分散性を共に有することが可能となる。
さらに、ブロック共重合型ポリエーテルは、100℃における動粘度が300〜15000mm/sであることが好ましい。動粘度が上記範囲内であれば、油剤組成物の過剰な繊維内部への浸透を防ぎ、かつ前駆体繊維束に付与した後の乾燥工程において、油剤組成物の粘性により搬送ローラー等に単繊維が取られて巻きつくなどの工程障害が起こりにくくなる。
なお、ブロック共重合型ポリエーテルの動粘度は、アミノ変性シリコーンの動粘度と同様にして測定できる。
Further, the block copolymer type polyether preferably has a number average molecular weight of 3000 to 20000. When the molecular weight is within the above range, it is possible to have both thermal stability and dispersibility in water required for an oil composition.
Further, the block copolymer type polyether preferably has a kinematic viscosity at 100 ° C. of 300 to 15000 mm 2 / s. If the kinematic viscosity is within the above range, the permeation of the oil composition to the inside of the fiber is prevented, and in the drying step after being applied to the precursor fiber bundle, the single fiber is fed to the conveying roller or the like due to the viscosity of the oil composition. Process failure such as wrapping around is less likely to occur.
The kinematic viscosity of the block copolymer type polyether can be measured in the same manner as the kinematic viscosity of the amino-modified silicone.

一方、式(5)中、R10は炭素数10〜20の炭化水素基である。炭素数が10未満であると、油剤組成物の熱的安定性が低下しやすくなると共に、適切な親油性を発現しにくくなる。一方、炭素数が20を超えると、油剤組成物の粘度が高くなったり、油剤組成物が固体になったりするなどして、操業性が低下する場合がある。また、親水基とのバランスが悪くなり、乳化性能が低下する場合がある。
炭化水素基としては、飽和鎖式炭化水素基や飽和環式炭化水素基等の飽和炭化水素基が好ましく、具体的にはデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基等が挙げられる。これらの中でも、油剤組成物を効率よく乳化するために、その他の油剤組成物成分に馴染みやすい適度な親油性を付与できる点でドデシル基が特に好ましい。
On the other hand, in formula (5), R 10 is a hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms. When the number of carbon atoms is less than 10, the thermal stability of the oil composition is likely to be lowered, and appropriate lipophilicity is hardly exhibited. On the other hand, when the number of carbon atoms exceeds 20, the operability may deteriorate due to the viscosity of the oil composition becoming high or the oil composition becoming solid. In addition, the balance with the hydrophilic group is deteriorated, and the emulsification performance may be lowered.
The hydrocarbon group is preferably a saturated hydrocarbon group such as a saturated chain hydrocarbon group or a saturated cyclic hydrocarbon group, specifically a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, A hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecyl group, an icosyl group, etc. are mentioned. Among these, in order to efficiently emulsify the oil agent composition, a dodecyl group is particularly preferable in terms of imparting an appropriate lipophilicity that is easily adapted to other oil agent composition components.

nは、EOの付加モル数を示し、3〜20であり、5〜15が好ましく、5〜10がより好ましい。nが3未満であると、水と馴染みにくく、乳化性能が得られにくくなる。一方、nが20を超えと、粘性が高くなり、油剤組成物の構成成分として用いた場合、得られる油剤組成物が付着した前駆体繊維束の分繊性が低下しやすくなる。
なお、R10は油剤組成物の親油性に関与する要素であり、nは油剤組成物の親水性に関与する要素である。従って、nの値は、R10との組み合わせにより適宜決定される。
n shows the addition mole number of EO, is 3-20, 5-15 are preferable and 5-10 are more preferable. When n is less than 3, it is difficult to adjust to water and it becomes difficult to obtain emulsification performance. On the other hand, when n exceeds 20, the viscosity increases, and when used as a component of the oil composition, the fiber separation property of the precursor fiber bundle to which the obtained oil composition is attached tends to be lowered.
Here, R 10 is an element involved in the lipophilicity of the oil composition, and n is an element involved in the hydrophilicity of the oil composition. Therefore, the value of n is suitably determined by a combination of R 10.

非イオン系乳化剤の含有量は、前記アミノ変性シリコーン100質量部に対して、15〜100質量部であり、15〜50質量部が好ましい。非イオン系乳化剤の含有量が150質量部未満であると、乳化しにくく、乳化物の安定性が悪くなる場合がある。一方、非イオン系乳化剤の含有量が100質量部を超えると、油剤組成物が付着した前駆体繊維束の集束性が低下するうえ、該前駆体繊維束を焼成して得られる炭素繊維束の機械的物性が低下しやすくなる。   Content of a nonionic emulsifier is 15-100 mass parts with respect to 100 mass parts of said amino modified silicone, and 15-50 mass parts is preferable. When the content of the nonionic emulsifier is less than 150 parts by mass, emulsification is difficult and the stability of the emulsion may be deteriorated. On the other hand, when the content of the nonionic emulsifier exceeds 100 parts by mass, the converging property of the precursor fiber bundle to which the oil agent composition is adhered decreases, and the carbon fiber bundle obtained by firing the precursor fiber bundle Mechanical properties are likely to deteriorate.

本発明の油剤組成物は、酸化防止剤を含有することが好ましい。
酸化防止剤としては公知の様々な物質を用いることができるが、フェノール系や硫黄系の酸化防止剤が好適である。
フェノール系酸化防止剤の具体例としては、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、4,4’−ブチリデンビス−(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス−(4−エチル−6−t−ブチルフェノール)、2,6−ジ−t−ブチル−4−エチルフェノール、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、n−オクタデシル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、トリエチレングリコールビス[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート等が挙げられる。
硫黄系の酸化防止剤の具体例としては、ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ジミリスチルチオジプロピオネート、ジトリデシルチオジプロピオネート等が挙げられる。
これら酸化防止剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The oil agent composition of the present invention preferably contains an antioxidant.
Various known substances can be used as the antioxidant, and phenol-based and sulfur-based antioxidants are suitable.
Specific examples of the phenolic antioxidant include 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 4,4′-butylidenebis- (6-t-butyl-3-methylphenol), 2,2′- Methylene bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2′-methylene bis- (4-ethyl-6-tert-butylphenol), 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, 1, 1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, n-octadecyl-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, tetrakis [methylene -3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, triethylene glycol bis [3- (3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methyl) Eniru) propionate], tris (3,5-di -t- butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanurate.
Specific examples of the sulfur-based antioxidant include dilauryl thiodipropionate, distearyl thiodipropionate, dimyristyl thiodipropionate, and ditridecyl thiodipropionate.
These antioxidants may be used alone or in combination of two or more.

また、酸化防止剤としては、上述したアミノ変性シリコーンに作用するものが特に好ましく、上記の中では、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンと、トリエチレングリコールビス[3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート]が好ましい。   Further, as the antioxidant, those acting on the amino-modified silicone described above are particularly preferable. Among them, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] Methane and triethylene glycol bis [3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate] are preferred.

酸化防止剤の含有量は、前記アミノ変性シリコーン100質量部に対して、1.5〜5質量部が好ましく、1.5〜3質量部がより好ましい。酸化防止剤の含有量が1.5質量部未満であると、酸化防止効果が十分に得られにくくなる。そのため、前駆体繊維束の製造過程において前駆体繊維束に付着した油剤組成物中のアミノ変性シリコーンが、熱ローラー等により加熱されて樹脂化する場合がある。アミノ変性シリコーンが樹脂化するとローラー等の表面に堆積しやすくなり、前駆体繊維束が巻き付いて工程障害を招き、操業性が低下する。一方、酸化防止剤の含有量が5質量部を超えると、酸化防止剤が油剤組成物中に均一に分散しにくくなる。   The content of the antioxidant is preferably 1.5 to 5 parts by mass and more preferably 1.5 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone. When the content of the antioxidant is less than 1.5 parts by mass, it is difficult to sufficiently obtain the antioxidant effect. For this reason, the amino-modified silicone in the oil composition adhered to the precursor fiber bundle in the process of producing the precursor fiber bundle may be heated to a resin by a heat roller or the like. When the amino-modified silicone is converted into a resin, it is likely to be deposited on the surface of a roller or the like, and the precursor fiber bundle is wound around, causing a process failure and lowering the operability. On the other hand, when content of antioxidant exceeds 5 mass parts, antioxidant will become difficult to disperse | distribute uniformly in an oil agent composition.

さらに、本発明の油剤組成物は、前駆体繊維束に付着させるための設備や使用環境によって、操業性を向上させたり、油剤組成物の安定性や付着特性を向上させたりすることを目的として、帯電防止剤や抗菌剤などの添加物を含有してもよい。
帯電防止剤としては、公知の物質を用いることができる。帯電防止剤はイオン型と非イオン型に大別され、イオン型としてはアニオン系、カチオン系及び両性系があり、非イオン型ではポリエチレングリコール型及び多価アルコール型がある。帯電防止の観点からイオン型が好ましく、中でも脂肪族スルホン酸塩、高級アルコール硫酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキシド付加物硫酸エステル塩、高級アルコールリン酸エステル塩、高級アルコールエチレンオキシド付加物硫酸リン酸エステル塩、第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤、ベタイン型両性界面活性剤、高級アルコールエチレンオキシド付加物ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、多価アルコール脂肪酸エステルなどが好ましく用いられる。
これら帯電防止剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Furthermore, the oil agent composition of the present invention is intended to improve operability or improve the stability and adhesion characteristics of the oil agent composition depending on the equipment and use environment for adhering to the precursor fiber bundle. Further, additives such as antistatic agents and antibacterial agents may be contained.
A known substance can be used as the antistatic agent. Antistatic agents are broadly classified into ionic types and nonionic types, and ionic types include anionic, cationic and amphoteric, and nonionic types include polyethylene glycol type and polyhydric alcohol type. From the viewpoint of antistatic, ionic type is preferable, among them aliphatic sulfonate, higher alcohol sulfate ester salt, higher alcohol ethylene oxide adduct sulfate ester, higher alcohol phosphate ester salt, higher alcohol ethylene oxide adduct sulfate phosphate ester salt, Quaternary ammonium salt type cationic surfactants, betaine type amphoteric surfactants, higher alcohol ethylene oxide adducts polyethylene glycol fatty acid esters, polyhydric alcohol fatty acid esters and the like are preferably used.
These antistatic agents may be used alone or in combination of two or more.

