JPWO2014050639A1 - Acrylic fiber treatment agent for carbon fiber production and its use - Google Patents

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Abstract

本発明の目的は、炭素繊維製造における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、さらに繊維の断糸や、毛羽の発生を抑制できる炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤と、該処理剤を用いた炭素繊維製造用アクリル繊維とその製造方法と、該処理剤を用いた炭素繊維の製造方法とを提供することにある。本発明は、下記一般式(1)で示される含硫黄エステル化合物(A1)、界面活性剤及び水を含有する、炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤である。【化1】(式中、m及びnは、それぞれ独立して、1〜4の整数であり、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数12〜16の炭化水素基である。)An object of the present invention is to provide an acrylic fiber treatment agent for carbon fiber production that can achieve both fusion prevention between fibers and stable operability in carbon fiber production, and can further suppress fiber breakage and fluff generation. Another object of the present invention is to provide an acrylic fiber for producing carbon fiber using the treatment agent, a method for producing the same, and a method for producing carbon fiber using the treatment agent. This invention is the acrylic fiber processing agent for carbon fiber manufacture containing the sulfur-containing ester compound (A1) shown by following General formula (1), surfactant, and water. (In the formula, m and n are each independently an integer of 1 to 4, and R1 and R2 are each independently a hydrocarbon group having 12 to 16 carbon atoms.)

Description

本発明は、炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤及びその用途に関する。より詳しくは、炭素繊維製造用アクリル繊維(以下、プレカーサーと称することがある)を製造する際に使用する処理剤(以下、プレカーサー処理剤と称することがある)と、該処理剤を用いたプレカーサー繊維とその製造方法と、該処理剤を用いた炭素繊維の製造方法とに関する。   The present invention relates to an acrylic fiber treatment agent for producing carbon fiber and its use. More specifically, a treatment agent (hereinafter sometimes referred to as a precursor treatment agent) used when producing an acrylic fiber for carbon fiber production (hereinafter sometimes referred to as a precursor), and a precursor using the treatment agent. The present invention relates to a fiber, a manufacturing method thereof, and a carbon fiber manufacturing method using the treatment agent.

炭素繊維はその優れた機械的特性を利用して、マトリックス樹脂と称されるプラスチックとの複合材料用の補強繊維として、航空宇宙用途、スポーツ用途、一般産業用途等に幅広く利用されている。
炭素繊維を製造する方法としては、プレカーサーを200〜300℃の酸化性雰囲気中で耐炎化繊維に転換し、続いて300〜2000℃の不活性雰囲気中で炭素化する方法が一般的である。これらの高熱による焼成時には、単繊維同士の融着が発生し、得られた炭素繊維の品質、品位を低下させるという問題がある。
Carbon fibers are widely used for aerospace applications, sports applications, general industrial applications and the like as reinforcing fibers for composite materials with plastics called matrix resins, utilizing their excellent mechanical properties.
As a method for producing carbon fiber, a method is generally used in which a precursor is converted to a flame-resistant fiber in an oxidizing atmosphere at 200 to 300 ° C., and subsequently carbonized in an inert atmosphere at 300 to 2000 ° C. At the time of firing by these high heats, there is a problem that fusion of single fibers occurs and the quality and quality of the obtained carbon fibers are deteriorated.

この融着を防止するため、優れた耐熱性および繊維−繊維間の平滑性による優れた剥離性を有するシリコーン系処理剤、特に架橋反応により耐熱性をさらに向上できるアミノ変性シリコーン系処理剤をプレカーサーに付与する技術が多数提案され(例えば、特許文献1等)、工業的に広く利用されている。   In order to prevent this fusion, a precursor of a silicone treating agent having excellent heat resistance and excellent peelability due to smoothness between fibers, particularly an amino-modified silicone treating agent capable of further improving heat resistance by a crosslinking reaction. A number of techniques to be applied to the above have been proposed (for example, Patent Document 1) and widely used industrially.

しかしながら一方で、付着処理したシリコーン系処理剤は、繊維から脱落して粘着物となり、それがプレカーサー製造工程における乾燥ローラーやガイド等に堆積し、繊維が捲き付いたり断糸したりする等の操業性低下を引き起こす原因になるという問題があった。また、耐炎化工程の酸化性雰囲気中でその一部が酸化ケイ素を、炭素化工程の不活性雰囲気中で不活性ガスとして窒素が使用される場合窒化ケイ素を生成し、これらスケールが堆積して、操業性や稼働性を低下させたり、焼成炉の損傷を招いたりするという問題を有していた。
さらに、シリコーン系処理剤の持つ繊維−繊維間平滑性による優れた剥離性は、単繊維間の融着防止には有効に働く一方で、非常に多数の繊維束が同時に平行に走行する焼成工程においては、各々の繊維束幅がシリコーン系処理剤の平滑性で拡がることにより、隣接する繊維束との間隔が狭くなり、場合によってはその干渉により毛羽が生じるという不都合がある。
However, on the other hand, the silicone treatment agent that has been subjected to adhesion treatment drops off from the fiber to become an adhesive, which accumulates on a drying roller, a guide, etc. in the precursor manufacturing process, and the fibers are seized or broken. There was a problem of causing a decrease in sex. In addition, when silicon oxide is partly used in the oxidizing atmosphere of the flameproofing process and nitrogen is used as an inert gas in the inert atmosphere of the carbonizing process, silicon nitride is generated and these scales are deposited. However, there has been a problem that the operability and operability are deteriorated and the firing furnace is damaged.
Furthermore, the excellent releasability due to the fiber-to-fiber smoothness of the silicone treatment agent works effectively to prevent fusion between single fibers, while a large number of fiber bundles run simultaneously in parallel. In this case, the width of each fiber bundle expands due to the smoothness of the silicone treatment agent, so that the distance between adjacent fiber bundles is narrowed, and in some cases, there is a disadvantage that fluff is generated due to the interference.

これらの問題を回避するため、シリコーン系化合物の含有量を低減した処理剤や、シリコーン系化合物を使用しない処理剤等が提案されている。たとえば、ビスフェノールA系の芳香族化合物とアミノ変性シリコーンとを組み合わせた処理剤(例えば、特許文献2等)や、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物の脂肪酸エステルを主成分とする処理剤(例えば、特許文献3等)がある。   In order to avoid these problems, treatment agents with a reduced content of silicone compounds, treatment agents that do not use silicone compounds, and the like have been proposed. For example, a treating agent (for example, Patent Document 2) in which a bisphenol A aromatic compound and amino-modified silicone are combined, or a treating agent (for example, a patent containing a fatty acid ester of an alkylene oxide adduct of bisphenol A) as a main component. Reference 3).

しかしながらこれらの処理剤は、シリコーン系化合物に起因する上記の操業性等の問題を抑制することには効果があるが、処理剤組成中に、内分泌撹乱物質(いわゆる環境ホルモン)に該当する疑いのあるビスフェノールA系化合物を含有するという使用上の安全性に劣るとの欠点があった。また、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物の脂肪酸エステルを主成分とする処理剤では、繊維−金属間の摩擦が高すぎる為に繊維の断糸や、毛羽が発生するという問題がある。   However, these treatment agents are effective in suppressing the above-mentioned problems such as operability caused by the silicone compound, but in the treatment agent composition, there is a suspicion that they correspond to endocrine disrupting substances (so-called environmental hormones). There existed a fault that it was inferior to the safety on use of containing a certain bisphenol A type compound. Moreover, in the processing agent which has the fatty acid ester of the alkylene oxide adduct of bisphenol A as a main component, there is a problem in that the fiber-metal friction is too high, and fiber breakage and fluff are generated.

日本国特開2002−371477号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-371477 日本国特開2005−89884号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-89884 日本国特開2004−143645号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-143645

かかる従来の技術背景に鑑み、本発明の目的は、内分泌撹乱物質に該当する又は疑いのある成分を用いない処理剤であって、炭素繊維製造における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、さらに繊維の断糸や、毛羽の発生を抑制できる炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤と、該処理剤を用いた炭素繊維製造用アクリル繊維とその製造方法と、該処理剤を用いた炭素繊維の製造方法とを提供することにある。   In view of such a conventional technical background, the object of the present invention is a treatment agent that does not use a component corresponding to or suspected of an endocrine disrupting substance, and prevents fusion between fibers in carbon fiber production and stable operability. The acrylic fiber treatment agent for carbon fiber production that can further suppress fiber breakage and fluff generation, the acrylic fiber for carbon fiber production using the treatment agent, its production method, and the treatment It is providing the manufacturing method of carbon fiber using an agent.

本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意検討した結果、特定のエステル化合物、界面活性剤及び水を含有する炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤であれば、上記問題点を解決できるという知見を得て、本発明に到達した。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved if the acrylic fiber treatment agent for producing carbon fibers contains a specific ester compound, a surfactant and water. And reached the present invention.

すなわち、本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤は、下記一般式(1)で示される含硫黄エステル化合物(A1)、界面活性剤及び水を含有するものである。   That is, the acrylic fiber treatment agent for producing carbon fibers of the present invention contains a sulfur-containing ester compound (A1) represented by the following general formula (1), a surfactant and water.

Figure 2014050639
(式中、m及びnは、それぞれ独立して、1〜4の整数であり、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数12〜16の炭化水素基である。)
Figure 2014050639
(In the formula, m and n are each independently an integer of 1 to 4, and R 1 and R 2 are each independently a hydrocarbon group having 12 to 16 carbon atoms.)

本発明の処理剤は、下記一般式(2)で示される含硫黄エステル化合物(A2)をさらに含有することが好ましい。   The treating agent of the present invention preferably further contains a sulfur-containing ester compound (A2) represented by the following general formula (2).

Figure 2014050639
(式中、m及びnは、それぞれ独立して、1〜4の整数であり、Rは炭素数12〜16の炭化水素基である。)
Figure 2014050639
(In the formula, m and n are each independently an integer of 1 to 4, and R 3 is a hydrocarbon group having 12 to 16 carbon atoms.)

前記含硫黄エステル化合物(A1)と前記含硫黄エステル化合物(A2)との重量比(A1/A2)は、99.9/0.1〜50/50であることが好ましい。   The weight ratio (A1 / A2) between the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) is preferably 99.9 / 0.1 to 50/50.

処理剤の不揮発分に占める、前記含硫黄エステル化合物(A1)及び前記含硫黄エステル化合物(A2)の合計の重量割合又は前記含硫黄エステル化合物(A2)を含まない場合は前記含硫黄エステル化合物(A1)の重量割合は30〜98.9重量%であることが好ましい。同様に、前記界面活性剤の重量割合は1〜40重量%であることが好ましい。   The total weight ratio of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) in the nonvolatile content of the treatment agent or the sulfur-containing ester compound ( The weight ratio of A1) is preferably 30 to 98.9% by weight. Similarly, the weight ratio of the surfactant is preferably 1 to 40% by weight.

本発明の処理剤は、窒素原子を含む変性基を持つ変性シリコーン(B)をさらに含有することもできる。   The treating agent of the present invention can further contain a modified silicone (B) having a modifying group containing a nitrogen atom.

前記含硫黄エステル化合物(A1)及び前記含硫黄エステル化合物(A2)の合計と前記変性シリコーン(B)との重量比((A1+A2)/B)、又は前記含硫黄エステル化合物(A2)を含まない場合は前記含硫黄エステル化合物(A1)と前記変性シリコーン(B)との重量比(A1/B)は、99.9/0.1〜50/50であることが好ましい。   Does not include the sulfur-containing ester compound (A1) and the weight ratio (A1 + A2) / B) of the sum of the sulfur-containing ester compound (A2) and the modified silicone (B), or the sulfur-containing ester compound (A2). In this case, the weight ratio (A1 / B) between the sulfur-containing ester compound (A1) and the modified silicone (B) is preferably 99.9 / 0.1 to 50/50.

前記変性シリコーン(B)はアミノ変性シリコーンであることが好ましい。   The modified silicone (B) is preferably an amino-modified silicone.

本発明の処理剤は、水中に分散したエマルジョンとなっていることが好ましい。   The treatment agent of the present invention is preferably an emulsion dispersed in water.

本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維は、炭素繊維製造用アクリル繊維の原料アクリル繊維に、上記の処理剤を付着させて製糸したものである。   The acrylic fiber for producing carbon fiber of the present invention is produced by attaching the above-mentioned treatment agent to the raw acrylic fiber for producing acrylic fiber for carbon fiber.

本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維の製造方法は、炭素繊維製造用アクリル繊維の原料アクリル繊維に上記の処理剤を付着させて製糸する製糸工程を含むものである。   The method for producing an acrylic fiber for producing carbon fiber of the present invention includes a yarn production step of producing a yarn by attaching the above-mentioned treatment agent to the raw acrylic fiber of the acrylic fiber for producing carbon fiber.

本発明の炭素繊維の製造方法は、炭素繊維製造用アクリル繊維の原料アクリル繊維に上記の処理剤を付着させて、炭素繊維製造用アクリル繊維を製糸する製糸工程と、付着処理後の炭素繊維製造用アクリル繊維を200〜300℃の酸化性雰囲気中で耐炎化繊維に転換する耐炎化処理工程と、前記耐炎化繊維をさらに300〜2000℃の不活性雰囲気中で炭化させる炭素化処理工程とを含むものである。   The carbon fiber production method of the present invention includes a spinning process in which the above-mentioned treatment agent is attached to a raw acrylic fiber for producing carbon fiber to produce the acrylic fiber for producing carbon fiber, and carbon fiber production after the adhesion treatment. A flameproofing process for converting the acrylic fiber for use into a flameproofed fiber in an oxidizing atmosphere at 200 to 300 ° C., and a carbonizing process for carbonizing the flameproofed fiber in an inert atmosphere at 300 to 2000 ° C. Is included.

本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤は、内分泌撹乱物質に該当する又は疑いのある成分を用いなくても、炭素繊維製造における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、さらに繊維の断糸や、毛羽の発生を抑制できる。
本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維及びその製造方法に得られた炭素繊維製造用アクリル繊維を用いれば、炭素繊維製造における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、さらに繊維の断糸や、毛羽の発生を抑制できる。
本発明の炭素繊維の製造方法は、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、さらに繊維の断糸や、毛羽の発生を抑制できる。また、高強度の炭素繊維を製造することができる。
The acrylic fiber treatment agent for producing carbon fiber of the present invention achieves both fusion prevention and stable operability in carbon fiber production without using a component that corresponds to or is suspected to be an endocrine disrupting substance. In addition, fiber breakage and fluff generation can be suppressed.
By using the acrylic fiber for carbon fiber production of the present invention and the acrylic fiber for carbon fiber production obtained in the production method thereof, it is possible to achieve both the prevention of fusion between fibers and stable operability in the production of carbon fiber, Further, fiber breakage and fluff generation can be suppressed.
The carbon fiber manufacturing method of the present invention can achieve both fusion prevention between fibers and stable operability, and can further suppress fiber breakage and fluff generation. In addition, high-strength carbon fibers can be produced.

F/F摩擦力の測定法を説明する模式図。The schematic diagram explaining the measuring method of F / F frictional force.

本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤(プレカーサー処理剤)は、炭素繊維製造に用いられるアクリル繊維(炭素繊維のプレカーサー)に付与することを目的とした処理剤であり、特定の含硫黄エステル化合物(A1)、界面活性剤及び水を含有するものである。まず、プレカーサー処理剤を構成する各成分を説明する。   The acrylic fiber treatment agent for carbon fiber production (precursor treatment agent) of the present invention is a treatment agent intended to be applied to acrylic fibers (carbon fiber precursors) used for carbon fiber production, and is a specific sulfur-containing ester. It contains the compound (A1), a surfactant and water. First, each component which comprises a precursor processing agent is demonstrated.