抗菌剤としては、公知の物質を用いることができる。例えば5−クロロ−2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン、1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、N−n−ブチル−1,2−ベンズイソチアゾリン−3−オン、2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、4,5−ジクロロ−2−n−オクチル−4−イソチアゾリン−3−オン、2−メチル−4,5−トリメチレン−4−イソチアゾリン−3−オンなどのイソチアゾリン系化合物;2−ブロモ−2−ニトロプロパン−1,3−ジオール、2,2−ジブロモ−2−ニトロエタノール、2,2−ジブロモ−3−ニトリロプロピオンアミド、1,2−ジブロモ−2,4−ジシアノブタン、ヘキサブロモジメチルスルホンなどの有機臭素系化合物;ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、o−フタルアルデヒドなどのアルデヒド系化合物;3−メチル−4−イソプロピルフェノール、2−イソプロピル−5−メチルフェノール、o−フェニルフェノール、4−クロロ−3,5−ジメチルフェノール、2,4,4’−トリクロロ−2’−ヒドロキシジフェニルエーテル、4,4’−ジクロロ−2’−ヒドロキシジフェニルエーテルなどのフェノール系化合物;8−オキシキノリン、2,3,5,6−テトラクロロ−4−(メチルスルホニル)ピリジン、ビス(2−ピリジルチオ−1−オキシド)亜鉛、(2−ピリジルチオ−1−オキシド)ナトリウムなどのピリジン系化合物;N,N',N''−トリスヒドロキシエチルヘキサヒドロ−S−トリアジン、N,N',N''−トリスエチルヘキサヒドロ−S−トリアジンなどのトリアジン系化合物;3,4,4’−トリクロロカルバニリド、3−トリフルオロメチル−4,4’−ジクロロカルバニリドなどのアニリド系化合物;2−(4−チオシアノメチルチオ)ベンズイミダゾールなどのチアゾール系化合物;2−(4−チアゾリル)−ベンズイミダゾール、2−ベンズイミダゾールカルバミン酸メチルなどのイミダゾール系化合物;1−[[2−(2,4−ジクロロフェニル)−4−n−プロピル−1,3−ジオキソラン−2−イル]メチル]−1H−1,2,4−トリアゾール、(RS)−2−(2,4−ジクロロフェニル)−1−(1H−1,2,4−トリアゾールー1−イル)ヘキサン−2−オール、α−[2−(4−クロロフェニル)エチル]−α−(1,1−ジメチルエチル)−1H−1,2,4−トリアゾール−1−エタノール、α−(クロロフェニル)−α−(1−シクロプロピルエチル)−1H−1,2,4−トリアゾール−1−エタノール、1−[[2−(2,4−ジクロロフェニル)−1,3−ジオキソラン−2−イル]メチル−1H−1,2,4−トリアゾールなどのトリアゾール系化合物;2,4,5,6−テトラクロロイソフタロニトリル、5−クロロ−2,4,6−トリフルオロイソフタロニトリルなどのニトリル系化合物;4,5−ジクロロ−1,2−ジチオラン−3−オン、3,3,4,4−テトラクロロテトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシドなどの有機塩素系化合物;3−ヨード−2−プロピニルブチルカーバメート、ジヨードメチル−p−トリルスルホン、2,3,3−トリヨードアリルアルコールなどの有機ヨード系化合物等が挙げられる。これらの中でもイソチアゾリン系の抗菌剤が好ましい。
これら抗菌剤は、1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
A known substance can be used as the antibacterial agent. For example, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 1,2-benzisothiazolin-3-one, Nn-butyl-1,2- Benzisothiazolin-3-one, 2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one, 4,5-dichloro-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one, 2-methyl-4,5-trimethylene Isothiazoline-based compounds such as -4-isothiazolin-3-one; 2-bromo-2-nitropropane-1,3-diol, 2,2-dibromo-2-nitroethanol, 2,2-dibromo-3-nitrilopropion Organic bromine compounds such as amide, 1,2-dibromo-2,4-dicyanobutane, hexabromodimethylsulfone; formaldehyde, glutaral Aldehyde compounds such as hydride and o-phthalaldehyde; 3-methyl-4-isopropylphenol, 2-isopropyl-5-methylphenol, o-phenylphenol, 4-chloro-3,5-dimethylphenol, 2,4, Phenolic compounds such as 4′-trichloro-2′-hydroxydiphenyl ether and 4,4′-dichloro-2′-hydroxydiphenyl ether; 8-oxyquinoline, 2,3,5,6-tetrachloro-4- (methylsulfonyl) ) Pyridine compounds such as pyridine, bis (2-pyridylthio-1-oxide) zinc, (2-pyridylthio-1-oxide) sodium; N, N ′, N ″ -trishydroxyethylhexahydro-S-triazine, Triazines such as N, N ′, N ″ -trisethylhexahydro-S-triazine Compounds; Anilide compounds such as 3,4,4′-trichlorocarbanilide and 3-trifluoromethyl-4,4′-dichlorocarbanilide; Thiazoles such as 2- (4-thiocyanomethylthio) benzimidazole Compound; Imidazole compounds such as 2- (4-thiazolyl) -benzimidazole and methyl 2-benzimidazolecarbamate; 1-[[2- (2,4-dichlorophenyl) -4-n-propyl-1,3- Dioxolan-2-yl] methyl] -1H-1,2,4-triazole, (RS) -2- (2,4-dichlorophenyl) -1- (1H-1,2,4-triazol-1-yl) hexane -2-ol, α- [2- (4-chlorophenyl) ethyl] -α- (1,1-dimethylethyl) -1H-1,2,4-triazole-1 Ethanol, α- (chlorophenyl) -α- (1-cyclopropylethyl) -1H-1,2,4-triazole-1-ethanol, 1-[[2- (2,4-dichlorophenyl) -1,3- Triazole compounds such as dioxolan-2-yl] methyl-1H-1,2,4-triazole; 2,4,5,6-tetrachloroisophthalonitrile, 5-chloro-2,4,6-trifluoroisothiol Nitrile compounds such as talonitrile; Organochlorine compounds such as 4,5-dichloro-1,2-dithiolane-3-one and 3,3,4,4-tetrachlorotetrahydrothiophene-1,1-dioxide; 3 -Iodo-2-propynylbutyl carbamate, diiodomethyl-p-tolylsulfone, 2,3,3-triiodoallyl alcohol, etc. Thing, and the like. Of these, isothiazoline antibacterial agents are preferred.
These antibacterial agents may be used alone or in combination of two or more.

以上説明した本発明の油剤組成物は、特定のアミノ変性シリコーンと、トリメリット酸エステルおよび/またはピロメリット酸エステルと、非イオン系乳化剤とを特定量含有するので、耐熱性が向上し、炭素繊維束製造工程における単繊維間の融着を効果的に防止できる。また、ケイ素化合物の発生を軽減できるので工程障害を低減し、操業性低下を抑制できる。さらに集束性に優れた炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物、および機械的物性に優れた炭素繊維束が得られる。
このように、本発明の油剤組成物によれば、従来のシリコーンを主成分とする油剤組成物の問題と、シリコーンの含有率を低減した油剤組成物の問題を共に解決できる。
The oil agent composition of the present invention described above contains a specific amino-modified silicone, trimellitic acid ester and / or pyromellitic acid ester, and a nonionic emulsifier in a specific amount. It is possible to effectively prevent fusion between single fibers in the fiber bundle manufacturing process. Moreover, since generation | occurrence | production of a silicon compound can be reduced, process failure can be reduced and operativity fall can be suppressed. Furthermore, the carbon fiber precursor oil agent composition for acrylic fibers excellent in bundling property and the carbon fiber bundle excellent in mechanical properties can be obtained.
Thus, according to the oil agent composition of the present invention, it is possible to solve both of the problems of conventional oil agent compositions mainly composed of silicone and the problem of oil agent compositions having a reduced silicone content.

[炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法]
本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法においては、上述したアミノ変性シリコーンと、エステル化合物と、非イオン系乳化剤と、必要に応じて酸化防止剤、帯電防止剤、抗菌剤を配合した油剤組成物を、水膨潤状態の前駆体繊維束に付与する工程(油剤処理)を行い、ついで油剤処理された前駆体繊維束を乾燥緻密化する工程を行う。
以下、炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法における各工程について詳しく説明する。
[Method for producing carbon fiber precursor acrylic fiber bundle]
In the method for producing the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle of the present invention, the above-described amino-modified silicone, ester compound, nonionic emulsifier, and antioxidant, antistatic agent, and antibacterial agent are blended as necessary. A step of imparting the oil agent composition to the precursor fiber bundle in a water-swollen state (oil agent treatment) is performed, and then a step of drying and densifying the precursor fiber bundle treated with the oil agent is performed.
Hereinafter, each process in the manufacturing method of a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle is demonstrated in detail.

(紡糸)
本発明に用いる、油剤処理前の前駆体繊維束としては、公知技術により紡糸されたアクリル繊維束を用いることができる。具体的には、アクリロニトリル系重合体を紡糸して得られるアクリル繊維束が挙げられる。
アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリルを主な単量体とし、これを重合して得られる重合体である。アクリロニトリル系重合体は、アクリロニトリルのみから得られるホモポリマーであってもよく、主成分であるアクリロニトリルに加えて他の単量体を併用したアクリロニトリル系共重合体であってもよい。
(spinning)
As the precursor fiber bundle before the oil agent treatment used in the present invention, an acrylic fiber bundle spun by a known technique can be used. Specifically, an acrylic fiber bundle obtained by spinning an acrylonitrile polymer can be used.
The acrylonitrile-based polymer is a polymer obtained by polymerizing acrylonitrile as a main monomer. The acrylonitrile-based polymer may be a homopolymer obtained only from acrylonitrile, or may be an acrylonitrile-based copolymer in which other monomers are used in addition to the main component acrylonitrile.

アクリロニトリル系共重合体におけるアクリロニトリル単位の含有量は、96〜98.5質量%であることが焼成工程での繊維の熱融着防止、共重合体の耐熱性、紡糸原液の安定性、および炭素繊維にした際の品質の観点でより好ましい。アクリロニトリル単位が96質量%以上の場合は、炭素繊維に転換する際の焼成工程で繊維の熱融着を招くことなく、炭素繊維の優れた品質および性能を維持できるので好ましい。また、共重合体自体の耐熱性が低くなることもなく、前駆体繊維を紡糸する際、繊維の乾燥あるいは加熱ローラーや加圧水蒸気による延伸のような工程において、単繊維間の接着を回避できる。一方、アクリロニトリル単位が98.5質量%以下の場合には、溶剤への溶解性が低下することもなく、紡糸原液の安定性を維持できると共に共重合体の析出凝固性が高くならず、前駆体繊維の安定した製造が可能となるので好ましい。   The content of acrylonitrile units in the acrylonitrile-based copolymer is 96 to 98.5% by mass to prevent heat fusion of fibers in the firing process, heat resistance of the copolymer, stability of the spinning dope, and carbon It is more preferable from the viewpoint of quality when it is made into a fiber. When the acrylonitrile unit is 96% by mass or more, it is preferable because excellent quality and performance of the carbon fiber can be maintained without inducing the thermal fusion of the fiber in the firing step when converting to the carbon fiber. In addition, the heat resistance of the copolymer itself is not lowered, and adhesion between single fibers can be avoided in spinning the precursor fiber or in a process such as fiber drying or drawing with a heating roller or pressurized steam. On the other hand, when the acrylonitrile unit is 98.5% by mass or less, the solubility in the solvent is not lowered, the stability of the spinning stock solution can be maintained, and the precipitation solidification property of the copolymer is not increased. This is preferable because stable production of body fibers is possible.

共重合体を用いる場合のアクリロニトリル以外の単量体としては、アクリロニトリルと共重合可能なビニル系単量体から適宣選択することができ、耐炎化反応を促進する作用を有するアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、または、これらのアルカリ金属塩もしくはアンモニウム塩、アクリルアミド等の単量体から選択すると、耐炎化を促進できるので好ましい。
アクリロニトリルと共重合可能なビニル系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有ビニル系単量体がより好ましい。アクリロニトリル系共重合体におけるカルボキシル基含有ビニル系単量体単位の含有量は0.5〜2質量%が好ましい。
これらビニル系単量体は、1種単独で用いても良よく、2種以上を併用してもよい。
As a monomer other than acrylonitrile in the case of using a copolymer, it can be appropriately selected from vinyl monomers copolymerizable with acrylonitrile, and acrylic acid or methacrylic acid having an action of promoting flameproofing reaction. , Itaconic acid, or an alkali metal salt or ammonium salt thereof, or a monomer such as acrylamide is preferable because flame resistance can be promoted.
As the vinyl monomer copolymerizable with acrylonitrile, carboxyl group-containing vinyl monomers such as acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid are more preferable. The content of the carboxyl group-containing vinyl monomer unit in the acrylonitrile copolymer is preferably 0.5 to 2% by mass.
These vinyl monomers may be used alone or in combination of two or more.

紡糸の際には、アクリロニトリル系重合体を、溶剤に溶解し紡糸原液とする。このときの溶剤には、ジメチルアセトアミドあるいはジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の有機溶剤、または塩化亜鉛やチオシアン酸ナトリウム等の無機化合物水溶液等、公知のものから適宜選択して使用することができる。これらの中でも、生産性向上の観点から凝固速度が早いジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシドおよびジメチルホルムアミドが好ましく、ジメチルアセトアミドがより好ましい。   At the time of spinning, the acrylonitrile polymer is dissolved in a solvent to form a spinning dope. The solvent used here can be appropriately selected from known solvents such as organic solvents such as dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, and aqueous inorganic compounds such as zinc chloride and sodium thiocyanate. Among these, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide and dimethylformamide having a high coagulation rate are preferable from the viewpoint of improving productivity, and dimethylacetamide is more preferable.

また、緻密な凝固糸を得るためには、紡糸原液の重合体濃度がある程度以上になるように紡糸原液を調整することが好ましい。具体的には、紡糸原液中の重合体濃度が17質量%以上になるように調整することが好ましく、より好ましくは19質量%以上である。
なお、紡糸原液は適正な粘度・流動性を必要とするため、重合体濃度は25質量%を超えない範囲が好ましい。
In order to obtain a dense coagulated yarn, it is preferable to adjust the spinning dope so that the polymer concentration of the spinning dope becomes a certain level or more. Specifically, the polymer concentration in the spinning dope is preferably adjusted to 17% by mass or more, more preferably 19% by mass or more.
Since the spinning dope requires proper viscosity and fluidity, the polymer concentration is preferably within a range not exceeding 25% by mass.

紡糸方法は、上述した紡糸原液を直接凝固浴中に紡出する湿式紡糸法、空気中で凝固する乾式紡糸法、および一旦空気中に紡出した後に浴中凝固させる乾湿式紡糸法など公知の紡糸方法を適宜採用できるが、より高い性能を有する炭素繊維束を得るには湿式紡糸法または乾湿式紡糸法が好ましい。   Spinning methods are known, such as a wet spinning method in which the above-mentioned spinning solution is directly spun into a coagulation bath, a dry spinning method in which the solution is coagulated in the air, and a dry and wet spinning method in which the solution is once coagulated in the air and then coagulated in the bath. A spinning method can be appropriately employed, but a wet spinning method or a dry-wet spinning method is preferable for obtaining a carbon fiber bundle having higher performance.

湿式紡糸法または乾湿式紡糸法による紡糸賦形は、紡糸原液を円形断面の孔を有するノズルより凝固浴中に紡出することで行うことができる。凝固浴としては、紡糸原液に用いられる溶剤を含む水溶液を用いるのが溶剤回収の容易さの観点から好ましい。
凝固浴として溶剤を含む水溶液を用いる場合、水溶液中の溶剤濃度は、ボイドがなく緻密な構造を形成させ高性能な炭素繊維束を得られ、かつ延伸性が確保でき生産性に優れる等の理由から、50〜85質量%、凝固浴の温度は10〜60℃が好ましい。
The spinning shaping by the wet spinning method or the dry and wet spinning method can be performed by spinning the spinning solution into a coagulation bath from a nozzle having a hole having a circular cross section. As the coagulation bath, it is preferable to use an aqueous solution containing a solvent used in the spinning dope from the viewpoint of easy solvent recovery.
When an aqueous solution containing a solvent is used as the coagulation bath, the solvent concentration in the aqueous solution is such that there is no void and a dense structure can be formed to obtain a high-performance carbon fiber bundle, and stretchability can be ensured and productivity is excellent. From 50 to 85 mass%, the temperature of the coagulation bath is preferably 10 to 60 ° C.

(延伸処理)
重合体あるいは共重合体を溶剤に溶解し、紡糸原液として凝固浴中に吐出して繊維化して得た凝固糸には、凝固浴中または延伸浴中で延伸する浴中延伸を行うことができる。あるいは、一部空中延伸した後に、浴中延伸してもよく、延伸の前後あるいは延伸と同時に水洗を行って水膨潤状態の前駆体繊維束を得ることができる。
浴中延伸は、通常50〜98℃の水浴中で1回あるいは2回以上の多段に分割するなどして行い、空中延伸と浴中延伸の合計倍率が2〜10倍になるように凝固糸を延伸するのが、得られる炭素繊維束の性能の点から好ましい。
(Extension process)
A coagulated yarn obtained by dissolving a polymer or copolymer in a solvent and discharging into a coagulation bath as a spinning dope into a fiber can be stretched in a coagulation bath or in a stretching bath. . Alternatively, it may be partially stretched in the air and then stretched in a bath, and the precursor fiber bundle in a water-swelled state can be obtained by washing with water before or after stretching or simultaneously with stretching.
Stretching in the bath is usually carried out in a water bath at 50 to 98 ° C. by dividing it into multiple stages once or twice, and the coagulated yarn so that the total ratio of in-air stretching and stretching in the bath becomes 2 to 10 times. It is preferable from the viewpoint of the performance of the obtained carbon fiber bundle.

(油剤処理)
炭素繊維束への油剤組成物の付与には、本発明の油剤組成物を水中に分散させて、平均粒子径が0.01〜0.5μmのミセルを形成させた水系乳化溶液(エマルション)を用いる。
ミセルの平均粒子径が上記範囲内であれば、前駆体繊維束の表面に油剤組成物を均一に付与できる。
なお、水系乳化溶液中のミセルの平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、商品名:LA−910)を用いて測定することができる。
(Oil treatment)
For the application of the oil agent composition to the carbon fiber bundle, an aqueous emulsion solution (emulsion) in which the oil agent composition of the present invention is dispersed in water to form micelles having an average particle diameter of 0.01 to 0.5 μm is used. Use.
If the average particle diameter of the micelle is within the above range, the oil agent composition can be uniformly applied to the surface of the precursor fiber bundle.
In addition, the average particle diameter of the micelle in the water-based emulsified solution can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (trade name: LA-910, manufactured by Horiba, Ltd.).

水系乳化溶液は、例えば以下のようにして調製できる。すなわち、アミノ変性シリコーンと非イオン系乳化剤とを攪拌しながら、そこにエステル化合物を加えて分散し、さらに水を加えることで油剤組成物が水中に分散した水系乳化溶液が得られる。
酸化防止剤を含有させる場合は、酸化防止剤を予めアミノ変性シリコーンに溶かしておくことが好ましい。また、帯電防止剤および/または抗菌剤を含有させる場合は、水を加えて水系乳化溶液とした後に添加攪拌することが好ましい。
各成分の混合または水中分散は、プロペラ攪拌、ホモミキサー、ホモジナイザー等を使って行うことができる。特に、150MPa以上に加圧可能な超高圧ホモジナイザーを用いることが好ましい。
The aqueous emulsified solution can be prepared, for example, as follows. That is, stirring an amino-modified silicone and a nonionic emulsifier, an ester compound is added and dispersed therein, and water is further added to obtain an aqueous emulsion solution in which the oil composition is dispersed in water.
When the antioxidant is contained, it is preferable to dissolve the antioxidant in amino-modified silicone in advance. When an antistatic agent and / or an antibacterial agent is contained, it is preferable to add and agitate after adding water to obtain an aqueous emulsion solution.
Each component can be mixed or dispersed in water using a propeller, a homomixer, a homogenizer or the like. In particular, it is preferable to use an ultrahigh pressure homogenizer that can pressurize to 150 MPa or more.

水系乳化溶液中の油剤組成物の濃度は、2〜40質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましく、20〜30質量%が特に好ましい。油剤組成物の濃度が2質量%未満であると、必要な量の油剤組成物を水膨潤状態の前駆体繊維束に付与することが困難となる。一方、油剤組成物の濃度が40質量%を超えると、水系乳化溶液が不安定となり乳化の破壊が起こりやすくなる。   2-40 mass% is preferable, as for the density | concentration of the oil agent composition in a water-system emulsified solution, 10-30 mass% is more preferable, and 20-30 mass% is especially preferable. When the concentration of the oil agent composition is less than 2% by mass, it is difficult to apply a necessary amount of the oil agent composition to the precursor fiber bundle in the water-swelled state. On the other hand, when the concentration of the oil composition exceeds 40% by mass, the aqueous emulsified solution becomes unstable and the emulsion is easily broken.

本発明の油剤組成物を水膨潤状態の前駆体繊維束に付与する際、前記水系乳化溶液に、さらにイオン交換水を加えて所定の濃度に希釈して用いること好ましい。
なお、「所定の濃度」は油剤処理時の前駆体繊維束の状態によって調整される。所定の濃度とした分散液を、以下「油剤処理液」という。
When applying the oil agent composition of the present invention to a precursor fiber bundle in a water-swollen state, it is preferable to add ion-exchanged water to the aqueous emulsified solution and dilute it to a predetermined concentration.
The “predetermined concentration” is adjusted according to the state of the precursor fiber bundle during the oil agent treatment. Hereinafter, the dispersion having a predetermined concentration is referred to as “oil treatment liquid”.

油剤組成物のアクリル繊維束への付与は、上述した浴中延伸後の水膨潤状態の前駆体繊維束に、油剤組成物の水系乳化溶液を付与することにより行うことができる。
浴中延伸の後に洗浄を行う場合は、浴中延伸および洗浄を行った後に得られる水膨潤状態の繊維束に油剤組成物の水系乳化溶液を付与することもできる。
Application of the oil composition to the acrylic fiber bundle can be performed by applying an aqueous emulsion solution of the oil composition to the precursor fiber bundle in a water-swollen state after stretching in the bath.
When washing is performed after stretching in the bath, an aqueous emulsified solution of the oil composition can also be applied to the fiber swollen fiber bundle obtained after stretching and washing in the bath.