〔含硫黄エステル化合物(A1)〕
含硫黄エステル化合物(A1)は、上記一般式(1)で示される化合物であり、本発明のプレカーサー処理剤の必須成分である。含硫黄エステル化合物(A1)は、炭素繊維の製造において、製糸時操業性を維持しつつ、焼成時操業性を高めることができる成分である。この含硫黄エステル化合物(A1)を用いることにより、繊維−繊維間摩擦を高めて、繊維束の集束性を向上させることができる。その結果、良好な焼成時操業性を実現する。
[Sulfur-containing ester compound (A1)]
A sulfur-containing ester compound (A1) is a compound shown by the said General formula (1), and is an essential component of the precursor processing agent of this invention. The sulfur-containing ester compound (A1) is a component that can improve operability during firing while maintaining operability during yarn production in the production of carbon fiber. By using this sulfur-containing ester compound (A1), the fiber-to-fiber friction can be increased, and the convergence of the fiber bundle can be improved. As a result, good operability during firing is realized.

一般式(1)の式中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数12〜16の炭化水素基である。R及びRは同一であってもよく、異なっていてもよい。R及びRは、直鎖状、分岐鎖状のどちらでもよいが、集束性や焼成時操業性の観点から、分岐鎖状が好ましい。炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられ、アルキル基が好ましい。炭化水素基の炭素数は、12〜16であり、14〜16が好ましい。該炭素数が12未満であると、繊維−金属間摩擦が高くなり、単繊維の断糸や、毛羽が発生する。一方、炭素数が16を超えると、焼成時タール化物が多量に発生し繊維間が融着する。In the general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrocarbon group having 12 to 16 carbon atoms. R 1 and R 2 may be the same or different. R 1 and R 2 may be either linear or branched, but are preferably branched from the viewpoints of convergence and operability during firing. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group, and an alkyl group is preferable. Carbon number of a hydrocarbon group is 12-16, and 14-16 are preferable. When the carbon number is less than 12, the fiber-metal friction is increased, and single fiber breakage and fluff are generated. On the other hand, if the number of carbons exceeds 16, a large amount of tarred product is generated during firing, and the fibers are fused.

一般式(1)の式中、m及びnは、それぞれ独立して、1〜4の整数であり、2〜3が好ましい。m又はnが4を超えると繊維−繊維間摩擦が低くなり、集束性不足が発生し、焼成時操業性が悪化することがある。   In the formula of the general formula (1), m and n are each independently an integer of 1 to 4, and preferably 2 to 3. When m or n exceeds 4, the fiber-to-fiber friction is lowered, the convergence is insufficient, and the operability during firing may be deteriorated.

直鎖状の炭化水素基の具体例としては、例えば、n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラデシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシル基等が挙げられる。また、分岐鎖状の炭化水素基の具体例としては、例えば、イソドデシル基、イソトリデシル基、イソテトラデシル基、イソペンタデシル基、イソヘキサデシル基、2−ヘキシルデシル基等が挙げられる。これらの中でも、集束性や焼成時操業性の観点から、n−ドデシル基、2−ヘキシルデシル基が好ましい。   Specific examples of the linear hydrocarbon group include n-dodecyl group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group and the like. Specific examples of the branched hydrocarbon group include an isododecyl group, an isotridecyl group, an isotetradecyl group, an isopentadecyl group, an isohexadecyl group, and a 2-hexyldecyl group. Among these, n-dodecyl group and 2-hexyldecyl group are preferable from the viewpoint of convergence and operability during firing.

含硫黄エステル化合物(A1)としては、例えば、ジ(n−ドデシル)チオジエタネート、ジ(n−トリデシル)チオジエタネート、ジ(n−テトラデシル)チオジエタネート、ジ(n−ペンタデシル)チオジエタネート、ジ(n−ヘキサデシル)チオジエタネート等のチオジエタン酸ジ直鎖型エステル;ジ(イソドデシル)チオジエタネート、ジ(イソトリデシル)チオジエタネート、ジ(イソテトラデシル)チオジエタネート、ジ(イソペンタデシル)チオジエタネート、ジ(イソヘキサデシル)チオジエタネート、ジ(2−ヘキシルデシル)チオジエタネート等のチオジエタン酸ジ分岐鎖型エステル;ジ(n−ドデシル)チオジプロピオネート、ジ(n−トリデシル)チオジプロピオネート、ジ(n−テトラデシル)チオジプロピオネート、ジ(n−ペンタデシル)チオジプロピオネート、ジ(n−ヘキサデシル)チオジプロピオネート等のチオジプロピオン酸ジ直鎖型エステル;ジ(イソドデシル)チオジプロピオネート、ジ(イソトリデシル)チオジプロピオネート、ジ(イソテトラデシル)チオジプロピオネート、ジ(イソペンタデシル)チオジプロピオネート、ジ(イソヘキサデシル)チオジプロピオネート、ジ(2−ヘキシルデシル)チオジプロピオネート等のチオジプロピオン酸ジ分岐鎖型エステル;ジ(n−ドデシル)チオジブタネート、ジ(n−トリデシル)チオジブタネート、ジ(n−テトラデシル)チオジブタネート、ジ(n−ペンタデシル)チオジブタネート、ジ(n−ヘキサデシル)チオジブタネート等のチオジブタン酸ジ直鎖型エステル;ジ(イソドデシル)チオジブタネート、ジ(イソトリデシル)チオジブタネート、ジ(イソテトラデシル)チオジブタネート、ジ(イソペンタデシル)チオジブタネート、ジ(イソヘキサデシル)チオジブタネート、ジ(2−ヘキシルデシル)チオジブタネート等のチオジブタン酸ジ分岐鎖型エステル;ジ(n−ドデシル)チオジペンタネート、ジ(n−トリデシル)チオジペンタネート、ジ(n−テトラデシル)チオジペンタネート、ジ(n−ペンタデシル)チオジペンタネート、ジ(n−ヘキサデシル)チオジペンタネート等のチオジペンタン酸ジ直鎖型エステル;ジ(イソドデシル)チオジペンタネート、ジ(イソトリデシル)チオジペンタネート、ジ(イソテトラデシル)チオジペンタネート、ジ(イソペンタデシル)チオジペンタネート、ジ(イソヘキサデシル)チオジペンタネート、ジ(2−ヘキシルデシル)チオジペンタネート等のチオジペンタン酸ジ分岐鎖型エステル;等が挙げられる。これらの中でも、集束性や焼成時操業性の観点から、チオジプロピオン酸ジ直鎖型エステル、チオジプロピオン酸ジ分岐鎖型エステルが好ましく、ジ(n−ドデシル)チオジプロピオネート、ジ(2−ヘキシルデシル)チオジプロピオネートがさらに好ましい。
これらの含硫黄エステル化合物(A1)は、単独で又は二種以上組み合わせて使用することができる。
Examples of the sulfur-containing ester compound (A1) include di (n-dodecyl) thiodietanate, di (n-tridecyl) thiodietanate, di (n-tetradecyl) thiodietanate, di (n-pentadecyl) thiodietanate, and di (n-hexadecyl). Thiodietanate di-linear esters such as thiodietanate; di (isododecyl) thiodietanate, di (isotridecyl) thiodietanate, di (isotetradecyl) thiodietanate, di (isopentadecyl) thiodietanate, di (isohexadecyl) thiodietanate, di (2 Thiodietanic acid dibranched esters such as -hexyldecyl) thiodietanate; di (n-dodecyl) thiodipropionate, di (n-tridecyl) thiodipropionate, di (n-tetradecyl) thiodipropionate Di (n-pentadecyl) thiodipropionate, di (n-hexadecyl) thiodipropionate, etc., thiodipropionic acid di-linear ester; di (isododecyl) thiodipropionate, di (isotridecyl) thiodiprote Thion such as pionate, di (isotetradecyl) thiodipropionate, di (isopentadecyl) thiodipropionate, di (isohexadecyl) thiodipropionate, di (2-hexyldecyl) thiodipropionate Dipropionic acid dibranched ester; di (n-dodecyl) thiodibutanate, di (n-tridecyl) thiodibutanate, di (n-tetradecyl) thiodibutanate, di (n-pentadecyl) thiodibutanate, di (n-hexadecyl) thiodibutanate, etc. Thiodibutanoic acid di linear ester; Thiodibutanoic acid dibranched types such as dodecyl) thiodibutanate, di (isotridecyl) thiodibutanate, di (isotetradecyl) thiodibutanate, di (isopentadecyl) thiodibutanate, di (isohexadecyl) thiodibutanate, di (2-hexyldecyl) thiodibutanate Esters; di (n-dodecyl) thiodipentanate, di (n-tridecyl) thiodipentanate, di (n-tetradecyl) thiodipentanate, di (n-pentadecyl) thiodipentanate, di (n- Hexadecyl) thiodipentanate and other thiodipentanoic acid di-linear esters; di (isododecyl) thiodipentanate, di (isotridecyl) thiodipentanate, di (isotetradecyl) thiodipentanate, di (isopentadecyl) ) Thiodipentanate, And thiodipentanoic acid dibranched esters such as di (isohexadecyl) thiodipentanate and di (2-hexyldecyl) thiodipentanate. Among these, thiodipropionic acid di-linear ester and thiodipropionic acid di-branched ester are preferable from the viewpoint of convergence and operability during firing, and di (n-dodecyl) thiodipropionate, di ( 2-Hexyldecyl) thiodipropionate is more preferred.
These sulfur-containing ester compounds (A1) can be used alone or in combination of two or more.

含硫黄エステル化合物(A1)の製造方法としては、特に限定なく、公知の手法を採用できる。例えば、チオジプロピオン酸と脂肪族アルコールのエステル化反応を行うことで製造することができる。具体的な例としては、チオジプロピオン酸に対して脂肪族アルコール2〜2.5倍モルの仕込み比率で、生成してくる水を抜きながらエステル化反応を行う方法が挙げられる。   A method for producing the sulfur-containing ester compound (A1) is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, it can be produced by performing an esterification reaction of thiodipropionic acid and an aliphatic alcohol. As a specific example, there is a method in which an esterification reaction is performed while removing generated water at a charging ratio of 2 to 2.5 moles of aliphatic alcohol with respect to thiodipropionic acid.

エステル化条件として、例えば、エステル化反応温度としては、通常120〜250℃であり、130℃〜230℃が好ましい。また、反応時間としては、通常1〜10時間であり、2〜8時間が好ましい。反応は無触媒で行っても後述するエステル化触媒を用いて反応を行ってもよい。   As esterification conditions, for example, the esterification reaction temperature is usually 120 to 250 ° C, preferably 130 to 230 ° C. Moreover, as reaction time, it is 1 to 10 hours normally, and 2 to 8 hours are preferable. The reaction may be performed without a catalyst or may be performed using an esterification catalyst described later.

脂肪族アルコールの具体例としては、n−ドデカノール、n−トリデカノール、n−テトラデカノール、n−ペンタデカノール、n−ヘキサデカノール、イソドデカノール、イソトリデカノール、イソテトラデカノール、イソペンタデカノール、イソヘキサデカノール、2−ヘキシルデカノール等が挙げられる。これらの中でも、n−ドデカノール、2−ヘキシルデカノールが好ましい。
これらの脂肪族アルコールは、単独であるいは二種以上組み合わせて使用することができる。
Specific examples of the aliphatic alcohol include n-dodecanol, n-tridecanol, n-tetradecanol, n-pentadecanol, n-hexadecanol, isododecanol, isotridecanol, isotetradecanol, iso Examples include pentadecanol, isohexadecanol, and 2-hexyldecanol. Among these, n-dodecanol and 2-hexyldecanol are preferable.
These aliphatic alcohols can be used alone or in combination of two or more.

エステル化触媒としては、ルイス酸類、スルホン酸類等が挙げられる。より具体的には、ルイス酸類としては、アルミニウム誘導体、錫誘導体、チタン誘導体等が、更にスルホン酸類としては、パラトルエンスルホン酸、メタスルホン酸、硫酸等が挙げられる。これらの中でも、チタン誘導体、スルホン酸類が好ましい。その使用量は、例えば原料の総重量に対して、0.05〜5重量%程度が好ましい。   Examples of esterification catalysts include Lewis acids and sulfonic acids. More specifically, examples of Lewis acids include aluminum derivatives, tin derivatives, and titanium derivatives, and examples of sulfonic acids include p-toluenesulfonic acid, metasulfonic acid, and sulfuric acid. Among these, titanium derivatives and sulfonic acids are preferable. The amount used is preferably about 0.05 to 5% by weight with respect to the total weight of the raw materials.

エステル化反応では、必要に応じて、生成してくる水をベンゼン、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の水同伴剤を用いて系外に共沸留去させてもよい。
エステル化反応終了後、反応に応じて、過剰の脂肪族アルコールを減圧化又は常圧下にて留去させ、また、慣用の精製方法、例えば、水洗、減圧蒸留、活性炭等の吸着剤精製を行い、チオジプロピオン酸ジエステルを得ることができる。
In the esterification reaction, the produced water may be distilled off azeotropically outside the system using a water entraining agent such as benzene, toluene, xylene, cyclohexane or the like, if necessary.
After completion of the esterification reaction, excess aliphatic alcohol is distilled off under reduced pressure or normal pressure, depending on the reaction, and conventional purification methods such as washing with water, distillation under reduced pressure, purification of adsorbents such as activated carbon are performed. Thiodipropionic acid diester can be obtained.

〔含硫黄エステル化合物(A2)〕
本発明のプレカーサー処理剤は、上記一般式(2)で示される含硫黄エステル化合物(A2)をさらに含有することが好ましい。前述した含硫黄エステル化合物(A1)に加え、含硫黄エステル化合物(A2)を含有することにより、繊維−繊維間摩擦を保ちつつ、繊維−金属間摩擦を効果的に下げることができる。その結果、繊維束の集束性を向上させかつ単繊維の断糸や、毛羽の発生をより一層抑制できる。さらには、処理剤を水系乳化した際の乳化安定性が良好になり、繊維に処理剤を均一に付着させることができる。
[Sulfur-containing ester compound (A2)]
The precursor treating agent of the present invention preferably further contains a sulfur-containing ester compound (A2) represented by the general formula (2). By containing the sulfur-containing ester compound (A2) in addition to the sulfur-containing ester compound (A1) described above, the fiber-metal friction can be effectively reduced while maintaining the fiber-fiber friction. As a result, it is possible to improve the bundleability of the fiber bundle and further suppress single fiber breakage and fluff generation. Furthermore, the emulsification stability when the treatment agent is water-based emulsified is improved, and the treatment agent can be uniformly attached to the fibers.

一般式(2)の式中、Rは炭素数12〜16の炭化水素基であり、直鎖状、分岐鎖状のどちらでもよいが、集束性や焼成時操業性の観点から、分岐鎖状が好ましい。炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等が挙げられ、アルキル基が好ましい。炭化水素基の炭素数は、12〜16であり、14〜16が好ましい。炭素数が12未満であると、繊維−繊維間摩擦が低くなり、集束性不足が発生し、焼成時操業性が悪化することがある。一方、炭素数が16を超えると、焼成時タール化物が多量に発生し繊維間が融着することがある。
直鎖状の炭化水素基や分岐鎖状の炭化水素基の具体例については、前述のR及びRの項目で説明した例と同様である。
In the general formula (2), R 3 is a hydrocarbon group having 12 to 16 carbon atoms, and may be either linear or branched, but from the viewpoint of convergence and operability during firing, branched chain The shape is preferred. Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, and an alkynyl group, and an alkyl group is preferable. Carbon number of a hydrocarbon group is 12-16, and 14-16 are preferable. If the number of carbon atoms is less than 12, the fiber-to-fiber friction is lowered, the convergence is insufficient, and the operability during firing may be deteriorated. On the other hand, if the number of carbon atoms exceeds 16, a large amount of tarred product may be generated during firing and the fibers may be fused.
Specific examples of the straight-chain hydrocarbon group and the branched-chain hydrocarbon group are the same as the examples described in the items of R 1 and R 2 described above.