油剤組成物を水膨潤状態の前駆体繊維束に付与する方法としては、油剤組成物が水中に分散した水系乳化溶液に、イオン交換水を加えて所定の濃度に希釈して油剤処理液とした後、水膨潤状態の前駆体繊維束に付着させる手法を用いることができる。
油剤処理液を水膨潤状態の前駆体繊維束に付着させる方法としては、ローラーの下部を油剤処理液に浸漬させ、そのローラーの上部に前駆体繊維束を接触させるローラー付着法、ポンプで一定量の油剤処理液をガイドから吐出し、そのガイド表面に前駆体繊維束を接触させるガイド付着法、ノズルから一定量の油剤処理液を前駆体繊維束に噴射するスプレー付着法、油剤処理液の中に前駆体繊維束を浸漬した後にローラー等で絞って余分な油剤処理液を除去するディップ付着法等の公知の方法を用いることができる。
これらの方法の中でも、均一付着の観点から、前駆体繊維束に十分に油剤処理液を浸透させ、余分な処理液を除去するディップ付着法が好ましい。より均一に付着するためには油剤付与工程を2つ以上の多段にし、繰り返し付与することも有効である。
As a method for imparting the oil agent composition to the precursor fiber bundle in a water-swelled state, an oil agent treatment liquid is prepared by adding ion-exchanged water to a water-based emulsified solution in which the oil agent composition is dispersed in water and diluting to a predetermined concentration. Thereafter, a technique of attaching the precursor fiber bundle in a water-swollen state can be used.
As a method of attaching the oil treatment liquid to the precursor fiber bundle in the water-swelled state, the lower part of the roller is immersed in the oil treatment liquid, and the precursor fiber bundle is brought into contact with the upper part of the roller. The guide adhesion method in which the oil agent treatment liquid is discharged from the guide and the precursor fiber bundle is brought into contact with the guide surface, the spray adhesion method in which a predetermined amount of the oil agent treatment liquid is sprayed onto the precursor fiber bundle from the nozzle, and the oil agent treatment liquid A known method such as a dip attachment method in which the precursor fiber bundle is dipped in and then squeezed with a roller or the like to remove the excess oil agent treatment liquid can be used.
Among these methods, from the viewpoint of uniform adhesion, the dip adhesion method in which the oil agent treatment liquid is sufficiently infiltrated into the precursor fiber bundle and the excess treatment liquid is removed is preferable. In order to adhere more uniformly, it is also effective to apply the oil agent application step in two or more stages and repeatedly apply it.

(乾燥緻密化処理)
水系乳化溶液が付与された前駆体繊維束は、続く乾燥工程で乾燥緻密化される。
乾燥緻密化の温度は、繊維のガラス転移温度を超えた温度で行う必要があるが、実質的には含水状態から乾燥状態によって異なることもある。例えば温度が100〜200℃程度の加熱ローラーによる方法にて緻密乾燥化するのが好ましい。このとき加熱ローラーの個数は、1個でもよく、複数個でもよい。
(Drying densification process)
The precursor fiber bundle to which the aqueous emulsified solution is applied is dried and densified in the subsequent drying step.
The temperature for drying and densification needs to be performed at a temperature exceeding the glass transition temperature of the fiber, but may be substantially different depending on the dry state from the water-containing state. For example, it is preferable to perform dense drying by a method using a heating roller having a temperature of about 100 to 200 ° C. At this time, the number of heating rollers may be one or plural.

(二次延伸処理)
緻密乾燥化した前駆体繊維束には、加熱ローラーにより延伸処理を施すのが好ましい。該延伸処理により、得られる炭素繊維前駆体アクリル繊維束の緻密性や配向度をさらに高めることができる。特に、加熱ローラーにより緻密乾燥化した前駆体繊維束を搬送させながら、ローラー速度を変えることで、1.1〜4倍に延伸することで、得られる炭素繊維前駆体アクリル繊維束の緻密性や配向度をより向上できる。
加熱ローラーの温度としては150〜200℃程度が好ましい。温度が150℃未満であると、可塑化が不完全となり、延伸をかけた際に毛羽等が発生し、続く炭素化工程で繊維束が巻き付いて、工程障害を招き操業性が低下することがある。一方、温度が200℃を超えると、酸化反応や分解反応などが開始され、炭素繊維前駆体アクリル繊維束を焼成して得られる炭素繊維束の品質を低下させる場合がある。
(Secondary stretching process)
The densely dried precursor fiber bundle is preferably subjected to stretching treatment with a heating roller. By the stretching treatment, the denseness and orientation degree of the obtained carbon fiber precursor acrylic fiber bundle can be further increased. In particular, the density of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle obtained by stretching by 1.1 to 4 times by changing the roller speed while conveying the densely dried precursor fiber bundle with a heating roller, The degree of orientation can be further improved.
The temperature of the heating roller is preferably about 150 to 200 ° C. If the temperature is lower than 150 ° C., plasticization becomes incomplete, fluff or the like occurs when stretched, fiber bundles are wound in the subsequent carbonization process, and process failure may be caused due to process failure. is there. On the other hand, when temperature exceeds 200 degreeC, an oxidation reaction, a decomposition reaction, etc. are started and the quality of the carbon fiber bundle obtained by baking a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle may be reduced.

乾燥緻密化処理および加熱ローラーによる二次延伸処理を経て得られる炭素繊維前駆体アクリル繊維束は、室温のローラーを通し、常温の状態まで冷却した後にワインダーでボビンに巻き取られる、あるいはケンスに振込まれて収納される。
そして、炭素繊維前駆体アクリル繊維束は焼成工程に移され、炭素繊維束となる。
The carbon fiber precursor acrylic fiber bundle obtained through the drying densification treatment and the secondary stretching treatment with a heating roller is passed through a roller at room temperature, cooled to room temperature, and then wound around a bobbin with a winder or transferred to a can. Rarely stored.
And a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle is moved to a baking process, and becomes a carbon fiber bundle.

[炭素繊維前駆体アクリル繊維束]
このようにして得られる本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維束は、本発明の油剤組成物が乾燥質量に対して0.1〜2質量%付着しいていることが好ましく、より好ましくは0.5〜1.5質量%である。油剤組成物の付着量が0.1質量%未満であると、油剤組成物本来の機能を十分に発現することが困難となる場合がある。一方、油剤組成物の付着量が2質量%を超えると、過剰に付着した油剤組成物が、焼成工程において高分子化して、単繊維間の接着の誘因となる場合がある。
なお、「乾燥質量」とは、乾燥緻密化処理された後の前駆体繊維束の乾燥繊維質量のことである。
[Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle]
In the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle of the present invention thus obtained, the oil agent composition of the present invention is preferably attached in an amount of 0.1 to 2% by mass, more preferably 0.00%. It is 5-1.5 mass%. When the adhesion amount of the oil composition is less than 0.1% by mass, it may be difficult to sufficiently exhibit the original function of the oil composition. On the other hand, when the adhesion amount of the oil agent composition exceeds 2% by mass, the excessively adhered oil agent composition may be polymerized in the firing step, which may cause adhesion between single fibers.
The “dry mass” refers to the dry fiber mass of the precursor fiber bundle after the dry densification treatment.

油剤組成物の付着量は、以下のようにして求められる。
メチルエチルケトンによるソックスレー抽出法に準拠し、90℃のメチルエチルケトンに炭素繊維前駆体アクリル繊維束を8時間浸漬させて油剤組成物を抽出し、抽出前の炭素繊維前駆体アクリル繊維束の質量W、および抽出後の炭素繊維前駆体アクリル繊維束の質量Wをそれぞれ測定し、下記式(i)により油剤組成物の付着量を求める。
油剤組成物の付着量(質量%)=(W−W)/W×100 ・・・(i)
The adhesion amount of the oil composition is determined as follows.
In accordance with the Soxhlet extraction method using methyl ethyl ketone, the oil agent composition is extracted by immersing the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle in 90 ° C. methyl ethyl ketone for 8 hours, and the mass W 1 of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle before extraction, and after extraction of the mass W 2 of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle were measured to determine the amount of adhered oil agent composition by the following formula (i).
Adhesion amount (mass%) of oil agent composition = (W 1 −W 2 ) / W 2 × 100 (i)

以上説明したように、本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法は、本発明の油剤組成物を用いるので、集束性に優れた炭素繊維前駆体アクリル繊維束を生産性よく製造できる。
また、本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維束は、本発明の油剤組成物が均一に付着しているので、集束性に優れる。さらに、焼成工程において単繊維間の融着を防止し、かつケイ素化合物の生成やシリコーン分解物の飛散を抑制できるので、操業性、工程通過性が著しく改善される。
また、本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維束を焼成して得られる炭素繊維束は、機械的物性に優れ、高品質であり、様々な構造材料に用いられる繊維強化樹脂複合材料に用いる強化繊維として好適である。
As described above, since the method for producing a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle of the present invention uses the oil composition of the present invention, a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle excellent in convergence can be produced with high productivity.
In addition, the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle of the present invention is excellent in convergence because the oil agent composition of the present invention is uniformly attached. Furthermore, since fusion between single fibers can be prevented in the firing process, and generation of silicon compounds and scattering of silicone decomposition products can be suppressed, the operability and process passability are significantly improved.
In addition, the carbon fiber bundle obtained by firing the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle of the present invention is excellent in mechanical properties, high quality, and reinforced fiber used in fiber reinforced resin composite materials used in various structural materials. It is suitable as.

以下、本発明について実施例を挙げて具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
本実施例に用いた各成分、および各種測定方法、評価方法は以下の通りである。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to these.
Each component used in this example, various measurement methods, and evaluation methods are as follows.

[成分]
<アミノ変性シリコーン>
・A−1:25℃における動粘度が55mm/s、アミノ当量が1500g/molであるアミノ変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名:X−22−161B)。
・A−2:25℃における動粘度が90mm/s、アミノ当量が2200g/molであるアミノ変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名:KF−8012)。
・A−3:25℃における動粘度が300mm/s、アミノ当量が5000g/molであるアミノ変性ポリジメチルシロキサン(チッソ株式会社製、商品名:FM―3325)。
・A−4:25℃における動粘度が12mm/s、アミノ当量が430g/molであるアミノ変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名:KF−8010)。
・A−5:25℃における動粘度が450mm/s、アミノ当量が5700g/molであるアミノ変性ポリジメチルシロキサン(信越化学工業株式会社製、商品名:KF−8008)。
[component]
<Amino-modified silicone>
A-1: Amino-modified polydimethylsiloxane having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 55 mm 2 / s and an amino equivalent of 1500 g / mol (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: X-22-161B).
A-2: Amino-modified polydimethylsiloxane having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 90 mm 2 / s and an amino equivalent of 2200 g / mol (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KF-8012).
A-3: Amino-modified polydimethylsiloxane having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 300 mm 2 / s and an amino equivalent of 5000 g / mol (manufactured by Chisso Corporation, trade name: FM-3325).
A-4: Amino-modified polydimethylsiloxane having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 12 mm 2 / s and an amino equivalent of 430 g / mol (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KF-8010).
A-5: Amino-modified polydimethylsiloxane having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 450 mm 2 / s and an amino equivalent of 5700 g / mol (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KF-8008).