一般式(2)の式中、m及びnは、それぞれ独立して、1〜4の整数であり、2〜3が好ましい。m又はnが4を超えると繊維−繊維間摩擦が低くなり、集束性不足が発生し、焼成時操業性が悪化することがある。   In the formula of the general formula (2), m and n are each independently an integer of 1 to 4, and preferably 2 to 3. When m or n exceeds 4, the fiber-to-fiber friction is lowered, the convergence is insufficient, and the operability during firing may be deteriorated.

含硫黄エステル化合物(A2)としては、例えば、チオジエタン酸モノ(n−ドデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(n−トリデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(n−テトラデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(n−ペンタデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(n−ヘキサデシル)エステル等のチオジエタン酸モノ直鎖型エステル;チオジエタン酸モノ(イソドデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(イソトリデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(イソテトラデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(イソペンタデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(イソヘキサデシル)エステル、チオジエタン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステル等のチオジエタン酸モノ分岐鎖型エステル;チオジプロピオン酸モノ(n−ドデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(n−トリデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(n−テトラデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(n−ペンタデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(n−ヘキサデシル)エステル等のチオジプロピオン酸モノ直鎖型エステル;チオジプロピオン酸モノ(イソドデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(イソトリデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(イソテトラデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(イソペンタデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(イソヘキサデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステル等のチオジプロピオン酸モノ分岐鎖型エステル;チオジブタン酸モノ(n−ドデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(n−トリデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(n−テトラデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(n−ペンタデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(n−ヘキサデシル)エステル等のチオジブタン酸モノ直鎖型エステル;チオジブタン酸モノ(イソドデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(イソトリデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(イソテトラデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(イソペンタデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(イソヘキサデシル)エステル、チオジブタン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステル等のチオジブタン酸モノ分岐鎖型エステル;チオジペンタン酸モノ(n−ドデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(n−トリデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(n−テトラデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(n−ペンタデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(n−ヘキサデシル)エステル等のチオジペンタン酸モノ直鎖型エステル;チオジペンタン酸モノ(イソドデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(イソトリデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(イソテトラデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(イソペンタデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(イソヘキサデシル)エステル、チオジペンタン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステル等のチオジペンタン酸モノ分岐鎖型エステル;等が挙げられる。これらの中でも、集束性や焼成時操業性の観点から、チオジプロピオン酸モノ直鎖型エステル、チオジプロピオン酸モノ分岐鎖型エステルが好ましく、チオジプロピオン酸モノ(n−ドデシル)エステル、チオジプロピオン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステルがさらに好ましい。
これらの含硫黄エステル化合物(A2)は、単独であるいは二種以上組み合わせて使用することができる。
Examples of the sulfur-containing ester compound (A2) include thiodietanic acid mono (n-dodecyl) ester, thiodiethanic acid mono (n-tridecyl) ester, thiodiethanic acid mono (n-tetradecyl) ester, and thiodietanic acid mono (n-pentadecyl). Esters, thiodietanic acid mono (n-hexadecyl) esters, etc .; thiodietanic acid mono (isododecyl) esters, thiodiethanic acid mono (isotridecyl) esters, thiodiethanic acid mono (isotetradecyl) esters, thiodietanic acid monoesters (Isopentadecyl) ester, thiodiethanic acid mono (isohexadecyl) ester, thiodiethanic acid mono (2-hexyldecyl) ester and other thiodietanic acid monobranched esters; thiodipropionic acid mono (n- Decyl) ester, thiodipropionic acid mono (n-tridecyl) ester, thiodipropionic acid mono (n-tetradecyl) ester, thiodipropionic acid mono (n-pentadecyl) ester, thiodipropionic acid mono (n-hexadecyl) Thiodipropionic acid mono linear ester such as ester; thiodipropionic acid mono (isododecyl) ester, thiodipropionic acid mono (isotridecyl) ester, thiodipropionic acid mono (isotetradecyl) ester, thiodipropionic acid mono Thiodipropionic acid mono-branched ester such as (isopentadecyl) ester, thiodipropionic acid mono (isohexadecyl) ester, thiodipropionic acid mono (2-hexyldecyl) ester; thiodibutanoic acid mono (n-dodecyl) ) Ester, Thiodi Thiodibutanoic acid mono linear esters such as tanoic acid mono (n-tridecyl) ester, thiodibutanoic acid mono (n-tetradecyl) ester, thiodibutanoic acid mono (n-pentadecyl) ester, thiodibutanoic acid mono (n-hexadecyl) ester; thiodibutane Acid mono (isododecyl) ester, thiodibutanoic acid mono (isotridecyl) ester, thiodibutanoic acid mono (isotetradecyl) ester, thiodibutanoic acid mono (isopentadecyl) ester, thiodibutanoic acid mono (isohexadecyl) ester, thiodibutanoic acid mono (2 -Hexyldecyl) ester thiodibutanoic acid mono-branched ester; thiodipentanoic acid mono (n-dodecyl) ester, thiodipentanoic acid mono (n-tridecyl) ester, thiodipentanoic acid mono (n-tetra) Decyl) ester, thiodipentanoic acid mono (n-pentadecyl) ester, thiodipentanoic acid mono linear ester such as thiodipentanoic acid mono (n-hexadecyl) ester; thiodipentanoic acid mono (isododecyl) ester, thiodipentanoic acid mono (isotridecyl) ester, thiodipentane Thiodipentanoic acid mono-branched esters such as acid mono (isotetradecyl) ester, thiodipentanoic acid mono (isopentadecyl) ester, thiodipentanoic acid mono (isohexadecyl) ester, thiodipentanoic acid mono (2-hexyldecyl) ester; Is mentioned. Among these, thiodipropionic acid mono-linear ester and thiodipropionic acid mono-branched ester are preferable from the viewpoint of convergence and operability during firing, and thiodipropionic acid mono (n-dodecyl) ester, thio Dipropionic acid mono (2-hexyldecyl) ester is more preferred.
These sulfur-containing ester compounds (A2) can be used alone or in combination of two or more.

含硫黄エステル化合物(A2)の製造方法としては、特に限定なく、公知の手法を採用できる。例えば、チオジプロピオン酸と脂肪族アルコールのエステル化反応を行うことで製造することができる。具体的な例としては、チオジプロピオン酸に対して脂肪族アルコールを等モル程度仕込み、生成してくる水を抜きながらエステル化反応を行い、蒸留・精製する等の方法が挙げられる。
なお、脂肪族アルコールの仕込み量は、チオジプロピオン酸に対して、1〜1.2倍モルを仕込み比率で仕込むことが好ましい。エステル化条件、脂肪族アルコールの具体例、エステル化触媒等については、前述の含硫黄エステル化合物(A1)の製造方法の項目で説明したものと同様である。
A method for producing the sulfur-containing ester compound (A2) is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, it can be produced by performing an esterification reaction of thiodipropionic acid and an aliphatic alcohol. As a specific example, there may be mentioned a method in which an equimolar amount of an aliphatic alcohol is charged with respect to thiodipropionic acid, an esterification reaction is performed while removing generated water, and distillation / purification is performed.
In addition, as for the preparation amount of aliphatic alcohol, it is preferable to add 1-1.2 times mole with respect to thiodipropionic acid with a preparation ratio. The esterification conditions, specific examples of the aliphatic alcohol, esterification catalyst, and the like are the same as those described in the item of the method for producing the sulfur-containing ester compound (A1).

含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)は、前述の方法でそれぞれエステル化合物を調製して用いてもよく、チオジプロピオン酸と脂肪族アルコールのエステル化反応を行い、含硫黄エステル化合物(A1)及び含硫黄エステル化合物(A2)を含むエステル混合物を調製して用いてもよい。   The sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) may be prepared by using an ester compound by the above-described method, respectively, and an esterification reaction between thiodipropionic acid and an aliphatic alcohol is performed. An ester mixture containing the ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) may be prepared and used.

含硫黄エステル化合物(A1)及び含硫黄エステル化合物(A2)のエステル混合物を調製する方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
1)チオジプロピオン酸と脂肪族アルコールとのエステル化反応を行う時に、脂肪族アルコールのモル比をチオジプロピオン酸に対して、1.5〜1.99倍モル、好ましくは1.8〜1.9倍モル仕込みエステル化反応を行う方法が挙げられる。エステル化条件、脂肪族アルコールの具体例、エステル化触媒等については、前述の含硫黄エステル化合物(A1)の製造方法の項目で説明したものと同様である。
2)前述の含硫黄エステル化合物(A1)の製造方法において、エステル混合物が所望の全酸価になるようにエステル化反応を途中で終了させる方法が挙げられる。
Examples of the method for preparing the ester mixture of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) include the following methods.
1) When the esterification reaction between thiodipropionic acid and an aliphatic alcohol is carried out, the molar ratio of the aliphatic alcohol to the thiodipropionic acid is 1.5 to 1.99 times mol, preferably 1.8 to The method of performing 1.9 times mole preparation esterification reaction is mentioned. The esterification conditions, specific examples of the aliphatic alcohol, esterification catalyst, and the like are the same as those described in the item of the method for producing the sulfur-containing ester compound (A1).
2) In the method for producing the sulfur-containing ester compound (A1) described above, there is a method in which the esterification reaction is terminated in the middle so that the ester mixture has a desired total acid value.

なお、エステル混合物中の含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)の重量比は次の方法により算出できる。得られたエステル混合物を、ガスクロマトグラフィー分析により分析し原料であるチオジプロピオン酸の含有量を測定し、エステル混合物中のチオジプロピオン酸由来の酸価を求める。次に、エステル混合物の全酸価を測定する。全酸価からチオジプロピオン酸由来の酸価を差し引いた値と含硫黄エステル化合物(A2)の分子量から、エステル混合物中の含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)の重量比を算出することができる。   The weight ratio between the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) in the ester mixture can be calculated by the following method. The obtained ester mixture is analyzed by gas chromatography analysis, the content of thiodipropionic acid as a raw material is measured, and the acid value derived from thiodipropionic acid in the ester mixture is determined. Next, the total acid value of the ester mixture is measured. From the value obtained by subtracting the acid value derived from thiodipropionic acid from the total acid value and the molecular weight of the sulfur-containing ester compound (A2), the weight ratio of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) in the ester mixture Can be calculated.

本発明の効果をより発揮させるためには、含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)を単に併用するだけではなく、含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)とを特定の割合で併用することが好ましい。含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)の重量比(A1/A2)は、99.9/0.1〜50/50が好ましく、99.9/0.1〜70/30がより好ましく、99/1〜80/20がさらに好ましく、98/2〜90/10が特に好ましい。該重量割合が99.9/0.1超の場合、繊維−金属間の摩擦が高くなり、繊維の断糸や毛羽が発生することがある。さらに、水系乳化した際のエマルジョンの乳化安定性が悪くなることがある。一方、該重量割合が50/50未満の場合、繊維−繊維間摩擦が低くなり、集束性不足が発生し、焼成時操業性が悪化することがある。   In order to exert the effect of the present invention more, the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) are not only used in combination, but also the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2). Are preferably used together in a specific ratio. The weight ratio (A1 / A2) between the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) is preferably 99.9 / 0.1 to 50/50, and 99.9 / 0.1 to 70/30. Is more preferable, 99/1 to 80/20 is more preferable, and 98/2 to 90/10 is particularly preferable. When the weight ratio is more than 99.9 / 0.1, the fiber-metal friction increases, and fiber breakage or fluff may occur. Furthermore, the emulsion stability of the emulsion when water-based emulsified may deteriorate. On the other hand, when the weight ratio is less than 50/50, the fiber-to-fiber friction is lowered, the convergence is insufficient, and the operability during firing may be deteriorated.

〔界面活性剤〕
本発明のプレカーサー処理剤は、界面活性剤を含有する。界面活性剤は乳化剤として使用され、前述の含硫黄エステル化合物(A1)や含硫黄エステル化合物(A2)、後述の変性シリコーン等を水に乳化、分散させることを可能とする。界面活性剤としては、特に限定されず、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤および両性界面活性剤から、公知のものを適宜選択して使用することができる。界面活性剤は、1種または2種以上を併用してもよい。
[Surfactant]
The precursor treatment agent of the present invention contains a surfactant. The surfactant is used as an emulsifier, and makes it possible to emulsify and disperse the above-described sulfur-containing ester compound (A1), sulfur-containing ester compound (A2), modified silicone described later, and the like in water. The surfactant is not particularly limited, and a known one can be appropriately selected from nonionic surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants and amphoteric surfactants. Surfactant may use together 1 type (s) or 2 or more types.

非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルエーテル、ポリオキシエチレンデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル等のポリオキシアルキレン直鎖アルキルエーテル;ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンイソセチルエーテル、ポリオキシエチレンイソステアリルエーテル等のポリオキシアルキレン分岐第一級アルキルエーテル;ポリオキシエチレン1−ヘキシルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレン1−オクチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレン1−ヘキシルオクチルエーテル、ポリオキシエチレン1−ペンチルへプチルエーテル、ポリオキシエチレン1−へプチルペンチルエーテル等のポリオキシアルキレン分岐第二級アルキルエーテル;ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシアルキレンアルケニルエーテル;ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル;ポリオキシエチレントリスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンスチリルフェニルエーテル、ポリオキシエチレントリベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンジベンジルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンベンジルフェニルエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアリールフェニルエーテル;ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノオレート、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノミリスチレート、ポリオキシエチレンジラウレート、ポリオキシエチレンジオレート、ポリオキシエチレンジミリスチレート、ポリオキシエチレンジステアレート等のポリオキシアルキレン脂肪酸エステル;ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノオレート等のソルビタンエステル;ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレート等のポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル;グリセリンモノステアレート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノパルミテート等のグリセリン脂肪酸エステル;ポリオキシアルキレンソルビトール脂肪酸エステル;ショ糖脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンひまし油エーテル等のポリオキシアルキレンひまし油エーテル;ポリオキシエチレン硬化ひまし油エーテル等のポリオキシアルキレン硬化ひまし油エーテル;ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル等のポリオキシアルキレンアルキルアミノエーテル;オキシエチレン−オキシプロピレンブロックまたはランダム共重合体;オキシエチレン−オキシプロピレンブロックまたはランダム共重合体の末端アルキルエーテル化物;オキシエチレン−オキシプロピレンブロックまたはランダム共重合体の末端ショ糖エーテル化物;等を挙げることができる。   Examples of the nonionic surfactant include polyoxyalkylene linear alkyl ethers such as polyoxyethylene hexyl ether, polyoxyethylene octyl ether, polyoxyethylene decyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, and polyoxyethylene cetyl ether; Polyoxyalkylene branched primary alkyl ethers such as polyoxyethylene 2-ethylhexyl ether, polyoxyethylene isocetyl ether, polyoxyethylene isostearyl ether; polyoxyethylene 1-hexyl hexyl ether, polyoxyethylene 1-octyl hexyl ether Polyoxyethylene 1-hexyl octyl ether, polyoxyethylene 1-pentyl heptyl ether, polyoxyethylene 1-heptylpentyl ether Polyoxyalkylene branched secondary alkyl ethers such as ter; polyoxyalkylene alkenyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether; polyoxys such as polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether Alkylene alkyl phenyl ether; polyoxyethylene tristyryl phenyl ether, polyoxyethylene distyryl phenyl ether, polyoxyethylene styryl phenyl ether, polyoxyethylene tribenzyl phenyl ether, polyoxyethylene dibenzyl phenyl ether, polyoxyethylene benzyl phenyl ether Such as polyoxyalkylene alkyl aryl phenyl ether; Laurate, polyoxyethylene monooleate, polyoxyethylene monostearate, polyoxyethylene monomyristate, polyoxyethylene dilaurate, polyoxyethylene dioleate, polyoxyethylene dimyristate, polyoxyethylene distearate, etc. Polyoxyalkylene fatty acid esters; sorbitan esters such as sorbitan monopalmitate and sorbitan monooleate; polyoxyalkylene sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monostearate and polyoxyethylene sorbitan monooleate; glycerin monostearate and glycerin monolaur Glycerin fatty acid ester such as rate and glycerin monopalmitate; Polyoxyalkylene sorbitol fatty acid ester; Sucrose fat Acid ester; polyoxyalkylene castor oil ether such as polyoxyethylene castor oil ether; polyoxyalkylene hardened castor oil ether such as polyoxyethylene hydrogenated castor oil ether; polyoxyalkylene alkyl such as polyoxyethylene lauryl amino ether and polyoxyethylene stearyl amino ether Amino ether; oxyethylene-oxypropylene block or random copolymer; oxyethylene-oxypropylene block or random copolymer terminal alkyl etherified product; oxyethylene-oxypropylene block or random copolymer terminal sucrose etherified product; Etc.

これら非イオン性界面活性剤の中でも、エステル及びシリコーン化合物の水系乳化力に特に優れるという理由で、ポリオキシアルキレン分岐第一級アルキルエーテル、ポリオキシアルキレン分岐第二級アルキルエーテル、ポリオキシアルキレンアルケニルエーテル、ポリオキシアルキレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体の末端アルキルエーテル化物が好ましく、更に焼成工程で、繊維上でタール化して繊維に損傷を与え難いという理由で、オキシエチレン−オキシプロピレンブロックまたはランダム共重合体、オキシエチレン−オキシプロピレンブロック共重合体の末端アルキルエーテル化物がより好ましい。   Among these nonionic surfactants, polyoxyalkylene branched primary alkyl ethers, polyoxyalkylene branched secondary alkyl ethers, polyoxyalkylene alkenyl ethers are preferred because they are particularly excellent in aqueous emulsifying power of esters and silicone compounds. , Polyoxyalkylene alkyl phenyl ether, polyoxyalkylene fatty acid ester, oxyethylene-oxypropylene block copolymer, and terminal alkyl etherified product of oxyethylene-oxypropylene block copolymer are preferable. The terminal alkyl etherified product of oxyethylene-oxypropylene block copolymer or random copolymer or oxyethylene-oxypropylene block copolymer is Ri preferred.

アニオン性界面活性剤としては、例えば、オレイン酸、パルミチン酸、オレイン酸ナトリウム塩、パルミチン酸カリウム塩、オレイン酸トリエタノールアミン塩等の脂肪酸(塩);ヒドロキシ酢酸、ヒドロキシ酢酸カリウム塩、乳酸、乳酸カリウム塩等のヒドロキシル基含有カルボン酸(塩);ポリオキシエチレントリデシルエーテル酢酸(ナトリウム塩)等のポリオキシアルキレンアルキルエーテル酢酸(塩);トリメリット酸カリウム、ピロメリット酸カリウム等のカルボキシル基多置換芳香族化合物の塩;ドデシルベンゼンスルホン酸(ナトリウム塩)等のアルキルベンゼンスルホン酸(塩);ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテルスルホン酸(カリウム塩)等のポリオキシアルキレンアルキルエーテルスルホン酸(塩);ステアロイルメチルタウリン(ナトリウム)、ラウロイルメチルタウリン(ナトリウム)、ミリストイルメチルタウリンN(ナトリウム)、パルミトイルメチルタウリン(ナトリウム)等の高級脂肪酸アミドスルホン酸(塩);ラウロイルサルコシン酸(ナトリウム)等のN−アシルサルコシン酸(塩);オクチルホスホネート(カリウム塩)等のアルキルホスホン酸(塩);フェニルホスホネート(カリウム塩)等の芳香族ホスホン酸(塩);2−エチルヘキシルホスホネートモノ2−エチルヘキシルエステル(カリウム塩)等のアルキルホスホン酸アルキルリン酸エステル(塩);アミノエチルホスホン酸(ジエタノールアミン塩)等の含窒素アルキルホスホン酸(塩);2−エチルヘキシルサルフェート(ナトリウム塩)等のアルキル硫酸エステル(塩);ポリオキシエチレン2−エチルヘキシルエーテルサルフェート(ナトリウム塩)等のポリオキシアルキレン硫酸エステル(塩);ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム等の長鎖スルホコハク酸塩、N−ラウロイルグルタミン酸ナトリウムモノナトリウム、N−ステアロイル−L−グルタミン酸ジナトリウム等の長鎖N−アシルグルタミン酸塩;等を挙げる事ができる。   Examples of the anionic surfactant include fatty acids (salts) such as oleic acid, palmitic acid, sodium oleate, potassium palmitate, triethanolamine oleate; hydroxyacetic acid, potassium potassium hydroxyacetate, lactic acid, lactic acid Hydroxyl group-containing carboxylic acid (salt) such as potassium salt; polyoxyalkylene alkyl ether acetic acid (salt) such as polyoxyethylene tridecyl ether acetic acid (sodium salt); and many carboxyl groups such as potassium trimellitic acid and potassium pyromellitic acid Substituted aromatic compound salts; alkylbenzene sulfonic acid (salt) such as dodecylbenzene sulfonic acid (sodium salt); polyoxyalkylene alkyl ether sulfonic acid (salt) such as polyoxyethylene 2-ethylhexyl ether sulfonic acid (potassium salt); Higher fatty acid amide sulfonic acid (salt) such as theaeroylmethyl taurine (sodium), lauroyl methyl taurine (sodium), myristoyl methyl taurine N (sodium), palmitoyl methyl taurine (sodium); N- such as lauroyl sarcosine acid (sodium) Acyl sarcosine acid (salt); alkyl phosphonic acid (salt) such as octyl phosphonate (potassium salt); aromatic phosphonic acid (salt) such as phenyl phosphonate (potassium salt); 2-ethylhexyl phosphonate mono 2-ethylhexyl ester (potassium salt) Alkylphosphonic acid ester (salt) such as aminophosphonic acid (diethanolamine salt), etc .; alkyl such as 2-ethylhexyl sulfate (sodium salt); Acid esters (salts); polyoxyalkylene sulfates (salts) such as polyoxyethylene 2-ethylhexyl ether sulfate (sodium salt); long-chain sulfosuccinates such as sodium di-2-ethylhexyl sulfosuccinate and sodium dioctyl sulfosuccinate; Long-chain N-acyl glutamates such as sodium monosodium N-lauroyl glutamate and disodium N-stearoyl-L-glutamate;

カチオン性界面活性剤としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ミリスチルトリメチルアンモニウムクロライド、パルミチルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド、オレイルトリメチルアンモニウムクロライド、セチルトリメチルアンモニウムクロライド、ベヘニルトリメチルアンモニウムクロライド、ヤシ油アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、牛脂アルキルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムブロマイド、ヤシ油アルキルトリメチルアンモニウムブロマイド、セチルトリメチルアンモニウムメトサルフェート、オレイルジメチルエチルアンモニウムエトサルフェート、ジオクチルジメチルアンモニウムクロライド、ジラウリルジメチルアンモニウムクロライド、ジステアリルジメチルアンモニウムクロライド、オクタデシルジエチルメチルアンモニウムサルフェート、等のアルキル第四級アンモニウム塩;(ポリオキシエチレン)ラウリルアミノエーテル乳酸塩、ステアリルアミノエーテル乳酸塩、ジ(ポリオキシエチレン)ラウリルメチルアミノエーテルジメチルホスフェート、ジ(ポリオキシエチレン)ラウリルエチルアンモニウムエトサルフェート、ジ(ポリオキシエチレン)硬化牛脂アルキルエチルアミンエトサルフェート、ジ(ポリオキシエチレン)ラウリルメチルアンモニウムジメチルホスフェート、ジ(ポリオキシエチレン)ステアリルアミン乳酸塩等の(ポリオキシアルキレン)アルキルアミノエーテル塩;N−(2−ヒドロキシエチル)−N,N-ジメチル−N−ステアロイルアミドプロピルアンモニウムナイトレート、ラノリン脂肪酸アミドプロピルエチルジメチルアンモニウムエトサルフェート、ラウロイルアミドエチルメチルジエチルアンモニウムメトサルフェート等のアシルアミドアルキル第四級アンモニウム塩;ジパルミチルポリエテノキシエチルアンモニウムクロライド、ジステアリルポリエテノキシメチルアンモニウムクロライド等のアルキルエテノキシ第四級アンモニウム塩;ラウリルイソキノリニウムクロライド等のアルキルイソキノリニウム塩;ラウリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、ステアリルジメチルベンジルアンモニウムクロライド等のベンザルコニウム塩;ベンジルジメチル{2−[2−(p−1,1,3,3−テトラメチルブチルフェノオキシ)エトオキシ]エチル}アンモニウムクロライド等のベンゼトニウム塩;セチルピリジニウムクロライド等のピリジニウム塩;オレイルヒドロキシエチルイミダゾリニウムエトサルフェート、ラウリルヒドロキシエチルイミダゾリニウムエトサルフェート等のイミダゾリニウム塩;N−ココイルアルギニンエチルエステルピロリドンカルボン酸塩、N−ラウロイルリジンエチルエチルエステルクロライド等のアシル塩基性アミノ酸アルキルエステル塩;ラウリルアミンクロライド、ステアリルアミンブロマイド、硬化牛脂アルキルアミンクロライド、ロジンアミン酢酸塩等の第一級アミン塩;セチルメチルアミンサルフェート、ラウリルメチルアミンクロライド、ジラウリルアミン酢酸塩、ステアリルエチルアミンブロマイド、ラウリルプロピルアミン酢酸塩、ジオクチルアミンクロライド、オクタデシルエチルアミンハイドロオキサイド等の第二級アミン塩;ジラウリルメチルアミンサルフェート、ラウリルジエチルアミンクロライド、ラウリルエチルメチルアミンブロマイド、ジエタノールステアリルアミドエチルアミントリヒドロキシエチルホスフェート塩、ステアリルアミドエチルエタノールアミン尿素重縮合物酢酸塩等の第三級アミン塩;脂肪酸アミドグアニジニウム塩;ラウリルトリエチレングリコールアンモニウムハイドロオキサイド等のアルキルトリアルキレングリコールアンモニウム塩等を挙げることができる。   Examples of the cationic surfactant include lauryl trimethyl ammonium chloride, myristyl trimethyl ammonium chloride, palmityl trimethyl ammonium chloride, stearyl trimethyl ammonium chloride, oleyl trimethyl ammonium chloride, cetyl trimethyl ammonium chloride, behenyl trimethyl ammonium chloride, coconut oil alkyl trimethyl. Ammonium chloride, tallow alkyltrimethylammonium chloride, stearyltrimethylammonium bromide, coconut oil alkyltrimethylammonium bromide, cetyltrimethylammonium methosulfate, oleyldimethylethylammonium ethosulphate, dioctyldimethylammonium chloride, dill Alkyl quaternary ammonium salts such as ril dimethyl ammonium chloride, distearyl dimethyl ammonium chloride, octadecyl diethyl methyl ammonium sulfate; (polyoxyethylene) lauryl amino ether lactate, stearyl amino ether lactate, di (polyoxyethylene) lauryl Methylaminoether dimethyl phosphate, di (polyoxyethylene) laurylethylammonium ethosulphate, di (polyoxyethylene) -cured tallow alkylethylamine ethosulphate, di (polyoxyethylene) laurylmethylammonium dimethylphosphate, di (polyoxyethylene) stearyl (Polyoxyalkylene) alkylamino ether salts such as amine lactate; N- (2-hydroxyethyl)- , N-dimethyl-N-stearoylamidopropylammonium nitrate, lanolin fatty acid amidopropylethyldimethylammonium ethosulphate, acylamidoalkyl quaternary ammonium salts such as lauroylamidoethylmethyldiethylammonium methosulfate; dipalmityl polyethenoxyethyl Alkylethenoxy quaternary ammonium salts such as ammonium chloride and distearyl polyethenoxymethylammonium chloride; alkylisoquinolinium salts such as laurylisoquinolinium chloride; lauryldimethylbenzylammonium chloride, stearyldimethylbenzylammonium chloride and the like Benzalkonium salt; benzyldimethyl {2- [2- (p-1,1,3,3-tetramethylbutylphenol) Oxy) ethoxy] ethyl} ammonium chloride and other benzethonium salts; cetylpyridinium chloride and other pyridinium salts; oleyl hydroxyethyl imidazolinium etosulphate, imidazolinium salts such as lauryl hydroxyethyl imidazolinium etosulphate; N-cocoyl arginine ethyl Acyl basic amino acid alkyl ester salts such as ester pyrrolidone carboxylate and N-lauroyllysine ethyl ethyl ester chloride; Primary amine salts such as laurylamine chloride, stearylamine bromide, hardened beef tallow alkylamine chloride, rosinamine acetate; cetyl Methylamine sulfate, laurylmethylamine chloride, dilaurylamine acetate, stearylethylamine bromide, lauric Secondary amine salts such as rupropylamine acetate, dioctylamine chloride, octadecylethylamine hydroxide; dilaurylmethylamine sulfate, lauryldiethylamine chloride, laurylethylmethylamine bromide, diethanol stearylamide ethylamine trihydroxyethyl phosphate salt, stearylamide Examples include tertiary amine salts such as ethyl ethanolamine urea polycondensate acetate; fatty acid amidoguanidinium salts; alkyltrialkylene glycol ammonium salts such as lauryl triethylene glycol ammonium hydroxide.

両性界面活性剤としては、例えば、2−ウンデシル−N,N−(ヒドロキシエチルカルボキシメチル)−2−イミダゾリンナトリウム、2−ココイル−2−イミダゾリニウムヒドロキサイド−1−カルボキシエチロキシ2ナトリウム塩等のイミダゾリン系両性界面活性剤;2−ヘプタデシル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリウムベタイン、ラウリルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルベタイン、アミドベタイン、スルホベタイン等のベタイン系両性界面活性剤;N−ラウリルグリシン、N−ラウリルβ−アラニン、N−ステアリルβ−アラニン等のアミノ酸型両性界面活性剤等が挙げられる。   Examples of amphoteric surfactants include 2-undecyl-N, N- (hydroxyethylcarboxymethyl) -2-imidazoline sodium, 2-cocoyl-2-imidazolinium hydroxide-1-carboxyethyloxy disodium salt, and the like. Imidazoline-based amphoteric surfactants; 2-heptadecyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolium betaine, lauryldimethylaminoacetic acid betaine, alkylbetaines, amide betaines, sulfobetaine, and other betaine-based amphoteric surfactants; N- Amino acid type amphoteric surfactants such as lauryl glycine, N-lauryl β-alanine, N-stearyl β-alanine and the like can be mentioned.