<エステル化合物;トリメリット酸エステル>
・B−1:上記式(2)においてR〜Rが炭素数8のオクチル基であるトリメリット酸エステル。
・B−2:上記式(2)においてR〜Rが炭素数12のドデシル基であるトリメリット酸エステル。
・B−3:上記式(2)においてR〜Rが炭素数16のヘキサデシル基であるトリメリット酸エステル。
・B−4:上記式(2)においてR〜Rが炭素数18のステアリル基(オクタデシル基)であるトリメリット酸エステル。
・B−5:上記式(2)においてR〜Rが炭素数20のエイコシル基であるトリメリット酸エステル。
<Ester compound; trimellitic acid ester>
B-1: Trimellitic acid ester in which R 1 to R 3 are octyl groups having 8 carbon atoms in the above formula (2).
B-2: Trimellitic acid ester in which R 1 to R 3 are a dodecyl group having 12 carbon atoms in the above formula (2).
B-3: Trimellitic acid ester in which R 1 to R 3 in the formula (2) are hexadecyl groups having 16 carbon atoms.
B-4: Trimellitic acid ester in which R 1 to R 3 in the above formula (2) are a stearyl group (octadecyl group) having 18 carbon atoms.
B-5: Trimellitic acid ester in which R 1 to R 3 are an eicosyl group having 20 carbon atoms in the above formula (2).

<エステル化合物;ピロメリット酸エステル>
・C−1:上記式(3)においてR〜Rが炭素数8のオクチル基であるピロメリット酸エステル。
・C−2:上記式(3)においてR〜Rが炭素数12のドデシル基であるピロメリット酸エステル。
・C−3:上記式(3)においてR〜Rが炭素数16のヘキサデシル基であるピロメリット酸エステル。
・C−4:上記式(3)においてR〜Rが炭素数18のステアリル基(オクタデシル基)であるピロメリット酸エステル。
・C−5:上記式(3)においてR〜Rが炭素数20のエイコシル基であるピロメリット酸エステル。
<Ester compound; pyromellitic acid ester>
-C-1: The pyromellitic acid ester whose R < 4 > -R < 7 > is a C8 octyl group in said formula (3).
C-2: A pyromellitic acid ester in which R 4 to R 7 are a dodecyl group having 12 carbon atoms in the above formula (3).
-C-3: The pyromellitic acid ester whose R < 4 > -R < 7 > is a C16 hexadecyl group in said formula (3).
-C-4: The pyromellitic acid ester whose R < 4 > -R < 7 > is a C18 stearyl group (octadecyl group) in the said Formula (3).
-C-5: The pyromellitic acid ester whose R < 4 > -R < 7 > is a C20 eicosyl group in the said Formula (3).

<非イオン系乳化剤>
・D−1:上記式(4)においてR〜Rが水素原子、x=80、y=30、z=80であり、数平均分子量が8000、100℃における動粘度が400mm/sであるプロピレンオキサイド(PO)とエチレンオキサイド(EO)ユニットからなるブロック共重合型ポリエーテル(三洋化成工業株式会社製、商品名:ニューポール PE−68)。
・D−2:上記式(5)においてR10が炭素数12のドデシル基、n=9であるポリオキシエチレンラウリルエーテル(日光ケミカルズ株式会社製、商品名:NIKKOL BL−9EX)。
<Nonionic emulsifier>
D-1: In the above formula (4), R 8 to R 9 are hydrogen atoms, x = 80, y = 30, z = 80, the number average molecular weight is 8000, and the kinematic viscosity at 100 ° C. is 400 mm 2 / s. A block copolymer polyether composed of propylene oxide (PO) and ethylene oxide (EO) units (trade name: New Pole PE-68, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.).
D-2: Polyoxyethylene lauryl ether in which R 10 is a dodecyl group having 12 carbon atoms and n = 9 in the above formula (5) (Nikko Chemicals, trade name: NIKKOL BL-9EX).

<酸化防止剤>
・テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンと、ジトリデシルチオジプロピオネートとの混合物(質量比=1:2)。
<Antioxidant>
A mixture of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane and ditridecylthiodipropionate (mass ratio = 1: 2).

[測定・評価]
<油剤付着量の測定>
炭素繊維前駆体アクリル繊維束を105℃で1時間乾燥させた後、メチルエチルケトンによるソックスレー抽出法に準拠し、90℃のメチルエチルケトンに8時間浸漬して付着した油剤組成物を溶媒抽出した。抽出前の炭素繊維前駆体アクリル繊維束の質量W、および抽出後の炭素繊維前駆体アクリル繊維束の質量Wをそれぞれ測定し、上記式(i)により油剤組成物の付着量を求めた。
[Measurement / Evaluation]
<Measurement of oil adhesion amount>
After drying the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle at 105 ° C. for 1 hour, the oil composition adhered by soaking in 90 ° C. methyl ethyl ketone for 8 hours was extracted with a solvent in accordance with a Soxhlet extraction method using methyl ethyl ketone. The mass W 1 of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle before extraction and the mass W 2 of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle after extraction were measured, respectively, and the adhesion amount of the oil composition was determined by the above formula (i). .

<集束性の評価>
炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造過程の最終ローラー、すなわち該繊維束をボビンに巻き取る直前のローラー上での炭素繊維前駆体アクリル繊維束の状態を目視にて観察し、以下の評価基準にて集束性を評価した。
○:集束しており、トウ幅が一定で、隣接する繊維束と接触しない。
△:集束しているが、トウ幅が一定ではない、あるいはトウ幅が広い。
×:繊維束中に空間があり、集束していない。
<Evaluation of convergence>
Observe the condition of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle on the final roller in the manufacturing process of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, i.e., the roller immediately before winding the fiber bundle on the bobbin. The convergence was evaluated.
○: Converged, constant tow width, and not in contact with adjacent fiber bundle.
Δ: Converged, but tow width is not constant or tow width is wide.
X: There is a space in the fiber bundle and it is not focused.

<操業性の評価>
炭素繊維前駆体アクリル繊維束を24時間連続して製造したときに、搬送ローラーへ単繊維が巻き付き、除去した頻度により操業性を評価した。評価基準は以下の通りとした。
○:除去回数(回/24時間)が1回以下。
△:1<除去回数(回/24時間)が2〜5回。
×:除去回数(回/24時間)が6回以上。
<Evaluation of operability>
When the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle was continuously produced for 24 hours, the operability was evaluated based on the frequency with which the single fiber was wound around and removed from the transport roller. The evaluation criteria were as follows.
○: The number of removals (times / 24 hours) is 1 time or less.
Δ: 1 <removal frequency (times / 24 hours) 2 to 5 times.
X: The number of removals (times / 24 hours) is 6 times or more.

<単繊維間融着数の測定>
炭素繊維束を長さ3mmに切断し、アセトン中に分散させ、10分間攪拌した後の全単繊維数と、単繊維同士が融着している数(融着数)を計算し、単繊維100本当たりの融着数を算出し、以下の評価基準にて評価した。
○:融着数(個/100本)が1個以下。
×:融着数(個/100本)が1個超。
<Measurement of the number of fusions between single fibers>
A carbon fiber bundle is cut to a length of 3 mm, dispersed in acetone, stirred for 10 minutes, and the total number of single fibers and the number of single fibers fused together (number of fusions) are calculated. The number of fusions per 100 pieces was calculated and evaluated according to the following evaluation criteria.
○: The number of fusions (pieces / 100 pieces) is 1 or less.
X: The number of fusions (pieces / 100 pieces) is more than one.

<ストランド強度の測定>
炭素繊維束の製造を開始し、定常安定化した状態で炭素繊維束のサンプリングを行い、JIS−R−7608に規定されているエポキシ樹脂含浸ストランド法に準じて、炭素繊維束のストランド強度を測定した。なお、測定回数は10回とし、その平均値を評価の対象とした。
<Measurement of strand strength>
Start production of carbon fiber bundles, sample carbon fiber bundles in a steady state, and measure strand strength of carbon fiber bundles according to the epoxy resin impregnated strand method specified in JIS-R-7608 did. The number of measurements was 10 times, and the average value was used as an evaluation target.

<品質安定性の評価>
先のストランド強度の測定を行った後、連続して10日間焼成を行い、1回/日の頻度で炭素繊維束をサンプリングし、上述した方法と同様にしてストランド強度を測定した。各日のストランド強度の平均値の合計(10日分)の変動係数を算出し、そのバラツキの度合いを品質安定性の指標とした。評価基準は下記の3段階に分類した。
○:変動係数が3%未満。
△:変動係数が3%以上、5%以下。
×:変動係数が5%超。
<Evaluation of quality stability>
After measuring the previous strand strength, firing was continuously performed for 10 days, a carbon fiber bundle was sampled once / day, and the strand strength was measured in the same manner as described above. The coefficient of variation of the total average value (for 10 days) of the strand strength of each day was calculated, and the degree of variation was used as an index of quality stability. Evaluation criteria were classified into the following three stages.
○: The coefficient of variation is less than 3%.
Δ: The coefficient of variation is 3% or more and 5% or less.
X: The coefficient of variation exceeds 5%.

<Si飛散量の測定>
耐炎化工程におけるシリコーン由来のケイ素化合物飛散量は、炭素繊維前駆体アクリル繊維束と、それを耐炎化した耐炎化繊維束のSi元素含有量を蛍光X線分析装置(理学電機工業株式会社製、製品名:ZSX100e)にて測定し、それらの差より耐炎化工程で飛散したSi量を算出し、評価の指標とした。
具体的には、測定サンプルとして、縦20mm、横40mm、幅5mmのアクリル樹脂製板に、炭素繊維前駆体アクリル繊維束または耐炎化繊維束を隙間のない様に均一に巻き付けたものを用い、これを蛍光X線分析装置にセットした。このとき、測定に付す繊維束の巻き長は同一とすることが重要である。その後、通常の蛍光X線分析方法により各繊維束のSiの蛍光X線強度を測定し、検量線を用いて各繊維束のSi含有量を求めた。測定数はn=10とし、平均値を算出し、下記式(ii)によりSi飛散量を求めた。
Si飛散量(mg/kg)=炭素繊維前駆体アクリル繊維束のSi含有量−耐炎化繊維束のSi含有量 ・・・(ii)
<Measurement of Si scattering amount>
The amount of silicon-derived silicon compound scattered in the flameproofing process is calculated by using a fluorescent X-ray analyzer (made by Rigaku Denki Kogyo Co., Ltd.) Product name: measured with ZSX100e), the amount of Si scattered in the flameproofing process was calculated from the difference between them, and used as an evaluation index.
Specifically, as a measurement sample, using a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle or a flameproof fiber bundle uniformly wound around an acrylic resin plate having a length of 20 mm, a width of 40 mm, and a width of 5 mm without any gaps, This was set in a fluorescent X-ray analyzer. At this time, it is important that the winding length of the fiber bundle attached to the measurement is the same. Thereafter, the fluorescent X-ray intensity of Si in each fiber bundle was measured by a normal fluorescent X-ray analysis method, and the Si content of each fiber bundle was determined using a calibration curve. The number of measurements was n = 10, the average value was calculated, and the amount of Si scattering was determined by the following formula (ii).
Si scattering amount (mg / kg) = Si content of carbon fiber precursor acrylic fiber bundle−Si content of flameproof fiber bundle (ii)

[実施例1]
<油剤組成物の調製>
予め酸化防止剤を分散させたアミノ変性シリコーンに、非イオン系乳化剤としてブロック共重合体ポリエーテルおよびポリオキシエチレンラウリルエーテルを混合攪拌し、そこにエステル化合物としてトリメリット酸エステルおよびピロメリット酸エステルを加え、油剤組成物の濃度が30質量%になるようにイオン交換水をさらに加え、ホモミキサーで乳化した。この状態でのミセルの平均粒子径をレーザ回折/散乱式粒度分布測定装置(株式会社堀場製作所製、商品名:LA−910)を用いて測定したところ、2μm程度であった。
その後、さらに高圧ホモジナイザーにより、ミセルの平均粒子径が0.2μm以下になるまで分散し、油剤組成物の水系乳化溶液(エマルション)を得た。
油剤組成物中の各成分の種類と配合量(アミノ変性シリコーン100質量部に対する各成分の量(質量部))を表1に示す。
[Example 1]
<Preparation of oil agent composition>
Block copolymer polyether and polyoxyethylene lauryl ether as nonionic emulsifier are mixed and stirred in amino-modified silicone in which antioxidant is dispersed in advance, and trimellitic acid ester and pyromellitic acid ester are added as ester compounds there. In addition, ion-exchanged water was further added so that the concentration of the oil composition was 30% by mass and emulsified with a homomixer. The average particle size of the micelles in this state was measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device (trade name: LA-910, manufactured by Horiba, Ltd.), and was about 2 μm.
Then, it further disperse | distributed until the average particle diameter of the micelle became 0.2 micrometer or less with the high voltage | pressure homogenizer, and obtained the water-system emulsified solution (emulsion) of the oil agent composition.
Table 1 shows the types and blending amounts of each component in the oil composition (amounts of each component (parts by mass) relative to 100 parts by mass of amino-modified silicone).

<炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造>
油剤組成物を付着させる前駆体繊維束は、次の方法で調製した。アクリロニトリル系共重合体(組成比:アクリロニトリル/アクリルアミド/メタクリル酸=96/3/1(質量比))をジメチルアセトアミドに溶解し、紡糸原液を調製し、ジメチルアセトアミド水溶液を満たした凝固浴中に孔径(直径)60μm、孔数60000の紡糸ノズルより吐出し凝固糸とした。凝固糸は水洗槽中で脱溶媒するとともに5倍に延伸して水膨潤状態の前駆体繊維束とした。
先に得られた油剤組成物の水系乳化溶液を超純水で希釈して、油剤組成物の濃度が1.5質量%になるように調整した油剤処理液を満たした油剤処理槽に、水膨潤状態の前駆体繊維束を導き、水系乳化溶液を付与させた。
その後、水系乳化溶液が付与された前駆体繊維束を表面温度180℃のローラーにて乾燥緻密化した後に、表面温度190℃のローラーを用い2倍延伸を施し炭素繊維前駆体アクリル繊維束を得た。
得られた炭素繊維前駆体アクリル繊維束の油剤付着量を測定し、集束性を評価した。結果を表1に示す。
<Manufacture of carbon fiber precursor acrylic fiber bundle>
A precursor fiber bundle to which the oil agent composition was adhered was prepared by the following method. Acrylonitrile copolymer (composition ratio: acrylonitrile / acrylamide / methacrylic acid = 96/3/1 (mass ratio)) is dissolved in dimethylacetamide, a spinning stock solution is prepared, and the pore size is set in a coagulation bath filled with a dimethylacetamide aqueous solution. (Diameter) 60 μm, the number of holes was 60000, discharged from a spinning nozzle to obtain a coagulated yarn. The coagulated yarn was desolvated in a washing tank and stretched 5 times to obtain a precursor fiber bundle in a water-swelled state.
In the oil treatment tank filled with the oil treatment liquid prepared by diluting the aqueous emulsion solution of the oil composition obtained above with ultrapure water and adjusting the concentration of the oil composition to 1.5% by mass, A swollen precursor fiber bundle was guided to give an aqueous emulsion solution.
Thereafter, the precursor fiber bundle to which the aqueous emulsified solution is applied is dried and densified with a roller having a surface temperature of 180 ° C., and then stretched twice using a roller having a surface temperature of 190 ° C. to obtain a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle. It was.
The oil agent adhesion amount of the obtained carbon fiber precursor acrylic fiber bundle was measured, and the bundling property was evaluated. The results are shown in Table 1.

<炭素繊維束の製造>
得られた炭素繊維前駆体アクリル繊維束を、220〜260℃の温度勾配を有する耐炎化炉に通して耐炎化し、耐炎化繊維束とした。引き続き、該耐炎化繊維束を窒素雰囲気中で400〜1300℃の温度勾配を有する炭素化炉で焼成して炭素繊維束とした。
得られた炭素繊維束の単繊維間融着数、ストランド強度、および耐炎化工程におけるSi飛散量を測定した。結果を表1に示す。
<Manufacture of carbon fiber bundles>
The obtained carbon fiber precursor acrylic fiber bundle was passed through a flame-proofing furnace having a temperature gradient of 220 to 260 ° C. to make the flame-resistant fiber bundle. Subsequently, the flame-resistant fiber bundle was baked in a carbonization furnace having a temperature gradient of 400 to 1300 ° C. in a nitrogen atmosphere to obtain a carbon fiber bundle.
The number of fusions between single fibers of the obtained carbon fiber bundle, the strand strength, and the amount of Si scattering in the flameproofing process were measured. The results are shown in Table 1.

[実施例2〜9]
油剤組成物を構成する各成分の種類と配合量を表1に示すように変えた以外は、実施例1と同様にして油剤組成物を調製し、炭素繊維前駆体アクリル繊維束および炭素繊維束を製造し、各測定および評価を実施した。結果を表1に示す。
[Examples 2 to 9]
An oil agent composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and blending amounts of each component constituting the oil agent composition were changed as shown in Table 1, and a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and a carbon fiber bundle were prepared. Was manufactured, and each measurement and evaluation was performed. The results are shown in Table 1.

[比較例1〜7]
油剤組成物を構成する各成分の種類と配合量を表2に示すように変えた以外は、実施例1と同様にして油剤組成物を調製し、炭素繊維前駆体アクリル繊維束および炭素繊維束を製造し、各測定および評価を実施した。結果を表2に示す。
[Comparative Examples 1 to 7]
An oil agent composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the types and blending amounts of each component constituting the oil agent composition were changed as shown in Table 2, and a carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and a carbon fiber bundle were prepared. Was manufactured, and each measurement and evaluation was performed. The results are shown in Table 2.

Figure 2011106045
Figure 2011106045

Figure 2011106045
Figure 2011106045

表1から明らかなように、各実施例の場合、油剤付着量は適正な量であった。また、炭素繊維前駆体アクリル繊維束の集束性、その製造過程の操業性は良好であった。
なお、動粘度が55mm/s、アミノ当量が1500g/molであるアミノ変性シリコーンを用いた実施例1と、エステル化合物の合計含有量が前記アミノ変性シリコーン100質量部に対して345質量部である実施例4で得られた炭素繊維前駆体アクリル繊維束は、他の実施例に比べて集束性がやや劣る傾向にあり、さらに実施例4では操業性も他の実施例に比べて劣る傾向であったが、炭素繊維束の製造工程で問題となる状況ではなかった。
As is clear from Table 1, in the case of each example, the amount of oil agent adhered was an appropriate amount. Moreover, the bundling property of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and the operability in the production process were good.
In addition, Example 1 using the amino-modified silicone having a kinematic viscosity of 55 mm 2 / s and an amino equivalent of 1500 g / mol, and the total content of the ester compound is 345 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone. The carbon fiber precursor acrylic fiber bundle obtained in a certain example 4 has a tendency to be slightly inferior in convergence compared to other examples, and the operability in the example 4 also tends to be inferior to other examples. However, this was not a problem in the production process of the carbon fiber bundle.

また、各実施例で得られた炭素繊維束は、単繊維間の融着数が実質的に無く、ストランド強度が高い数値を示し、機械的物性に優れていた。また、ストランド強度の変動係数の値が小さく、連続製造においても高い機械的物性を安定して発現できることが確認された。さらに、焼成工程におけるSi飛散量も少なく、操業性が良好であった。
なお、アミノ変性シリコーン100質量部に対して、他の成分の合計が67.7質量部、67質量部と少ない実施例5、9では、他の実施例に比べて、焼成工程においてケイ素化合物が多く飛散したが、問題となるレベルではなかった。
また、炭素繊維束のストランド強度は、油剤組成物の成分の種類や配合量により差が見られた。具体的には、動粘度が90mm/s、アミノ当量が2200g/molであるアミノ変性シリコーンと、上記式(2)でR〜Rが炭素数12のドデシル基であるトリメリット酸エステルと、上記式(3)でR〜Rが炭素数12のドデシル基であるピロメリット酸エステルとを併用し、アミノ変性シリコーンの含有量とエステル化合物の合計含有量が同じ、またはアミノ変性シリコーンの含有量が多く、エステル化合物の合計含有量が少ない場合(実施例2、5)、特に炭素繊維束のストランド強度が高かった。対して、エステル化合物の合計含有量が多い場合(実施例4)は、他の実施例に比べて炭素繊維束のストランド強度が低かったが、複合材料の強化繊維として用いるには十分の強度を有していた。なお、実施例6は、エステル化合物の合計含有量が多かったが、アミノ変性シリコーンとエステル化合物の配分、それらを分散させる非イオン系乳化剤の含有量のバランスが良く、炭素繊維束は比較的高いストランド強度を示した。
In addition, the carbon fiber bundles obtained in each example had substantially no number of fusions between single fibers, showed a high strand strength, and were excellent in mechanical properties. Moreover, it was confirmed that the value of the variation coefficient of the strand strength is small, and high mechanical properties can be stably expressed even in continuous production. Furthermore, the amount of Si scattering in the firing process was small, and operability was good.
In Examples 5 and 9, in which the total of other components is 67.7 parts by mass and 67 parts by mass are small with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone, the silicon compound is contained in the firing step as compared with the other examples. Although it was scattered a lot, it was not a problem level.
Moreover, the strand strength of the carbon fiber bundle showed a difference depending on the type and amount of components of the oil composition. Specifically, an amino-modified silicone having a kinematic viscosity of 90 mm 2 / s and an amino equivalent of 2200 g / mol, and trimellitic acid ester in which R 1 to R 3 are a dodecyl group having 12 carbon atoms in the above formula (2) And pyromellitic acid ester in which R 4 to R 7 are a dodecyl group having 12 carbon atoms in the above formula (3), and the total content of the amino-modified silicone and the ester compound is the same, or amino-modified When the silicone content was high and the total ester compound content was low (Examples 2 and 5), the strand strength of the carbon fiber bundle was particularly high. On the other hand, when the total content of the ester compound is large (Example 4), the strand strength of the carbon fiber bundle was lower than that of the other examples, but sufficient strength to be used as the reinforcing fiber of the composite material. Had. In Example 6, the total content of the ester compound was large, but the balance between the distribution of the amino-modified silicone and the ester compound and the content of the nonionic emulsifier for dispersing them was good, and the carbon fiber bundle was relatively high. The strand strength was shown.