これらの界面活性剤のなかでも、経時安定性に優れ、更には含硫黄エステル化合物(A1)、含硫黄エステル化合物(A2)、変性シリコーンの乳化力にも優れるという理由から、非イオン性界面活性剤が好ましい。イオン性界面活性剤は、非イオン性界面活性剤と比較し、静電気発生による繊維束のバラケを抑制することができる制電性に優れるという利点があるため、非イオン界面活性剤と併用することが好ましい。イオン性界面活性剤としては、上記のアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤を挙げることができるが、これの中でもカチオン性界面活性剤が好ましく、カチオン界面活性剤の中でも、アルキル第四級アンモニウム塩、(ポリオキシアルキレン)アルキルアミノエーテル塩、アシルアミノアルキル第四級アンモニウム塩、アルキルエテノキシ第四級アンモニウム塩、第一級アミン塩、第二級アミン塩、第三級アミン塩等がさらに好ましい。   Among these surfactants, nonionic surfactants are excellent because they are excellent in stability over time and also in the emulsifying power of sulfur-containing ester compounds (A1), sulfur-containing ester compounds (A2), and modified silicones. Agents are preferred. Compared with nonionic surfactants, ionic surfactants have the advantage of excellent antistatic properties that can suppress fiber bundle fluctuations due to the generation of static electricity, so they should be used in combination with nonionic surfactants. Is preferred. Examples of the ionic surfactant include the above-mentioned anionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants. Among these, cationic surfactants are preferable, and among the cationic surfactants. Alkyl quaternary ammonium salts, (polyoxyalkylene) alkyl amino ether salts, acylaminoalkyl quaternary ammonium salts, alkylethenoxy quaternary ammonium salts, primary amine salts, secondary amine salts, tertiary More preferred are secondary amine salts and the like.

〔窒素原子を含む変性基を持つ変性シリコーン(B)〕
本発明のプレカーサー処理剤は、窒素原子を含む変性基を持つ変性シリコーン(B)をさらに含有することができる。本発明のプレカーサー処理剤は、前述の含硫黄エステル化合物(A1)を含有することから、繊維−金属間摩擦を上げることなく繊維−繊維間摩擦を高めることができ、焼成工程において繊維束幅の拡がりを防ぐことで繊維束の干渉による毛羽の発生を効果的に下げることができる。つまり、含硫黄エステル化合物(A1)を含有する本発明のプレカーサー処理剤は、変性シリコーン(B)による不具合を抑制でき、変性シリコーン(B)を併用することが可能となる。
[Modified silicone (B) having a modifying group containing a nitrogen atom]
The precursor treating agent of the present invention can further contain a modified silicone (B) having a modifying group containing a nitrogen atom. Since the precursor treating agent of the present invention contains the above-described sulfur-containing ester compound (A1), the fiber-to-fiber friction can be increased without increasing the fiber-to-metal friction. By preventing the spread, the generation of fluff due to the interference of the fiber bundle can be effectively reduced. That is, the precursor treatment agent of the present invention containing the sulfur-containing ester compound (A1) can suppress problems caused by the modified silicone (B) and can be used in combination with the modified silicone (B).

このような効果をより発揮させるためには、変性シリコーン(B)を単に併用するだけではなく、上記含硫黄エステル化合物(A1)及び含硫黄エステル化合物(A2)の合計と変性シリコーン(B)とを、又は前記含硫黄エステル化合物(A2)を含まない場合は前記含硫黄エステル化合物(A1)と前記変性シリコーン(B)とを特定の割合で併用することが好ましい。含硫黄エステル化合物(A1)及び含硫黄エステル化合物(A2)の合計と変性シリコーン(B)との重量比((A1+A2)/B)、又は前記含硫黄エステル化合物(A2)を含まない場合は前記含硫黄エステル化合物(A1)と前記変性シリコーン(B)との重量比(A1/B)は、99.9/0.1〜50/50が好ましく、95/5〜60/40がより好ましく、90/12〜70/30がさらに好ましい。該重量割合が99.9/0.1超の場合、繊維−金属間の摩擦が高くなり繊維の断糸や、毛羽が発生することがある。さらに、水系乳化した際のエマルジョンの乳化安定性が悪くなることがある。一方、該重量割合が50/50未満の場合、繊維−繊維間摩擦が低くなることにより、集束性不足が発生し、焼成時操業性が悪化することがある。   In order to exhibit such an effect more, not only the modified silicone (B) is used in combination, but also the sum of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) and the modified silicone (B) Or when the sulfur-containing ester compound (A2) is not included, the sulfur-containing ester compound (A1) and the modified silicone (B) are preferably used in a specific ratio. The weight ratio ((A1 + A2) / B) of the sum of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) to the modified silicone (B), or when the sulfur-containing ester compound (A2) is not included The weight ratio (A1 / B) between the sulfur-containing ester compound (A1) and the modified silicone (B) is preferably 99.9 / 0.1 to 50/50, more preferably 95/5 to 60/40, 90 / 12-70 / 30 is more preferable. When the weight ratio is more than 99.9 / 0.1, the fiber-metal friction increases, and fiber breakage or fluff may occur. Furthermore, the emulsion stability of the emulsion when water-based emulsified may deteriorate. On the other hand, when the weight ratio is less than 50/50, the fiber-to-fiber friction becomes low, resulting in insufficient convergence and operability during firing may be deteriorated.

変性シリコーン(B)は窒素原子を含む変性基であれば変性基の種類は特に限定されない。窒素原子を含む変性基としては、アミノ結合やイミノ結合を含有する変性基(即ち、アミノ基)や、アミド結合を含有する変性基(即ち、アミド基)などが挙げられ、アミノ結合とアミド結合など異なる結合が複数存在する変性基でもよい。窒素原子を含む変性基は、主鎖であるシリコーンの側鎖と結合していてもよいし、末端と結合していてもよいし、また両方と結合していてもよい。また、分子中にポリオキシアルキレン基(例えば、ポリオキシエチレン基、ポリオキシプロピレン基、ポリオキシブチレン基等)を有していてもよい。   The modified silicone (B) is not particularly limited as long as it is a modified group containing a nitrogen atom. Examples of the modifying group containing a nitrogen atom include a modifying group containing an amino bond or an imino bond (ie, an amino group), a modifying group containing an amide bond (ie, an amide group), and the like. A modified group having a plurality of different bonds may be used. The modifying group containing a nitrogen atom may be bonded to the side chain of silicone as the main chain, may be bonded to the terminal, or may be bonded to both. Moreover, you may have a polyoxyalkylene group (For example, a polyoxyethylene group, a polyoxypropylene group, a polyoxybutylene group etc.) in the molecule | numerator.

窒素原子を含む変性基を持つ変性シリコーン(B)としては、例えば、アミノ変性シリコーン、アミノポリエーテル変性シリコーン、アマイド変性シリコーン、アマイドポリエーテル変性シリコーンなどが挙げられ、一種類の変性シリコーンを用いてもよいし、複数の変性シリコーンを併用してもよい。   Examples of the modified silicone (B) having a modified group containing a nitrogen atom include amino-modified silicone, amino polyether-modified silicone, amide-modified silicone, amide-polyether-modified silicone, and the like. Alternatively, a plurality of modified silicones may be used in combination.

また、変性シリコーン(B)における窒素原子の含有量は、0.35〜3.2重量%が好ましく、0.37〜2.2重量%がより好ましく、0.40〜1.3重量%がさらに好ましい。窒素原子の含有量が0.35重量%より低い場合、水系乳化した際にエマルジョンの乳化安定性が悪くなることがある。一方、窒素原子の含有量が3.2重量%より高い場合、熱架橋により変性シリコーン(B)の粘着性が高くなり、ガムアップの原因となる。   Further, the content of nitrogen atom in the modified silicone (B) is preferably 0.35 to 3.2% by weight, more preferably 0.37 to 2.2% by weight, and 0.40 to 1.3% by weight. Further preferred. When the content of nitrogen atoms is lower than 0.35% by weight, the emulsion stability of the emulsion may deteriorate when aqueous emulsification is performed. On the other hand, when the content of nitrogen atoms is higher than 3.2% by weight, the adhesiveness of the modified silicone (B) increases due to thermal crosslinking, which causes gum up.

水系乳化した際のエマルジョンの乳化安定性に優れ、また含硫黄エステル化合物(A1)との併用による効果が優れる点から、これら変性シリコーン(B)の中でも、アミノ変性シリコーンが好ましい。   Of these modified silicones (B), amino-modified silicones are preferred because they are excellent in emulsion stability when water-based emulsified and have excellent effects when used in combination with the sulfur-containing ester compound (A1).

変性シリコーン(B)がアミノ変性シリコーンである場合、そのアミノ変性シリコーンの構造は特に限定されるものではない。即ち、変性基であるアミノ基は、主鎖であるシリコーンの側鎖と結合していてもよいし、末端と結合していてもよいし、また両方と結合していてもよい。また、そのアミノ基は、モノアミン型であってもポリアミン型であってもよく、1分子中に両者が併存していてもよい。   When the modified silicone (B) is an amino-modified silicone, the structure of the amino-modified silicone is not particularly limited. That is, the amino group that is a modifying group may be bonded to the side chain of silicone that is the main chain, may be bonded to the terminal, or may be bonded to both. The amino group may be a monoamine type or a polyamine type, and both may be present in one molecule.

アミノ変性シリコーンにおけるアミノ基(NH)の含有量(以下、「アミノ重量%」という)は、0.4〜3.7重量%が好ましく、0.42〜2.5重量%がより好ましく、0.46〜1.5重量%が更に好ましい。アミノ重量%が0.4重量%より低いと、水系乳化した際にエマルジョンの乳化安定性が悪くなることがある。一方、3.7重量%より高い場合、熱架橋によりアミノ変性シリコーンの粘着性が高くなり、ガムアップの原因となる。The amino group (NH 2 ) content in the amino-modified silicone (hereinafter referred to as “amino weight%”) is preferably 0.4 to 3.7% by weight, more preferably 0.42 to 2.5% by weight, 0.46 to 1.5% by weight is more preferable. When amino weight% is lower than 0.4 weight%, the emulsion stability of the emulsion may deteriorate when aqueous emulsification is performed. On the other hand, when the content is higher than 3.7% by weight, the tackiness of the amino-modified silicone becomes high due to thermal crosslinking, which causes gum-up.

アミノ変性シリコーンの25℃における粘度については、特に限定はないが、低粘度過ぎると、処理剤が飛散しやすくなり、また水系乳化した際にエマルジョンの乳化安定性が悪くなり、処理剤を繊維へ均一に付与することが出来なくなる。その結果、繊維の融着を防止できないことがある。また逆に高粘度すぎると、粘着性に起因するガムアップが問題となることがある。これらの問題を防止する観点から、アミノ変性シリコーンの25℃での粘度は、100〜15,000mm/sが好ましく、500〜10,000mm/sがより好ましく、1,000〜5,000mm/sがさらに好ましい。The viscosity of the amino-modified silicone at 25 ° C. is not particularly limited, but if the viscosity is too low, the treatment agent is likely to scatter, and the emulsion stability of the emulsion deteriorates when emulsified with water, and the treatment agent is converted into fibers. It becomes impossible to apply uniformly. As a result, fiber fusion may not be prevented. On the other hand, if the viscosity is too high, gum-up due to adhesiveness may be a problem. From the standpoint of preventing these problems, the viscosity at 25 ° C. of an amino-modified silicone is preferably 100~15,000mm 2 / s, more preferably 500~10,000mm 2 / s, 1,000~5,000mm 2 / s is more preferable.

〔その他成分〕
本発明のプレカーサー処理剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記した成分以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、酸性リン酸エステル、フェノール系、アミン系、硫黄系、リン系、キノン系等の酸化防止剤;高級アルコール・高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩、スルホン酸塩、高級アルコール・高級アルコールエーテルのリン酸エステル塩、第4級アンモニウム塩型カチオン系界面活性剤、アミン塩型カチオン系界面活性剤等の制電剤;高級アルコールのアルキルエステル、高級アルコールエーテル、ワックス類等の平滑剤;抗菌剤;防腐剤;防錆剤;および吸湿剤等が挙げられる。
[Other ingredients]
The precursor treatment agent of the present invention may contain components other than the above-described components as long as the effects of the present invention are not impaired. Other components include acid phosphate esters, phenolic, amine-based, sulfur-based, phosphorus-based and quinone-based antioxidants; sulfates of higher alcohols and higher alcohol ethers, sulfonates, higher alcohols and higher alcohols Antistatic agents such as phosphate salts of alcohol ethers, quaternary ammonium salt type cationic surfactants, amine salt type cationic surfactants; smoothing agents such as alkyl esters of higher alcohols, higher alcohol ethers, waxes, etc. Antibacterial agents; antiseptics; rust preventives; and hygroscopic agents.

酸化防止剤は、耐炎化処理工程における加熱によってプレカーサー処理剤の熱分解を効果的に抑制し、繊維−繊維間の融着防止効果を高める成分である。
酸化防止剤としては、特に限定はないが、焼成炉汚染防止の観点から、有機酸化防止剤が好ましい。有機酸化防止剤としては、たとえば、4,4’−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール、トリオクタデシルフォスファイト、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン、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]、ジオレイル−チオジプロピオネート等を挙げることができる。これらの有機酸化防止剤は1種または2種以上を併用してもよい。
The antioxidant is a component that effectively suppresses thermal decomposition of the precursor treatment agent by heating in the flameproofing treatment step and enhances the effect of preventing fusion between fibers.
Although there is no limitation in particular as antioxidant, From a viewpoint of baking furnace contamination prevention, an organic antioxidant is preferable. Examples of organic antioxidants include 4,4′-butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol, trioctadecyl phosphite, N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine, triethylene glycol bis [3- (3-t-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionate], dioleyl-thiodipropionate, etc. These organic antioxidants may be used alone or in combination of two or more. Good.

また、本発明のプレカーサー処理剤は、本発明の効果を阻害しない範囲で、窒素原子を含む変性基を持つ変性シリコーン(B)以外のシリコーン成分を含んでいてもよい。具体的には、ジメチルシリコーン、エポキシ変性シリコーン、アルキレンオキサイド変性シリコーン(ポリエーテル変性シリコーン)、エポキシポリエーテル変性シリコーン(例えば、特許4616934号参照)、カルボキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、フェノール変性シリコーン、メタクリレート変性シリコーン、アルコキシ変性シリコーン、フッ素変性シリコーン等が挙げられる。   Moreover, the precursor treating agent of the present invention may contain a silicone component other than the modified silicone (B) having a modifying group containing a nitrogen atom as long as the effects of the present invention are not inhibited. Specifically, dimethyl silicone, epoxy-modified silicone, alkylene oxide-modified silicone (polyether-modified silicone), epoxy polyether-modified silicone (see, for example, Japanese Patent No. 4616934), carboxy-modified silicone, carbinol-modified silicone, alkyl-modified silicone, Examples include phenol-modified silicone, methacrylate-modified silicone, alkoxy-modified silicone, and fluorine-modified silicone.

〔プレカーサー処理剤〕
本発明のプレカーサー処理剤は、前述の含硫黄エステル化合物(A1)、界面活性剤及び水を必須に含有し、必要に応じて含硫黄エステル化合物(A2)を含有するものである。処理剤の不揮発分に占める含硫黄エステル化合物(A1)及び含硫黄エステル化合物(A2)の合計の重量割合又は前記含硫黄エステル化合物(A2)を含まない場合は前記含硫黄エステル化合物(A1)の重量割合は30〜98.9重量%であることが好ましい。45〜95重量%がより好ましく、55〜85重量%がさらに好ましく、65〜75重量%が特に好ましい。該重量割合が30重量%未満の場合、繊維−繊維間摩擦が低くなり、集束性不足が発生し、焼成時操業性が悪化することがある。一方、98.9重量%超の場合、水系乳化した際のエマルジョンの乳化安定性が悪くなることがある。
[Precursor treatment agent]
The precursor treating agent of the present invention essentially contains the aforementioned sulfur-containing ester compound (A1), a surfactant and water, and optionally contains a sulfur-containing ester compound (A2). The total weight ratio of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) occupying the non-volatile content of the treating agent or the sulfur-containing ester compound (A1) when the sulfur-containing ester compound (A2) is not included. The weight ratio is preferably 30 to 98.9% by weight. It is more preferably 45 to 95% by weight, further preferably 55 to 85% by weight, and particularly preferably 65 to 75% by weight. When the weight ratio is less than 30% by weight, the fiber-to-fiber friction is lowered, the convergence is insufficient, and the operability during firing may be deteriorated. On the other hand, if it exceeds 98.9% by weight, the emulsion stability when emulsified with water may be deteriorated.

処理剤の不揮発分に占める界面活性剤の重量割合は、1〜40重量%が好ましく、5〜30重量%がより好ましく、8〜25重量%がさらに好ましい。該重量割合が1重量%未満となると、良好な乳化安定性が得られにくくなることがある。また、該重量割合が40重量%を超えると、処理剤の耐熱性が低下し、焼成工程における炭素繊維の融着を抑制できない場合がある。
本発明のプレカーサー処理剤が変性シリコーン(B)を含有する場合、処理剤の不揮発分に占める変性シリコーン(B)の重量割合は、5〜40重量%がより好ましく、10〜30重量%がさらに好ましく、15〜25重量%が特に好ましい。
1-40 weight% is preferable, as for the weight ratio of surfactant to the non volatile matter of a processing agent, 5-30 weight% is more preferable, and 8-25 weight% is further more preferable. When the weight ratio is less than 1% by weight, good emulsification stability may be difficult to obtain. Moreover, when this weight ratio exceeds 40 weight%, the heat resistance of a processing agent falls and it may be unable to suppress the fusion | bonding of the carbon fiber in a baking process.
When the precursor treatment agent of the present invention contains the modified silicone (B), the weight ratio of the modified silicone (B) in the nonvolatile content of the treatment agent is more preferably 5 to 40% by weight, further 10 to 30% by weight. Preferably, 15 to 25% by weight is particularly preferable.

本発明のプレカーサー処理剤は、乳化剤として界面活性剤を含み、含硫黄エステル化合物(A1)、必要に応じて含硫黄エステル化合物(A2)、変性シリコーンを水に乳化又は分散させて、水中に分散したエマルジョンとなっている状態が好ましい。
プレカーサー処理剤全体に占める水の重量割合、不揮発分の重量割合については、特に限定はない。例えば、本発明のプレカーサー処理剤を輸送する際の輸送コストや、エマルジョン粘度に因るところの取扱い性等を考慮して適宜決定すればよい。プレカーサー処理剤全体に占める水の重量割合は、0.1〜99.9重量%が好ましく、10〜99.5重量%がさらに好ましく、50〜99重量%が特に好ましい。プレカーサー処理剤全体に占める不揮発分の重量割合(濃度)は、0.01〜99.9重量%が好ましく、0.5〜90重量%がさらに好ましく、1〜50重量%が特に好ましい。
The precursor treating agent of the present invention contains a surfactant as an emulsifier, and emulsifies or disperses the sulfur-containing ester compound (A1), the sulfur-containing ester compound (A2), and the modified silicone in water, and disperses them in water. A state in which the emulsion is formed is preferable.
There is no particular limitation on the weight ratio of water and the weight ratio of non-volatile content in the entire precursor treatment agent. For example, what is necessary is just to determine suitably in consideration of the transport cost at the time of transporting the precursor processing agent of this invention, the handleability resulting from emulsion viscosity, etc. The weight ratio of water to the entire precursor treatment agent is preferably 0.1 to 99.9% by weight, more preferably 10 to 99.5% by weight, and particularly preferably 50 to 99% by weight. The weight ratio (concentration) of the non-volatile component in the entire precursor treatment agent is preferably 0.01 to 99.9% by weight, more preferably 0.5 to 90% by weight, and particularly preferably 1 to 50% by weight.

プレカーサー処理剤における乳化物の平均粒子径は、0.05〜0.30μmが好ましく、0.06〜0.20μmがより好ましく、0.07〜0.10μmがさらに好ましい。該平均粒子径が0.05μm未満の場合、処理剤が繊維内部へ浸透し易くなり得られた炭素繊維の強度が低くなることがある。一方、該平均粒子径が0.30μm超の場合、処理剤が繊維表面に均一に付着することができず得られた炭素繊維の強度が低くなることがある。なお、本発明でいう平均粒子径とは、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製LA−910)で測定された粒度分布より算出された平均値をいう。   The average particle size of the emulsion in the precursor treatment agent is preferably 0.05 to 0.30 μm, more preferably 0.06 to 0.20 μm, and further preferably 0.07 to 0.10 μm. When the average particle diameter is less than 0.05 μm, the treatment agent can easily penetrate into the fiber, and the strength of the obtained carbon fiber may be lowered. On the other hand, when the average particle diameter is more than 0.30 μm, the treatment agent cannot uniformly adhere to the fiber surface, and the strength of the obtained carbon fiber may be lowered. In addition, the average particle diameter as used in the field of this invention means the average value computed from the particle size distribution measured with the laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus (LA-910 by Horiba).

本発明のプレカーサー処理剤は、上記で説明した成分を混合することによって製造することができる。上記で説明した成分を乳化・分散させる方法については特に限定されず、公知の手法が採用できる。このような方法としては、たとえば、プレカーサー処理剤を構成する各成分を攪拌下の温水中に投入して乳化分散する方法や、プレカーサー処理剤を構成する各成分を混合し、ホモジナイザー、ホモミキサー、ボールミル等を用いて機械せん断力を加えつつ、水を徐々に投入して転相乳化する方法等が挙げられる。   The precursor treating agent of the present invention can be produced by mixing the components described above. The method for emulsifying and dispersing the components described above is not particularly limited, and a known method can be employed. As such a method, for example, each component constituting the precursor treatment agent is charged into warm water under stirring and emulsified and dispersed, and each component constituting the precursor treatment agent is mixed, a homogenizer, a homomixer, Examples of the method include phase inversion emulsification by gradually adding water while applying a mechanical shearing force using a ball mill or the like.

また、本発明のプレカーサー処理剤を用いて、プレカーサー及び炭素繊維を製造することができる。本発明のプレカーサー処理剤を用いたプレカーサー及び炭素繊維の製造方法は、特に限定されないが、たとえば、以下の製造方法を挙げることができる。   Moreover, a precursor and carbon fiber can be manufactured using the precursor processing agent of this invention. The method for producing a precursor and carbon fiber using the precursor treating agent of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following production methods.

〔プレカーサーとその製造方法及び炭素繊維の製造方法〕
本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維(プレカーサー)は、プレカーサーの原料アクリル繊維に上記のプレカーサー処理剤を付着させて製糸したものである。本発明のプレカーサーの製造方法は、プレカーサーの原料アクリル繊維に上記のプレカーサー処理剤を付着させて製糸する製糸工程を含むものである。
本発明の炭素繊維の製造方法は、プレカーサーの原料アクリル繊維に上記のプレカーサー処理剤を付着させて、プレカーサーを製糸する製糸工程と、その製糸工程で製造されたプレカーサーを200〜300℃の酸化性雰囲気中で耐炎化繊維に転換する耐炎化処理工程と、前記耐炎化繊維をさらに300〜2000℃の不活性雰囲気中で炭化させる炭素化処理工程とを含むものである。
[Precursor and production method thereof, and production method of carbon fiber]
The acrylic fiber (precursor) for producing carbon fiber of the present invention is produced by attaching the above-mentioned precursor treating agent to the precursor acrylic fiber of the precursor. The method for producing a precursor according to the present invention includes a yarn-making process in which the precursor treatment agent is attached to the precursor acrylic fiber of the precursor to produce a yarn.
The carbon fiber production method of the present invention includes a spinning process in which the precursor treatment agent is attached to the precursor acrylic fiber of the precursor to produce the precursor, and the precursor produced in the spinning process is oxidized at 200 to 300 ° C. It includes a flameproofing treatment step for converting to flameproofing fiber in an atmosphere, and a carbonization treatment step for carbonizing the flameproofing fiber in an inert atmosphere at 300 to 2000 ° C.

製糸工程は、プレカーサーの原料アクリル繊維にプレカーサー処理剤を付着させてプレカーサーを製糸する工程であり、付着処理工程と延伸工程とを含む。
付着処理工程は、プレカーサーの原料アクリル繊維を紡糸した後、プレカーサー処理剤を付着させる工程である。つまり、付着処理工程でプレカーサーの原料アクリル繊維にプレカーサー処理剤を付着させる。またこのプレカーサーの原料アクリル繊維は紡糸直後から延伸されるが、付着処理工程後の高倍率延伸を特に「延伸工程」と呼ぶ。延伸工程は高温水蒸気をもちいた湿熱延伸法でもよいし、熱ローラーをもちいた乾熱延伸法でもよい。
The yarn making process is a process of making a precursor by attaching a precursor treating agent to the precursor acrylic fiber of the precursor, and includes an adhesion treatment process and a stretching process.
The adhesion treatment process is a process of adhering a precursor treatment agent after spinning precursor acrylic fiber. That is, the precursor treatment agent is adhered to the precursor raw acrylic fiber in the adhesion treatment step. The precursor raw acrylic fiber is stretched immediately after spinning, and the high-strength stretching after the adhesion treatment step is particularly called a “stretching step”. The stretching process may be a wet heat stretching method using high temperature steam or a dry heat stretching method using a hot roller.

プレカーサーは、少なくとも95モル%以上のアクリロニトリルと、5モル%以下の耐炎化促進成分とを共重合させて得られるポリアクリロニトリルを主成分とするアクリル繊維から構成される。耐炎化促進成分としては、アクリロニトリルに対して共重合性を有するビニル基含有化合物が好適に使用できる。プレカーサーの単繊維繊度については、特に限定はないが、性能と製造コストのバランスから、好ましくは0.1〜2.0dTexである。また、プレカーサーの繊維束を構成する単繊維の本数についても特に限定はないが、性能と製造コストのバランスから、好ましくは1,000〜96,000本である。   A precursor is comprised from the acrylic fiber which has as a main component the polyacrylonitrile obtained by copolymerizing at least 95 mol% or more of acrylonitrile and 5 mol% or less of a flame-resistant acceleration | stimulation component. As the flame resistance promoting component, a vinyl group-containing compound having copolymerizability with acrylonitrile can be suitably used. Although there is no limitation in particular about the single fiber fineness of a precursor, from the balance of a performance and manufacturing cost, Preferably it is 0.1-2.0 dTex. Further, the number of single fibers constituting the precursor fiber bundle is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 96,000 from the balance between performance and production cost.

プレカーサー処理剤は、製糸工程のどの段階でプレカーサーの原料アクリル繊維に付着させてもよいが、延伸工程前に一度付着させておくことが好ましい。延伸工程前の段階であればどの段階でも、例えば紡糸直後に付着させてもよい。さらに延伸工程後のどの段階で再度付着させてもよく、例えば、延伸工程直後に再度付着させてもよいし、巻取り段階で再度付着させてもよいし、耐炎化処理工程の直前に再度付着させてもよい。その付着方法に関しては、ローラー等を使用して付着してもよいし、浸漬法、スプレー法等で付着してもよい。   The precursor treatment agent may be attached to the precursor raw acrylic fiber at any stage of the yarn production process, but it is preferably attached once before the drawing process. It may be attached at any stage before the stretching process, for example, immediately after spinning. Further, it may be reattached at any stage after the stretching process, for example, it may be reattached immediately after the stretching process, it may be reattached at the winding stage, or it may be reattached immediately before the flameproofing process. You may let them. As for the attachment method, it may be attached using a roller or the like, or may be attached by a dipping method, a spray method or the like.

付着処理工程において、プレカーサー処理剤の付与率は、繊維−繊維間の膠着防止効果や融着防止効果を得ることと、炭素化処理工程において処理剤のタール化物によって炭素繊維の品質低下を防止することとのバランスからは、プレカーサーの重量に対して好ましくは0.1〜2重量%であり、さらに好ましくは0.3〜1.5重量%である。プレカーサー処理剤の付与率が0.1重量%未満であると、単繊維間の膠着、融着を十分に防止できず、得られる炭素繊維の強度が低下することがある。一方、プレカーサー処理剤の付与率が2重量%超であると、プレカーサー処理剤が単繊維間を必要以上に覆うため、耐炎化処理工程において繊維への酸素の供給が妨げられ、得られる炭素繊維の強度が低下することがある。なお、ここでいうプレカーサー処理剤の付与率とは、プレカーサー重量に対するプレカーサー処理剤の付着した不揮発分重量の百分率で定義される。   In the adhesion treatment process, the application rate of the precursor treatment agent obtains an anti-sticking effect between fibers and fibers and an anti-fusing effect, and prevents deterioration of the quality of the carbon fiber due to the tar product of the treatment agent in the carbonization treatment process. From the balance with this, it is preferably 0.1 to 2% by weight, more preferably 0.3 to 1.5% by weight, based on the weight of the precursor. When the application rate of the precursor treatment agent is less than 0.1% by weight, sticking and fusion between single fibers cannot be sufficiently prevented, and the strength of the obtained carbon fibers may be lowered. On the other hand, if the application rate of the precursor treatment agent exceeds 2% by weight, the precursor treatment agent covers more than necessary between the single fibers, so that the supply of oxygen to the fibers is hindered in the flameproofing treatment step, and the resulting carbon fiber The strength of the may decrease. In addition, the provision rate of a precursor processing agent here is defined with the percentage of the non volatile matter weight to which the precursor processing agent adhered with respect to the precursor weight.

耐炎化処理工程は、プレカーサー処理剤が付着したプレカーサーを200〜300℃の酸化性雰囲気中で耐炎化繊維に転換する工程である。酸化性雰囲気とは、通常、空気雰囲気であればよい。酸化性雰囲気の温度は好ましくは230〜280℃である。耐炎化処理工程では、付着処理後のアクリル繊維に対して、延伸比0.90〜1.10(好ましくは0.95〜1.05)の張力をかけながら、20〜100分間(好ましくは30〜60分間)にわたって熱処理が行われる。この耐炎化処理では、分子内環化および環への酸素付加を経て、耐炎化構造を持つ耐炎化繊維が製造される。   The flameproofing treatment step is a step of converting the precursor to which the precursor treating agent is attached to flameproofing fibers in an oxidizing atmosphere of 200 to 300 ° C. The oxidizing atmosphere is usually an air atmosphere. The temperature of the oxidizing atmosphere is preferably 230 to 280 ° C. In the flameproofing treatment step, the acrylic fiber after the adhesion treatment is applied for 20 to 100 minutes (preferably 30) while applying a tension ratio of 0.90 to 1.10 (preferably 0.95 to 1.05). Heat treatment is performed for ˜60 minutes. In this flameproofing treatment, a flameproof fiber having a flameproof structure is produced through intramolecular cyclization and oxygen addition to the ring.

炭素化処理工程は、耐炎化繊維をさらに300〜2000℃の不活性雰囲気中で炭化させる工程である。炭素化処理工程では、まず、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中、300℃から800℃まで温度勾配を有する焼成炉で、耐炎化繊維に対して、延伸比0.95〜1.15の張力をかけながら、数分間熱処理して、予備炭素化処理工程(第一炭素化処理工程)を行うのが好ましい。その後、より炭素化を進行させ、且つグラファイト化を進行させるために、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中で、第一炭素化処理工程に対して延伸比0.95〜1.05の張力をかけながら、数分間熱処理して、第二炭素化処理工程を行い、耐炎化繊維が炭素化される。第二炭素化処理工程における熱処理温度の制御については、温度勾配をかけながら、最高温度を1000℃以上(好ましくは1000〜2000℃)とすることがよい。この最高温度は、所望する炭素繊維の要求特性(引張強度、弾性率等)に応じて適宜選択して決定される。   The carbonization treatment step is a step of carbonizing the flameproof fiber in an inert atmosphere of 300 to 2000 ° C. In the carbonization treatment step, first, in a firing furnace having a temperature gradient from 300 ° C. to 800 ° C. in an inert atmosphere such as nitrogen or argon, a tension ratio of 0.95 to 1.15 is applied to the flameproof fiber. It is preferable to carry out a pre-carbonization treatment step (first carbonization treatment step) by applying heat treatment for several minutes while applying. Thereafter, in order to further promote carbonization and advance graphitization, a tension ratio of 0.95 to 1.05 is applied to the first carbonization treatment step in an inert atmosphere such as nitrogen or argon. While being applied, heat treatment is performed for several minutes to perform the second carbonization treatment step, and the flame resistant fiber is carbonized. About control of the heat processing temperature in a 2nd carbonization process process, it is good to make maximum temperature into 1000 degreeC or more (preferably 1000-2000 degreeC), applying a temperature gradient. This maximum temperature is appropriately selected and determined according to the required characteristics (tensile strength, elastic modulus, etc.) of the desired carbon fiber.

本発明の炭素繊維の製造方法では、弾性率がさらに高い炭素繊維が所望される場合は、炭素化処理工程に引き続いて、黒鉛化処理工程を行うこともできる。黒鉛化処理工程は、通常、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中、炭素化処理工程で得られた繊維に対して張力をかけながら、2000〜3000℃の温度で行われる。   In the carbon fiber manufacturing method of the present invention, when a carbon fiber having a higher elastic modulus is desired, the graphitization treatment step can be performed subsequent to the carbonization treatment step. The graphitization treatment step is usually performed at a temperature of 2000 to 3000 ° C. while applying tension to the fiber obtained in the carbonization treatment step in an inert atmosphere such as nitrogen or argon.

このようにして得られた炭素繊維には、目的に応じて、複合材料とした時のマトリックス樹脂との接着強度を高めるための表面処理を行うことができる。表面処理方法としては、気相または液相処理を採用でき、生産性の観点からは、酸、アルカリなどの電解液による液相処理が好ましい。さらに、炭素繊維の加工性、取り扱い性を向上させるために、マトリックス樹脂に対して相溶性の優れる各種サイジング剤を付与することもできる。   The carbon fiber thus obtained can be subjected to a surface treatment for increasing the adhesive strength with the matrix resin when made into a composite material, depending on the purpose. As the surface treatment method, gas phase or liquid phase treatment can be adopted, and from the viewpoint of productivity, liquid phase treatment with an electrolytic solution of acid, alkali or the like is preferable. Furthermore, various sizing agents having excellent compatibility with the matrix resin can be added to improve the processability and handleability of the carbon fiber.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、ここに記載した実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例に示されるパーセント(%)、部は特に限定しない限り、「重量%」、「重量部」を示す。各特性値の測定は以下に示す方法に基づいて行った。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, it is not limited to the Example described here. In addition, the percentage (%) and part shown in the following examples indicate “% by weight” and “part by weight” unless otherwise specified. Each characteristic value was measured based on the following method.

<エステル混合物中の含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)の重量比の算出方法>
(1)ガスクロマトグラフィー分析
内部標準法によりエステル混合物1g中のチオジプロピオン酸含有量(S(g))を定量した。ガスクロマトグラフィー分析の分析条件は下記に示した。
機器:島津製作所製 GC―2010
カラム:J&W製TC−5 30m×0.25m
カラム温度:80〜300℃(昇温速度10℃/min)
インジェクション温度/検出器温度:300℃/300℃
検出器:FID
キャリアガス:ヘリウム
(2)エステル混合物中のチオジプロピオン酸の酸価(T(mgKOH/g))
S×112220/178.21=T
S:ガスクロマトグラフィー分析より求めたエステル混合物1g中のチオジプロピオン酸含有量(g)
(3)全酸価
エステル混合物をJIS K2501(2003年)に準拠して測定した。
(4)重量比の計算方法
含硫黄エステル化合物(A1):含硫黄エステル化合物(A2)
=(100―X):X
X:(A−T)×M/561.1
A:エステル混合物の全酸価(mgKOH/g)
T:エステル混合物中のチオジプロピオン酸の酸価(mgKOH/g)
M:含硫黄エステル化合物(A2)の分子量
<Calculation method of weight ratio of sulfur-containing ester compound (A1) and sulfur-containing ester compound (A2) in ester mixture>
(1) Gas chromatography analysis The thiodipropionic acid content (S (g)) in 1 g of the ester mixture was quantified by an internal standard method. The analysis conditions of the gas chromatography analysis are shown below.
Equipment: GC-2010 manufactured by Shimadzu Corporation
Column: J & W TC-5 30m x 0.25m
Column temperature: 80 to 300 ° C. (temperature increase rate 10 ° C./min)
Injection temperature / detector temperature: 300 ° C / 300 ° C
Detector: FID
Carrier gas: acid value of thiodipropionic acid in helium (2) ester mixture (T (mg KOH / g))
S × 112220 / 178.21 = T
S: Thiodipropionic acid content (g) in 1 g of ester mixture determined by gas chromatography analysis
(3) The total acid value ester mixture was measured according to JIS K2501 (2003).
(4) Calculation method of weight ratio Sulfur-containing ester compound (A1): Sulfur-containing ester compound (A2)
= (100-X): X
X: (A−T) × M / 561.1
A: Total acid value of the ester mixture (mgKOH / g)
T: Acid value of thiodipropionic acid in the ester mixture (mgKOH / g)
M: Molecular weight of the sulfur-containing ester compound (A2)

<平均粒子径(乳化安定性)>
プレカーサー処理剤を透過率が90%以上になるように水で希釈し、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置(堀場製LA−910)で測定された粒度分布より平均値を算出した。
<Average particle size (emulsification stability)>
The precursor treatment agent was diluted with water so that the transmittance was 90% or more, and the average value was calculated from the particle size distribution measured with a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer (LA-910, manufactured by Horiba).

<処理剤の付与率>
プレカーサー処理剤の付与率は、ソックスレー抽出器によるエタノール抽出法により算出した。但し、シリコーン系化合物を含む実施例11〜16、比較例1については、以下の方法で付与率を算出した。
処理剤付与後のプレカーサーを水酸化カリウム/ナトリウムブチラートでアルカリ溶融した後、水に溶解して塩酸でpH1に調整した。これを亜硫酸ナトリウムとモリブデン酸アンモニウムを加えて発色させ、ケイモリブデンブルーの比色定量(波長815mμ)を行い、ケイ素の含有量を求めた。ここで求めたケイ素含有量と予め同法で求めた処理剤中のケイ素含有量の値を用いて、プレカーサー処理剤の付与率(重量%)を算出した。
<Application rate of treatment agent>
The application rate of the precursor treatment agent was calculated by an ethanol extraction method using a Soxhlet extractor. However, about the Examples 11-16 containing a silicone type compound and the comparative example 1, the provision rate was computed with the following method.
The precursor after application of the treatment agent was alkali-melted with potassium hydroxide / sodium butyrate, dissolved in water, and adjusted to pH 1 with hydrochloric acid. This was added with sodium sulfite and ammonium molybdate to develop a color, and colorimetric determination (wavelength 815 mμ) of silicomomolybdenum blue was performed to determine the silicon content. Using the silicon content obtained here and the value of the silicon content in the treatment agent obtained in advance by the same method, the application rate (% by weight) of the precursor treatment agent was calculated.

<繊維−繊維間の摩擦>
炭素繊維ストランドを図1に示す繊維−繊維摩擦測定機にセッティングし、撚り存在下(撚り回数2回)荷重により50gの初期張力をかけて30cm/分の速度で引っ張った時の張力(g)を繊維−繊維摩擦力とした。
<Friction between fiber and fiber>
Tension (g) when the carbon fiber strand was set in the fiber-fiber friction measuring machine shown in FIG. Was defined as a fiber-fiber friction force.

<繊維‐金属間の摩擦>
炭素繊維ストランドを脱脂後に、処理剤付与量(OPU)が1.0重量%となるよう各処理剤を付与し、走糸法摩擦測定機を使用して測定した張力(g)を繊維−金属摩擦力とした。
<測定条件>
糸速:50m/min
荷重:50g
摩擦体:梨地クロムピン
<Friction between fiber and metal>
After degreasing the carbon fiber strands, each treatment agent was applied so that the treatment agent application amount (OPU) was 1.0% by weight, and the tension (g) measured using a running yarn friction measuring machine was determined as fiber-metal. Frictional force was used.
<Measurement conditions>
Yarn speed: 50 m / min
Load: 50g
Friction body: satin chrome pin

<耐擦過性>
TM式摩擦抱合力試験機TM−200(大栄科学精機社製)により、ジグザクに配置した鏡面クロムメッキステンレス針3本を介して50gの張力で炭素繊維ストランドを1000回擦過させ(往復運動速度300回/分)、炭素繊維ストランドの毛羽立ちの状態を下記基準で目視判定した。
◎:擦過前と同じく毛羽発生が全く見られない
○:数本の毛羽が見られるが耐擦過性良好
△:毛羽立ちがやや多く若干耐擦過性に劣る
×:毛羽立ちが多く、著しい単糸切れが見られる 耐擦過性不良
<Abrasion resistance>
Using a TM-type friction conjugation force tester TM-200 (manufactured by Daiei Kagaku Seiki Co., Ltd.), carbon fiber strands were rubbed 1000 times with a tension of 50 g through three mirror-finished chrome-plated stainless needles arranged in a zigzag (reciprocating speed 300). Times / minute), and the state of fluff of the carbon fiber strand was visually determined according to the following criteria.
◎: No fluffing was observed as before rubbing ○: Several fluffs were seen but good scratch resistance △: Slightly fuzzed and slightly inferior in scratch resistance ×: Many fuzzed and marked single yarn breakage Seen poor scratch resistance

<製糸操業性(ローラー汚れ)>
プレカーサー50kgに処理剤を付与した後の乾燥ローラーの汚染度合い(ガムアップ)を下記の評価基準で判定した。
◎ :ガムアップによるローラー汚染が無く、製糸操業性問題無し
○ :ガムアップによるローラー汚染が少なく、製糸操業性問題無し
△ :ガムアップによるローラー汚染があり、やや製糸操業性に劣る
× :ガムアップによるローラー汚染が著しく、製糸時に単糸取られ、捲き付きあり
<Yarn operability (roller dirt)>
The degree of contamination (gum-up) of the drying roller after applying the treatment agent to 50 kg of the precursor was determined according to the following evaluation criteria.
◎: There is no roller contamination due to gum-up, and there is no problem with spinning operation ○: Little roller contamination due to gum-up and there is no problem with yarn-making operability △: Roller contamination due to gum-up is slightly inferior, x Roller contamination due to

<融着防止性>
炭素繊維から無作為に20カ所を選び、そこから長さ10mmの短繊維を切り出し、その融着状態を観察し、下記の評価基準で判定した。
◎:融着無し
○:ほぼ融着無し
△:融着少ない
×:融着多い
<Fused prevention>
Twenty locations were selected at random from carbon fibers, 10 mm-long short fibers were cut out therefrom, the fused state was observed, and the following evaluation criteria were used.
◎: No fusion ○: Almost no fusion △: Less fusion ×: Many fusion

<炭素繊維強度>
JIS-R-7601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測定し、測定回数10回の平均値を炭素繊維強度(GPa)とした。
<Carbon fiber strength>
Measurement was performed according to the epoxy resin impregnated strand method defined in JIS-R-7601, and the average value of 10 measurements was defined as carbon fiber strength (GPa).

〔実施例1〕
含硫黄エステル化合物(A1)である下記エステル化合物a1を、非イオン性界面活性剤(ポリオキシエチレン7mol付加アルキルエーテル(アルキル基の炭素数は12〜14)、ポリオキシエチレン12mol付加トリスチレン化フェニルエーテル、およびエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド(50/50)ブロック共重合体)により水系乳化し、処理剤不揮発分組成として、エステル化合物a1/非イオン性界面活性剤=70/30の重量比率よりなる処理剤エマルジョン(プレカーサー処理剤)を得た。なお、処理剤不揮発分濃度は3.0重量%とした。
この処理剤エマルジョンをプレカーサー(単繊維繊度0.8dtex,24,000フィラメント)に付与率1.0重量%となるように付着し、100〜140℃で乾燥して水分を除去した。この処理剤付着後のプレカーサーを250℃の耐炎化炉にて60分間耐炎化処理し、次いで窒素雰囲気下300〜1400℃の温度勾配を有する炭素化炉で焼成して炭素繊維に転換した。各特性値の評価結果を表1に示す。
[Example 1]
The following ester compound a1 which is a sulfur-containing ester compound (A1) is converted into a nonionic surfactant (polyoxyethylene 7 mol addition alkyl ether (the alkyl group has 12 to 14 carbon atoms), polyoxyethylene 12 mol addition tristyrenated phenyl. Ether and ethylene oxide / propylene oxide (50/50) block copolymer) are water-based emulsified, and the treatment consists of a weight ratio of ester compound a1 / nonionic surfactant = 70/30 as a non-volatile composition of the treatment agent. An agent emulsion (precursor treatment agent) was obtained. The concentration of the treatment agent non-volatile content was 3.0% by weight.
This treating agent emulsion was attached to a precursor (single fiber fineness 0.8 dtex, 24,000 filaments) so as to give an application rate of 1.0% by weight, and dried at 100 to 140 ° C. to remove moisture. The precursor after adhering the treatment agent was flameproofed for 60 minutes in a 250 ° C flameproofing furnace, and then baked in a carbonization furnace having a temperature gradient of 300 to 1400 ° C in a nitrogen atmosphere to be converted into carbon fibers. Table 1 shows the evaluation results of the characteristic values.

〔実施例2〜10及び比較例1〜7〕
実施例1において、それぞれ表1、2、4に示す処理剤不揮発分組成(重量%)になるように、処理剤エマルジョンを調製した以外は、実施例1と同様にした。その評価結果を表1、2、4に示す。
[Examples 2 to 10 and Comparative Examples 1 to 7]
In Example 1, it was carried out similarly to Example 1 except having prepared the processing agent emulsion so that it might become the processing agent non-volatile composition (weight%) shown to Table 1, 2, 4, respectively. The evaluation results are shown in Tables 1, 2, and 4.

〔実施例11〕
含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)のエステル混合物である下記エステル混合物a5、下記シリコーン系化合物b1を非イオン性界面活性剤(ポリオキシエチレン7mol付加アルキルエーテル(アルキル基の炭素数は12〜14)、ポリオキシエチレン12mol付加トリスチレン化フェニルエーテル及びエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド(50/50)ブロック共重合体)により水系乳化し、処理剤不揮発分組成として、エステル混合物a5/シリコーン系化合物b1/非イオン性界面活性剤=50/20/30の重量比率よりなる処理剤エマルジョン(プレカーサー処理剤)を得た。なお、処理剤不揮発分濃度は3.0重量%とした。
この処理剤エマルジョンをプレカーサー(単繊維繊度0.8dtex,24,000フィラメント)に付与率1.0重量%となるように付着し、100〜140℃で乾燥して水分を除去した。この処理剤付着後のプレカーサーを250℃の耐炎化炉にて60分間耐炎化処理し、次いで窒素雰囲気下300〜1400℃の温度勾配を有する炭素化炉で焼成して炭素繊維に転換した。各特性値の評価結果を表3に示す。
Example 11
The following ester mixture a5, which is an ester mixture of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2), and the following silicone compound b1 are mixed with a nonionic surfactant (polyoxyethylene 7 mol addition alkyl ether (carbon of alkyl group). The number is 12 to 14), polyoxyethylene 12 mol addition tristyrenated phenyl ether and ethylene oxide / propylene oxide (50/50) block copolymer) are water-based emulsified, and the treatment agent non-volatile composition is ester mixture a5 / silicone. The processing agent emulsion (precursor processing agent) which consists of a weight ratio of the compound b1 / nonionic surfactant = 50/20/30 was obtained. The concentration of the treatment agent non-volatile content was 3.0% by weight.
This treating agent emulsion was attached to a precursor (single fiber fineness 0.8 dtex, 24,000 filaments) so as to give an application rate of 1.0% by weight, and dried at 100 to 140 ° C. to remove moisture. The precursor after adhering the treatment agent was flameproofed for 60 minutes in a 250 ° C flameproofing furnace, and then baked in a carbonization furnace having a temperature gradient of 300 to 1400 ° C in a nitrogen atmosphere to be converted into carbon fibers. Table 3 shows the evaluation results of each characteristic value.

〔実施例12〜16〕
実施例11において、それぞれ表3に示す処理剤不揮発分組成(重量%)になるように、処理剤エマルジョンを調製した以外は、実施例11と同様にした。その評価結果を表3に示す。
[Examples 12 to 16]
In Example 11, it was carried out similarly to Example 11 except having prepared the processing agent emulsion so that it might become the processing agent non-volatile composition (weight%) shown in Table 3, respectively. The evaluation results are shown in Table 3.

なお、下記のエステル混合物の例示及び表1〜4において、「A1:A2」は、含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)との重量比(A1:A2)を示し、「(A1+A2):B」は、含硫黄エステル化合物(A1)及び含硫黄エステル化合物(A2)の合計と変性シリコーン(B)との重量比((A1+A2):B)を示す。   In the following ester mixture examples and Tables 1 to 4, “A1: A2” represents the weight ratio (A1: A2) between the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2), and “ “(A1 + A2): B” indicates a weight ratio ((A1 + A2): B) of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) to the modified silicone (B).

〔含硫黄エステル化合物(A1)〕
a1:チオジプロピオン酸ジ(n−ドデシル)エステル
a2:チオジプロピオン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステル
なお、表1〜4において、含硫黄エステル化合物(A1)はエステル化合物A1と示す。
[Sulfur-containing ester compound (A1)]
a1: Thiodipropionic acid di (n-dodecyl) ester a2: Thiodipropionic acid di (2-hexyldecyl) ester In Tables 1 to 4, the sulfur-containing ester compound (A1) is shown as an ester compound A1.

〔含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)のエステル混合物〕
a3:チオジプロピオン酸ジ(n−ドデシル)エステルとチオジプロピオン酸モノ(n−ドデシル)エステルの混合物(A1:A2=95:5)
a4:チオジプロピオン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステルとチオジプロピオン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステルの混合物(A1:A2=99.6:0.4)
a5:チオジプロピオン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステルとチオジプロピオン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステルの混合物(A1:A2=95:5)
a6:チオジプロピオン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステルとチオジプロピオン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステルの混合物(A1:A2=85:15)
a7:チオジプロピオン酸ジ(2−ヘキシルデシル)エステルとチオジプロピオン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステルの混合物(A1:A2=75:25)
なお、表1〜4において、含硫黄エステル化合物(A1)と含硫黄エステル化合物(A2)のエステル混合物は単にエステル混合物A1・A2と示す。
[Ester mixture of sulfur-containing ester compound (A1) and sulfur-containing ester compound (A2)]
a3: Mixture of thiodipropionic acid di (n-dodecyl) ester and thiodipropionic acid mono (n-dodecyl) ester (A1: A2 = 95: 5)
a4: Mixture of thiodipropionic acid di (2-hexyldecyl) ester and thiodipropionic acid mono (2-hexyldecyl) ester (A1: A2 = 99.6: 0.4)
a5: Mixture of thiodipropionic acid di (2-hexyldecyl) ester and thiodipropionic acid mono (2-hexyldecyl) ester (A1: A2 = 95: 5)
a6: Mixture of thiodipropionic acid di (2-hexyldecyl) ester and thiodipropionic acid mono (2-hexyldecyl) ester (A1: A2 = 85: 15)
a7: Mixture of thiodipropionic acid di (2-hexyldecyl) ester and thiodipropionic acid mono (2-hexyldecyl) ester (A1: A2 = 75: 25)
In Tables 1 to 4, the ester mixture of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) is simply referred to as ester mixture A1 / A2.

〔変性シリコーン(B)〕
b1:アミノ変性シリコーン(25℃粘度:1300mm2/s、アミノ当量:2000g/mol、変性タイプ:ジアミン)
b2:アミノ変性シリコーン(25℃粘度:4500mm2/s、アミノ当量:1000g/mol、変性タイプ:ジアミン)
b3:アミノ変性シリコーン(25℃粘度:120mm2/s、アミノ当量:5000g/mol、変性タイプ:モノアミン)
[Modified silicone (B)]
b1: Amino-modified silicone (viscosity at 25 ° C .: 1300 mm 2 / s, amino equivalent: 2000 g / mol, modified type: diamine)
b2: amino-modified silicone (25 ° C. viscosity: 4500 mm 2 / s, amino equivalent: 1000 g / mol, modified type: diamine)
b3: amino-modified silicone (25 ° C. viscosity: 120 mm 2 / s, amino equivalent: 5000 g / mol, modified type: monoamine)

〔エステル化合物(C)〕
c1:ビスフェノールAのエチレンオキシド2モル付加物のジラウリルエステル
c2:チオジプロピオン酸ジ(n−オクチル)エステルとチオジプロピオン酸モノ(n−オクチル)エステルの混合物(ジエステルとモノエステルと重量比は95:5)
c3:チオジプロピオン酸ジオレイルエステルとチオジプロピオン酸モノオレイルエステルの混合物(ジエステルとモノエステルと重量比は95:5)
c4:チオジプロピオン酸ジ(n−オクチル)エステル
c5:チオジプロピオン酸ジオレイルエステル
c6:チオジプロピオン酸モノ(2−ヘキシルデシル)エステル
[Ester compound (C)]
c1: Dilauryl ester of ethylene oxide 2 mol adduct of bisphenol A c2: Mixture of thiodipropionic acid di (n-octyl) ester and thiodipropionic acid mono (n-octyl) ester (diester to monoester and weight ratio is 95: 5)
c3: Mixture of thiodipropionic acid dioleyl ester and thiodipropionic acid monooleyl ester (weight ratio of diester to monoester is 95: 5)
c4: thiodipropionic acid di (n-octyl) ester c5: thiodipropionic acid dioleyl ester c6: thiodipropionic acid mono (2-hexyldecyl) ester

Figure 2014050639
Figure 2014050639

Figure 2014050639
Figure 2014050639

Figure 2014050639
Figure 2014050639

Figure 2014050639
Figure 2014050639

表1〜4にあるように、実施例のプレカーサー処理剤を処理した炭素繊維は、いずれも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、さらには、繊維の断糸や、毛羽の発生を抑制し、炭素繊維強度についても非常に良好な結果が得られた。
一方、比較例のプレカーサー処理剤を処理した炭素繊維は、比較例1のように、炭素繊維強度は比較的良好であるが、ローラー汚れが発生し安定した操業性を得られない場合や、比較例2、3、5のように、繊維−金属摩擦が高く、耐擦過性が悪化し炭素繊維強度が劣ることがわかる。特に比較例2、5では、平均粒子径がやや大きい為に、繊維に処理剤を均一に付着させることができずに、処理剤の性能を発揮できなかったと考えられる。また、比較例4、6、7はエステル成分がタール化し繊維の融着が多く発生し炭素繊維強度が劣る結果になった。特に比較例7では繊維−繊維間摩擦が低くなり、集束性不足が発生し、処理剤の性能を発揮できなかったと考えられる。
As shown in Tables 1 to 4, all of the carbon fibers treated with the precursor treating agents of the examples can achieve both fusion prevention between fibers and stable operability, and further, fiber breakage In addition, the generation of fuzz was suppressed, and the carbon fiber strength was very good.
On the other hand, the carbon fiber treated with the precursor treating agent of the comparative example has a relatively good carbon fiber strength as in the comparative example 1, but the roller dirt is generated and the stable operability cannot be obtained. As in Examples 2, 3, and 5, it can be seen that the fiber-metal friction is high, the scratch resistance is deteriorated, and the carbon fiber strength is inferior. In Comparative Examples 2 and 5, in particular, the average particle diameter is slightly large, so it is considered that the treatment agent could not be uniformly adhered to the fibers and the performance of the treatment agent could not be exhibited. In Comparative Examples 4, 6, and 7, the ester component was tarned to cause much fiber fusion, resulting in poor carbon fiber strength. In particular, in Comparative Example 7, it is considered that the fiber-to-fiber friction was low, the convergence was insufficient, and the performance of the treatment agent could not be exhibited.

本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤は、炭素繊維製造用アクリル繊維を製造する際に使用される処理剤であり、高品位の炭素繊維を製造するために有用である。本発明の炭素繊維製造用アクリル繊維は、本発明の処理剤が処理されており、高品位の炭素繊維を製造するために有用である。本発明の炭素繊維の製造方法によって、高品位の炭素繊維が得られる。   The acrylic fiber treatment agent for producing carbon fibers of the present invention is a treatment agent used when producing acrylic fibers for producing carbon fibers, and is useful for producing high-quality carbon fibers. The acrylic fiber for producing carbon fiber of the present invention is treated with the treatment agent of the present invention and is useful for producing high-quality carbon fiber. High quality carbon fibers can be obtained by the carbon fiber manufacturing method of the present invention.

1 張力測定器
2 ガイドローラー
3 荷重
4 炭素繊維ストランド
1 Tension measuring instrument 2 Guide roller 3 Load 4 Carbon fiber strand

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、ここに記載した実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例に示されるパーセント(%)、部は特に限定しない限り、「重量%」、「重量部」を示す。各特性値の測定は以下に示す方法に基づいて行った。なお、実施例1及び2は、参考例1及び2とする。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, it is not limited to the Example described here. In addition, the percentage (%) and part shown in the following examples indicate “% by weight” and “part by weight” unless otherwise specified. Each characteristic value was measured based on the following method. Examples 1 and 2 are referred to as Reference Examples 1 and 2.

Claims (11)

下記一般式(1)で示される含硫黄エステル化合物(A1)、界面活性剤及び水を含有する、炭素繊維製造用アクリル繊維処理剤。
Figure 2014050639
(式中、m及びnは、それぞれ独立して、1〜4の整数であり、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数12〜16の炭化水素基である。)
The acrylic fiber processing agent for carbon fiber manufacture containing the sulfur-containing ester compound (A1) shown by following General formula (1), surfactant, and water.
Figure 2014050639
(In the formula, m and n are each independently an integer of 1 to 4, and R 1 and R 2 are each independently a hydrocarbon group having 12 to 16 carbon atoms.)
下記一般式(2)で示される含硫黄エステル化合物(A2)をさらに含有する、請求項1に記載の処理剤。
Figure 2014050639
(式中、m及びnは、それぞれ独立して、1〜4の整数であり、Rは炭素数12〜16の炭化水素基である。)
The processing agent of Claim 1 which further contains the sulfur-containing ester compound (A2) shown by following General formula (2).
Figure 2014050639
(In the formula, m and n are each independently an integer of 1 to 4, and R 3 is a hydrocarbon group having 12 to 16 carbon atoms.)
前記含硫黄エステル化合物(A1)と前記含硫黄エステル化合物(A2)との重量比(A1/A2)が99.9/0.1〜50/50である、請求項2に記載の処理剤。   The processing agent of Claim 2 whose weight ratio (A1 / A2) of the said sulfur-containing ester compound (A1) and the said sulfur-containing ester compound (A2) is 99.9 / 0.1-50 / 50. 処理剤の不揮発分に占める、前記含硫黄エステル化合物(A1)及び前記含硫黄エステル化合物(A2)の合計の重量割合又は前記含硫黄エステル化合物(A2)を含まない場合は前記含硫黄エステル化合物(A1)の重量割合が30〜98.9重量%であり、前記界面活性剤の重量割合が1〜40重量%である、請求項1〜3のいずれかに記載の処理剤。   The total weight ratio of the sulfur-containing ester compound (A1) and the sulfur-containing ester compound (A2) in the nonvolatile content of the treatment agent or the sulfur-containing ester compound ( The processing agent in any one of Claims 1-3 whose weight ratio of A1) is 30-98.9 weight%, and whose weight ratio of the said surfactant is 1-40 weight%. 窒素原子を含む変性基を持つ変性シリコーン(B)をさらに含有する、請求項1〜4のいずれかに記載の処理剤。   The processing agent according to any one of claims 1 to 4, further comprising a modified silicone (B) having a modifying group containing a nitrogen atom. 前記含硫黄エステル化合物(A1)及び前記含硫黄エステル化合物(A2)の合計と前記変性シリコーン(B)との重量比((A1+A2)/B)、又は前記含硫黄エステル化合物(A2)を含まない場合は前記含硫黄エステル化合物(A1)と前記変性シリコーン(B)との重量比(A1/B)が99.9/0.1〜50/50である、請求項5に記載の処理剤。   Does not include the sulfur-containing ester compound (A1) and the weight ratio (A1 + A2) / B) of the sum of the sulfur-containing ester compound (A2) and the modified silicone (B), or the sulfur-containing ester compound (A2). In this case, the treatment agent according to claim 5, wherein a weight ratio (A1 / B) of the sulfur-containing ester compound (A1) to the modified silicone (B) is 99.9 / 0.1 to 50/50. 前記変性シリコーン(B)がアミノ変性シリコーンである、請求項5又は6に記載の処理剤。   The processing agent according to claim 5 or 6, wherein the modified silicone (B) is an amino-modified silicone. 水中に分散したエマルジョンとなっている、請求項1〜7のいずれかに記載の処理剤。   The processing agent according to any one of claims 1 to 7, which is an emulsion dispersed in water. 炭素繊維製造用アクリル繊維の原料アクリル繊維に、請求項1〜8のいずれかに記載の処理剤を付着させて製糸した、炭素繊維製造用アクリル繊維。   The acrylic fiber for carbon fiber manufacture which made the yarn by making the processing agent in any one of Claims 1-8 adhere to the raw material acrylic fiber of the acrylic fiber for carbon fiber manufacture. 炭素繊維製造用アクリル繊維の原料アクリル繊維に請求項1〜8のいずれかに記載の処理剤を付着させて製糸する製糸工程を含む、炭素繊維製造用アクリル繊維の製造方法。   The manufacturing method of the acrylic fiber for carbon fiber manufacture including the yarn-making process which makes the processing agent in any one of Claims 1-8 adhere to the raw material acrylic fiber of the acrylic fiber for carbon fiber manufacture, and produces a yarn. 炭素繊維製造用アクリル繊維の原料アクリル繊維に請求項1〜8のいずれかに記載の処理剤を付着させて、炭素繊維製造用アクリル繊維を製糸する製糸工程と、その製糸工程で製造された炭素繊維製造用アクリル繊維を200〜300℃の酸化性雰囲気中で耐炎化繊維に転換する耐炎化処理工程と、前記耐炎化繊維をさらに300〜2000℃の不活性雰囲気中で炭化させる炭素化処理工程とを含む、炭素繊維の製造方法。   A process for producing the carbon fiber-producing acrylic fiber by attaching the treatment agent according to any one of claims 1 to 8 to the raw acrylic fiber of the carbon fiber-producing acrylic fiber, and carbon produced by the yarn-making process. A flameproofing treatment step of converting acrylic fibers for fiber production into flameproofing fibers in an oxidizing atmosphere of 200 to 300 ° C, and a carbonization treatment step of carbonizing the flameproofing fibers in an inert atmosphere of 300 to 2000 ° C. The manufacturing method of carbon fiber containing these.
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