さらに、各実施例における品質安定性の評価(すなわち、ストランド強度の変動係数)は、油剤組成物の成分の種類や配合のバランスにより差異が見られた。具体的には、アミノ変性シリコーンとして、動粘度が90mm/s、アミノ当量が2200g/molであるアミノ変性シリコーン、あるいは動粘度が300mm/s、アミノ当量が5000g/molであるアミノ変性シリコーンを用い、エステル化合物として上記式(2)でR〜Rが炭素数12のドデシル基あるいは炭素数16のヘキサデシル基であるトリメリット酸エステルと、上記式(3)でR〜Rが炭素数12のドデシル基あるいは炭素数16のヘキサデシル基であるピロメリット酸エステルを併用し、トリメリット酸エステルとピロメリット酸エステルがそれぞれアミノ変性シリコーン100質量部に対し50質量部あるいは67質量部である実施例2、3および6において、他の実施例よりも特に安定したストランド強度の発現性を有していた。 Furthermore, the evaluation of quality stability (that is, the coefficient of variation in strand strength) in each example was different depending on the types of ingredients of the oil composition and the balance of the blending. Specifically, the amino-modified silicone is an amino-modified silicone having a kinematic viscosity of 90 mm 2 / s and an amino equivalent of 2200 g / mol, or an amino-modified silicone having a kinematic viscosity of 300 mm 2 / s and an amino equivalent of 5000 g / mol. And trimellitic acid ester in which R 1 to R 3 are a dodecyl group having 12 carbon atoms or a hexadecyl group having 16 carbon atoms in the above formula (2) as an ester compound, and R 4 to R 7 in the above formula (3). In combination with pyromellitic acid ester having 12 carbon atoms in dodecyl group or 16 carbon atoms in hexadecyl group, trimellitic acid ester and pyromellitic acid ester are each 50 parts by mass or 67 parts by mass with respect to 100 parts by mass of amino-modified silicone. In Examples 2, 3 and 6, which are more stable than the other examples It had an expression of strand strength.

一方、表2から明らかなように、エステル化合物の合計含有量がアミノ変性シリコーン100質量部に対して400質量部と多い比較例1の場合、油剤付着量は適正な量であり、焼成工程におけるSi飛散量が少なく良好であったが、得られた炭素繊維前駆体アクリル繊維束の集束性や、その製造過程における操業性が各実施例に比べて著しく劣っていた。また、炭素繊維束は、単繊維間の融着数が多く、工業的に連続生産することは困難であった。さらに、ストランド強度が著しく低いうえに、その変動係数も大きく、安定してストランド強度を発現できず、品質安定性に劣っていた。
アミノ変性シリコーン100質量部に対して、エステル化合物の合計含有量が14質量部と少ない比較例2の場合、得られた炭素繊維束は、各実施例と同程度のストランド強度を示したが、焼成工程におけるSi飛散量が極端に多かった。さらに、ストランド強度は他の比較例よりは良好であったが、その値は安定して得られず、連続製造する過程での変動が大きく、品質安定性に劣っていた。
動粘度が12mm/s、アミノ当量が430g/molであるアミノ変性シリコーンを用いた比較例3の場合、炭素繊維前駆体アクリル繊維束の集束性や、その製造過程における操業性が各実施例に比べて著しく劣っていた。また、炭素繊維束は、単繊維間の融着数が多く、工業的に連続生産することは困難であった。さらに、実施例2に比べるとSi飛散量が多かった。
On the other hand, as is clear from Table 2, in the case of Comparative Example 1 in which the total content of the ester compound is as large as 400 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone, the oil agent adhesion amount is an appropriate amount. Although the amount of Si scattering was small and good, the convergence property of the obtained carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and the operability in the production process were remarkably inferior to those of the examples. Moreover, the carbon fiber bundle has a large number of fusions between single fibers, and it has been difficult to industrially continuously produce the carbon fiber bundle. Furthermore, the strand strength was extremely low, and the coefficient of variation was large, so that the strand strength could not be expressed stably and the quality stability was poor.
In the case of Comparative Example 2 in which the total content of the ester compound is as small as 14 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone, the obtained carbon fiber bundle showed a strand strength comparable to each example. The amount of Si scattering in the firing process was extremely large. Furthermore, although the strand strength was better than the other comparative examples, the value was not obtained stably, the fluctuation in the continuous production process was large, and the quality stability was inferior.
In the case of Comparative Example 3 using an amino-modified silicone having a kinematic viscosity of 12 mm 2 / s and an amino equivalent of 430 g / mol, the convergence of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and the operability in the production process are shown in each example. It was remarkably inferior to. Moreover, the carbon fiber bundle has a large number of fusions between single fibers, and it has been difficult to industrially continuously produce the carbon fiber bundle. Furthermore, compared with Example 2, the amount of Si scattering was large.

動粘度が450mm/s、アミノ当量が5700g/molであるアミノ変性シリコーンを用いた比較例4の場合、水系乳化溶液が付与された前駆体繊維束を緻密乾燥化する際に、ローラー上に析出したシリコーンの粘性により繊維束がとられ、ローラーに繊維束が巻き付く工程障害が発生した。また、得られた炭素繊維束は、単繊維間に融着がみられた。
エステル化合物として、上記式(2)、(3)のR〜Rが炭素数18のステアリル基であるトリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステルを用いた比較例5、および上記式(2)、(3)のR〜Rが炭素数20のエイコシル基であるトリメリット酸エステル、ピロメリット酸エステルを用いた比較例6の場合、炭素繊維前駆体アクリル繊維束の集束性がやや劣っていた。加えて、油剤組成物の粘度が上昇したため、炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造における操業性が著しく低下した。そのため、工業的に連続操業することが困難であった。さらに、ストランド強度の変動係数が大きく、品質安定性に劣り、安定した製品が得られなかった。
非イオン系乳化剤の含有量が、アミノ変性シリコーン100質量部に対して110質量部と多い比較例7の場合、炭素繊維前駆体アクリル繊維束の集束性や、その製造過程における操業性が各実施例に比べて著しく劣っていた。さらに、得られた炭素繊維束は、単繊維間に融着がみられた。
In the case of Comparative Example 4 using an amino-modified silicone having a kinematic viscosity of 450 mm 2 / s and an amino equivalent of 5700 g / mol, when the precursor fiber bundle to which the aqueous emulsified solution is applied is densely dried, on the roller A fiber bundle was taken by the viscosity of the deposited silicone, and a process failure occurred in which the fiber bundle was wound around the roller. Further, the obtained carbon fiber bundle was fused between the single fibers.
Comparative Example 5 using trimellitic acid ester or pyromellitic acid ester in which R 1 to R 7 in the above formulas (2) and (3) are stearyl groups having 18 carbon atoms as the ester compound, and the above formula (2) In the case of Comparative Example 6 using trimellitic acid ester or pyromellitic acid ester in which R 1 to R 7 in (3) are an eicosyl group having 20 carbon atoms, the convergence property of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle is slightly inferior. It was. In addition, since the viscosity of the oil agent composition increased, the operability in the production of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle was significantly reduced. Therefore, it was difficult to operate continuously industrially. Furthermore, the coefficient of variation of the strand strength was large, the quality stability was poor, and a stable product could not be obtained.
In the case of Comparative Example 7 in which the content of the nonionic emulsifier is as large as 110 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone, the convergence of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and the operability in the production process are implemented. It was significantly inferior to the examples. Further, the obtained carbon fiber bundle was fused between the single fibers.

本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物は、焼成工程での単繊維間の融着を効果的に抑制できる。さらに、シリコーンを主成分とする油剤組成物を使用する場合に発生する操業性低下を抑制でき、かつ、集束性が良好な炭素繊維前駆体アクリル繊維束を得ることができる。該炭素繊維前駆体アクリル繊維束からは、機械的物性に優れた炭素繊維束を製造できる。
本発明の炭素繊維前駆体アクリル繊維束から得られた炭素繊維束は、プリプレグ化したのち複合材料に成形することもできる。また、炭素繊維束を用いた複合材料は、ゴルフシャフトや釣り竿などのスポーツ用途、さらには構造材料として自動車や航空宇宙用途、また各種ガス貯蔵タンク用途などに好適に用いることができ、有用である。
The oil composition for carbon fiber precursor acrylic fibers of the present invention can effectively suppress fusion between single fibers in the firing step. Furthermore, the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle which can suppress the operativity fall which generate | occur | produces when using the oil agent composition which has silicone as a main component, and has favorable convergence can be obtained. A carbon fiber bundle excellent in mechanical properties can be produced from the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle.
The carbon fiber bundle obtained from the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle of the present invention can be formed into a composite material after prepreg. In addition, the composite material using the carbon fiber bundle can be suitably used for sports applications such as golf shafts and fishing rods, and as a structural material for automobiles, aerospace applications, and various gas storage tank applications. .

Claims (5)

25℃における動粘度が50〜300mm/s、アミノ当量が1500〜5000g/molであり、下記式(1)で示されるアミノ変性シリコーン100質量部に対して、下記式(2)および/または下記式(3)で示されるエステル化合物30〜350質量部と、非イオン系乳化剤15〜100質量部とを含有する、炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物。
Figure 2011106045
(式(1)中、mは1以上の任意の数である。)
Figure 2011106045
(式(2)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、炭素数8〜16の炭化水素基である。)
Figure 2011106045
(式(3)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、炭素数8〜16の炭化水素基である。)
The kinematic viscosity at 25 ° C. is 50 to 300 mm 2 / s, the amino equivalent is 1500 to 5000 g / mol, and with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone represented by the following formula (1), the following formula (2) and / or The oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fibers containing 30-350 mass parts of ester compounds shown by following formula (3), and 15-100 mass parts of nonionic emulsifiers.
Figure 2011106045
(In formula (1), m is an arbitrary number of 1 or more.)
Figure 2011106045
(In Formula (2), R < 1 > -R < 3 > is the same or different, respectively, and is a C8-C16 hydrocarbon group.)
Figure 2011106045
(In formula (3), R 4 to R 7 are the same or different and are hydrocarbon groups having 8 to 16 carbon atoms.)
前記非イオン系乳化剤が、下記式(4)で示されるブロック共重合型ポリエーテル、および/または、下記式(5)で示されるポリオキシエチレンアルキルエーテルである、請求項1に記載の炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物。
Figure 2011106045
(式(4)中、R〜Rはそれぞれ同一または異なって、水素原子、炭素数1〜24のアルキル基、または炭素数3〜12のシクロアルキル基であり、x〜zはそれぞれ同一または異なって、1〜500である。)
Figure 2011106045
(式(5)中、R10は炭素数10〜20の炭化水素基であり、nは3〜20である。)
The carbon fiber according to claim 1, wherein the nonionic emulsifier is a block copolymer polyether represented by the following formula (4) and / or a polyoxyethylene alkyl ether represented by the following formula (5). Oil agent composition for precursor acrylic fiber.
Figure 2011106045
(In the formula (4), R 8 ~R 9 are the same or different and each is a hydrogen atom, an alkyl group or a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms, having 1 to 24 carbon atoms, each of x~z same Or, differently, 1 to 500.)
Figure 2011106045
(In the formula (5), R 10 is a hydrocarbon group having 10 to 20 carbon atoms, n represents 3 to 20.)
前記アミノ変性シリコーン100質量部に対して、酸化防止剤を1.5〜5質量部含有する、請求項1または2に記載の炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物。   The oil composition for carbon fiber precursor acrylic fibers according to claim 1 or 2, comprising 1.5 to 5 parts by mass of an antioxidant with respect to 100 parts by mass of the amino-modified silicone. 請求項1〜3のいずれかに記載の炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物が、乾燥繊維質量に対して0.1〜2質量%付着した、炭素繊維前駆体アクリル繊維束。   The carbon fiber precursor acrylic fiber bundle which 0.1-2 mass% of oil agent compositions for carbon fiber precursor acrylic fibers in any one of Claims 1-3 adhered to dry fiber mass. 請求項4に記載の炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法であって、
前記炭素繊維前駆体アクリル繊維用油剤組成物を水中に分散させて、平均粒子径0.01〜0.5μmのミセルを形成させた水系乳化溶液を水膨潤状態の前駆体繊維束に付与する工程と、
水系乳化溶液が付与された前駆体繊維束を乾燥緻密化する工程とを有する、炭素繊維前駆体アクリル繊維束の製造方法。
It is a manufacturing method of the carbon fiber precursor acrylic fiber bundle according to claim 4,
The process of providing the aqueous | water-based emulsified solution which dispersed the said oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fibers in water, and formed the micelle of average particle diameter 0.01-0.5 micrometer to the precursor fiber bundle of a water swelling state When,
And a step of drying and densifying the precursor fiber bundle to which the aqueous emulsified solution is applied.
JP2009260810A 2009-11-16 2009-11-16 Oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same Expired - Fee Related JP5712480B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009260810A JP5712480B2 (en) 2009-11-16 2009-11-16 Oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009260810A JP5712480B2 (en) 2009-11-16 2009-11-16 Oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011106045A true JP2011106045A (en) 2011-06-02
JP5712480B2 JP5712480B2 (en) 2015-05-07

Family

ID=44229837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009260810A Expired - Fee Related JP5712480B2 (en) 2009-11-16 2009-11-16 Oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5712480B2 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013091865A (en) * 2011-10-24 2013-05-16 Mitsubishi Rayon Co Ltd Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
WO2014050639A1 (en) * 2012-09-27 2014-04-03 松本油脂製薬株式会社 Treatment for acrylic fiber for production of carbon fiber, and use thereof
KR20170049578A (en) * 2014-09-11 2017-05-10 미쯔비시 케미컬 주식회사 Oil for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil treatment liquid for carbon fiber precursor acrylic fiber, and carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
US10072359B2 (en) 2011-06-06 2018-09-11 Mitsubishi Chemical Corporation Oil agent for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, processed-oil solution for carbon-fiber precursor acrylic fiber, and method for producing carbon-fiber precursor acrylic fiber bundle, and carbon-fiber bundle using carbon-fiber precursor acrylic fiber bundle
CN110725025A (en) * 2019-09-26 2020-01-24 江苏恒神股份有限公司 Oiling agent for carbon fiber precursor
JP2021123812A (en) * 2020-02-03 2021-08-30 東レ株式会社 Method for producing carbon fiber bundle
CN114787434A (en) * 2019-08-30 2022-07-22 帝人株式会社 Method for producing carbon fiber bundle

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05140821A (en) * 1991-11-20 1993-06-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd Production of acrylic fiber for producing carbon fiber
JPH1112853A (en) * 1997-06-20 1999-01-19 Shin Etsu Chem Co Ltd Oil agent for carbon fiber precursor
WO2007066517A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. Oil solution for acrylic fiber for use in the manufacture of carbon fiber, and method for manufacture of carbon fiber using the same
JP2008196097A (en) * 2007-01-18 2008-08-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same
JP2009041135A (en) * 2007-08-08 2009-02-26 Mitsubishi Rayon Co Ltd Lubricant composition for acrylic fiber of carbon fiber precursor
JP2011099167A (en) * 2009-11-04 2011-05-19 Mitsubishi Rayon Co Ltd Oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, and method for producing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05140821A (en) * 1991-11-20 1993-06-08 Mitsubishi Rayon Co Ltd Production of acrylic fiber for producing carbon fiber
JPH1112853A (en) * 1997-06-20 1999-01-19 Shin Etsu Chem Co Ltd Oil agent for carbon fiber precursor
WO2007066517A1 (en) * 2005-12-09 2007-06-14 Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. Oil solution for acrylic fiber for use in the manufacture of carbon fiber, and method for manufacture of carbon fiber using the same
JP2008196097A (en) * 2007-01-18 2008-08-28 Mitsubishi Rayon Co Ltd Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same
JP2009041135A (en) * 2007-08-08 2009-02-26 Mitsubishi Rayon Co Ltd Lubricant composition for acrylic fiber of carbon fiber precursor
JP2011099167A (en) * 2009-11-04 2011-05-19 Mitsubishi Rayon Co Ltd Oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, and method for producing the same

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10072359B2 (en) 2011-06-06 2018-09-11 Mitsubishi Chemical Corporation Oil agent for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, processed-oil solution for carbon-fiber precursor acrylic fiber, and method for producing carbon-fiber precursor acrylic fiber bundle, and carbon-fiber bundle using carbon-fiber precursor acrylic fiber bundle
JP2013091865A (en) * 2011-10-24 2013-05-16 Mitsubishi Rayon Co Ltd Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
CN104350200A (en) * 2012-09-27 2015-02-11 松本油脂制药株式会社 Treatment for acrylic fiber for production of carbon fiber, and use thereof
JP5528649B1 (en) * 2012-09-27 2014-06-25 松本油脂製薬株式会社 Acrylic fiber treatment agent for carbon fiber production and its use
WO2014050639A1 (en) * 2012-09-27 2014-04-03 松本油脂製薬株式会社 Treatment for acrylic fiber for production of carbon fiber, and use thereof
KR20170049578A (en) * 2014-09-11 2017-05-10 미쯔비시 케미컬 주식회사 Oil for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil treatment liquid for carbon fiber precursor acrylic fiber, and carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
CN107075789A (en) * 2014-09-11 2017-08-18 三菱化学株式会社 Carbon fiber precursor acrylic series fiber finish, carbon fiber precursor acrylic series fiber oil agent composition, carbon fiber precursor acrylic series fiber finish treatment fluid and carbon fiber precursor acrylic series fiber beam
KR101953490B1 (en) 2014-09-11 2019-02-28 미쯔비시 케미컬 주식회사 Oil for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil treatment liquid for carbon fiber precursor acrylic fiber, and carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
CN107075789B (en) * 2014-09-11 2020-01-07 三菱化学株式会社 Oil agent for carbon fiber precursor acrylic fiber, composition and treatment liquid thereof, and carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
CN114787434A (en) * 2019-08-30 2022-07-22 帝人株式会社 Method for producing carbon fiber bundle
CN110725025A (en) * 2019-09-26 2020-01-24 江苏恒神股份有限公司 Oiling agent for carbon fiber precursor
CN110725025B (en) * 2019-09-26 2022-01-25 江苏恒神股份有限公司 Oiling agent for carbon fiber precursor
JP2021123812A (en) * 2020-02-03 2021-08-30 東レ株式会社 Method for producing carbon fiber bundle
JP7342725B2 (en) 2020-02-03 2023-09-12 東レ株式会社 Method for manufacturing carbon fiber bundles

Also Published As

Publication number Publication date
JP5712480B2 (en) 2015-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5585579B2 (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle to which the oil agent composition is adhered, its manufacturing method, carbon fiber precursor acrylic fiber oil agent composition, and carbon fiber precursor acrylic fiber oil agent composition dispersion
JP5659597B2 (en) Oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same
JP6017109B2 (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same
JP4856724B2 (en) Oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, and method for producing the same
JP5712480B2 (en) Oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same
JP5707690B2 (en) Oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same
JP2015221957A (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and manufacturing method therefor
JP5731908B2 (en) Oil agent for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, and oil agent treatment liquid for carbon fiber precursor acrylic fiber
JP4917991B2 (en) Oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber
JP2010007216A (en) Oil solution composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, and method of production thereof
JP5741841B2 (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
JP2014163008A (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle, method for manufacturing the same and carbon fiber bundle
JP5741840B2 (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
JP6167735B2 (en) Oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil agent composition dispersion for carbon fiber precursor acrylic fiber, and method for producing carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
TWI461586B (en) Oil composition-adhered, acrylic precursor fiber bundle for carbon fibers and method of manufacturing thereof, oil composition for an acrylic precursor fiber for carbon fibers, and dispersion liquid of an oil composition for an acrylic precursor fiber fo
JP6314369B2 (en) Oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil agent composition dispersion for carbon fiber precursor acrylic fiber, and method for producing carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
JP6575251B2 (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
JP2014167175A (en) Carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for manufacturing the same
JP2016017231A (en) Method for producing carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and oil agent treatment liquid for carbon fiber precursor acrylic fiber
JP2013209771A (en) Acrylic fiber bundle as carbon fiber precursor
JP5777940B2 (en) Oil agent for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, and oil agent treatment liquid for carbon fiber precursor acrylic fiber
JP5960943B2 (en) Oil agent composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, carbon fiber precursor acrylic fiber bundle and method for producing the same, and method for producing carbon fiber bundle
JP5866752B2 (en) Acrylic fiber bundle and method for producing the same
JP2015101804A (en) Acrylic fiber bundle as carbon fiber precursor and method for producing the same
JP2013091866A (en) Oil solution for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil solution composition for carbon fiber precursor acrylic fiber and oil treatment liquid for carbon fiber precursor acrylic fiber

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121114

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140610

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140805

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150210

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150223

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5712480

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees