WO2022065476A1 - 合成繊維用処理剤、及び合成繊維 - Google Patents

合成繊維用処理剤、及び合成繊維 Download PDF

Info

Publication number
WO2022065476A1
WO2022065476A1 PCT/JP2021/035330 JP2021035330W WO2022065476A1 WO 2022065476 A1 WO2022065476 A1 WO 2022065476A1 JP 2021035330 W JP2021035330 W JP 2021035330W WO 2022065476 A1 WO2022065476 A1 WO 2022065476A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fatty acid
treatment agent
synthetic fibers
agent
acid
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/035330
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
浩気 本田
拓也 松永
啓一郎 大島
Original Assignee
竹本油脂株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 竹本油脂株式会社 filed Critical 竹本油脂株式会社
Priority to EP21872603.2A priority Critical patent/EP4202112A4/en
Priority to CN202180064621.4A priority patent/CN116234955A/zh
Priority to KR1020237012151A priority patent/KR102606808B1/ko
Priority to US18/028,138 priority patent/US20230340721A1/en
Publication of WO2022065476A1 publication Critical patent/WO2022065476A1/ja

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/184—Carboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
    • D06M13/207—Substituted carboxylic acids, e.g. by hydroxy or keto groups; Anhydrides, halides or salts thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/224—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic acid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/144—Alcohols; Metal alcoholates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
    • D06M13/165—Ethers
    • D06M13/17—Polyoxyalkyleneglycol ethers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/244—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus
    • D06M13/248—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus with compounds containing sulfur
    • D06M13/256—Sulfonated compounds esters thereof, e.g. sultones
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/244—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus
    • D06M13/248—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing sulfur or phosphorus with compounds containing sulfur
    • D06M13/262—Sulfated compounds thiosulfates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
    • D06M13/46—Compounds containing quaternary nitrogen atoms
    • D06M13/47—Compounds containing quaternary nitrogen atoms derived from heterocyclic compounds
    • D06M13/473—Compounds containing quaternary nitrogen atoms derived from heterocyclic compounds having five-membered heterocyclic rings
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/37—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/643—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain
    • D06M15/6436—Macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing silicon in the main chain containing amino groups
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M7/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made of other substances with subsequent freeing of the treated goods from the treating medium, e.g. swelling, e.g. polyolefins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/18—Synthetic fibres consisting of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/26—Polymers or copolymers of unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof
    • D06M2101/28—Acrylonitrile; Methacrylonitrile
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/40—Reduced friction resistance, lubricant properties; Sizing compositions

Definitions

  • the present invention relates to a treatment agent for synthetic fibers and synthetic fibers.
  • carbon fiber is produced by a spinning process of spinning an acrylic resin or the like, a dry densification step of drying and densifying the spun fiber, and a drawing of the dried and densified fiber to produce a carbon fiber precursor which is a synthetic fiber. It is produced by performing a stretching step, a flame-resistant treatment step of making the carbon fiber precursor flame-resistant, and a carbonization treatment step of carbonizing the flame-resistant fiber.
  • a synthetic fiber treatment agent may be used to improve the fiber focusing property.
  • Patent Document 1 discloses an acrylic fiber oil agent for producing carbon fiber, which contains a modified silicone having a modifying group containing a nitrogen atom and a branched fatty acid.
  • Patent Document 2 discloses a surface modifier containing a fluorine-containing copolymer and a condensed hydroxy fatty acid.
  • the processing agent for synthetic fibers is required to further improve the performance of the effect of improving the focusing property in the manufacturing process of synthetic fibers.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a treatment agent for synthetic fibers, which makes it possible to suitably improve the focusing property in the manufacturing process of synthetic fibers. Another object of the present invention is to provide synthetic fibers to which the processing agent for synthetic fibers is attached.
  • the treatment agent for synthetic fibers for solving the above problems is a treatment agent for synthetic fibers containing a smoothing agent and a nonionic surfactant, and the smoothing agent has a hydroxy group and a carboxy group in the molecule.
  • the gist is that it contains a condensed hydroxy fatty acid condensed and formed from a hydroxy fatty acid.
  • the condensed hydroxy fatty acid is condensed and formed from at least one selected from castor oil fatty acid, hardened castor oil fatty acid, ricinoleic acid and 12-hydroxystearic acid.
  • the degree of condensation of the condensed hydroxy fatty acid is 2 to 10.
  • the smoothing agent further contains amino-modified silicone.
  • the content of the condensed hydroxy fatty acid is preferably 0.1 to 15% by mass. ..
  • the above-mentioned treatment agent for synthetic fibers preferably further contains an ionic compound.
  • the content of the condensed hydroxy fatty acid is 0.1 to 15% by mass. It is preferable to have.
  • the synthetic fibers are carbon fiber precursors.
  • the gist of the synthetic fiber for solving the above problem is that the treatment agent for the synthetic fiber is attached.
  • the focusing property of synthetic fibers can be suitably improved.
  • the treatment agent of this embodiment contains a smoothing agent and a nonionic surfactant.
  • the smoothing agent contains a condensed hydroxy fatty acid condensed and formed from a hydroxy fatty acid having a hydroxy group and a carboxy group in the molecule.
  • the focusing property of the synthetic fiber can be suitably improved.
  • condensed hydroxy fatty acid examples include, for example, 12-hydroxystearic acid hexamer condensate, castor oil fatty acid 4 to pentamer condensate, castor oil fatty acid hexamer condensate, and castor oil fatty acid dimer condensate. , 12-Hydroxydodecanic acid pentamer condensate and the like.
  • the condensed hydroxy fatty acid is not particularly limited, but is preferably formed by condensation from at least one selected from castor oil fatty acid, hardened castor oil fatty acid, ricinoleic acid and 12-hydroxystearic acid.
  • castor oil fatty acid hardened castor oil fatty acid
  • ricinoleic acid ricinoleic acid
  • 12-hydroxystearic acid By containing these condensed hydroxy fatty acids, the wettability of the treatment agent to synthetic fibers is improved, as will be described later.
  • castor oil fatty acid and hardened castor oil fatty acid mean a fatty acid derived from castor oil or hardened castor oil as a raw material.
  • the degree of condensation of the condensed hydroxy fatty acid is preferably 2 to 10.
  • the condensed hydroxy fatty acid may be used alone or in combination of two or more.
  • the condensed hydroxy fatty acid may be a commercially available product or may be produced by a known method. When it is produced by a known method, it can be produced, for example, by a dehydration condensation reaction between a hydroxy group and a carboxyl group contained in a raw material.
  • the condensed hydroxy fatty acid may form a salt with other basic components such as amines and metals in the treatment agent.
  • the treatment agent of the present embodiment preferably contains a smoothing agent other than the condensed hydroxy fatty acid.
  • the smoothing agent other than the condensed hydroxy fatty acid include silicone, ester and the like.
  • the silicone used as a smoothing agent is not particularly limited, and is, for example, dimethyl silicone, phenyl-modified silicone, amino-modified silicone, amide-modified silicone, polyether-modified silicone, aminopolyether-modified silicone, alkyl-modified silicone, and alkyl-aralkyl-modified. Examples thereof include silicone, alkyl polyether-modified silicone, ester-modified silicone, epoxy-modified silicone, carbinol-modified silicone, and mercapto-modified silicone.
  • the ester used as a smoothing agent is not particularly limited, and examples thereof include (1) aliphatic monoalcohols and aliphatic monocarboxylic acids such as octyl palmitate, oleyl laurate, oleyl oleate, and isotetracosyl oleate. Ester compounds of (2) 1,6-hexanediol didecanate, glycerin triolate, trimethyl propantrilaurate, pentaerythritol tetraoctanate and other esters of aliphatic polyvalent alcohols and aliphatic monocarboxylic acids.
  • Ester compounds of aliphatic monoalcohols and aliphatic polyvalent carboxylic acids such as diorail azelate, diorail thiodipropionate, diisocetyl thiodipropionate, diisostearyl thiodipropionate, (4).
  • Ester compounds of aromatic monoalcohol and aliphatic monocarboxylic acid such as benzyl oleate and benzyl laurate
  • aromatic polyvalent alcohol such as bisphenol A dilaurate and dilaurate of alkylene oxide adduct of bisphenol A.
  • Complete ester compound with aliphatic monocarboxylic acid (6)
  • Complete ester compound of aliphatic monoalcohol and aromatic polyvalent carboxylic acid such as bis2-ethylhexylphthalate, diisostearylisophthalate, trioctyl remeritate, etc.
  • Examples thereof include natural fats and oils such as coconut oil, rapeseed oil, sunflower oil, soybean oil, sunflower oil, sesame oil, fish oil and beef fat.
  • a known smoothing agent or the like used as a treatment agent for synthetic fibers may be used.
  • the smoothing agent other than the condensed hydroxy fatty acid include, for example, an amino-modified silicone having a kinematic viscosity at 25 ° C. of 650 mm 2 / s and an amino equivalent of 1800 g / mol, and a kinematic viscosity at 25 ° C. of 90 mm 2 / s, amino.
  • the smoothing agent preferably contains a modified silicone, and more preferably contains an amino-modified silicone.
  • the smoothing agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the nonionic surfactant contained in the treatment agent of the present embodiment is not particularly limited, and is, for example, an alcohol or a carboxylic acid to which an alkylene oxide is added, or an ester of a carboxylic acid and a polyhydric alcohol.
  • examples thereof include compounds, ether ester compounds in which an alkylene oxide is added to an ester compound of a carboxylic acid and a polyhydric alcohol, and the like.
  • alcohols used as raw materials for nonionic surfactants include (1) methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, octanol, nonanol, decanol, undecanol, dodecanol, tridecanol, and tetradeca.
  • Branched alkenyl alcohols such as senol and isooctadecenol, (5) cyclic alkyl alcohols such as cyclopentanol and cyclohexanol, (6) phenols, nonylphenols, benzyl alcohols, monostyrene phenols, distyrene phenols, tristyrenes. Examples thereof include aromatic alcohols such as phenol chemicals.
  • carboxylic acids used as raw materials for nonionic surfactants include (1) octyl acid, nonanoic acid, decanoic acid, undecanoic acid, dodecanoic acid, tridecanoic acid, tetradecanoic acid, pentadecanoic acid, and hexadecanoic acid.
  • Linear alkylcarboxylic acids such as heptadecanoic acid, octadecanoic acid, nonadecanoic acid, eicosanoic acid, heneicosanoic acid, docosanoic acid, (2) 2-ethylhexanoic acid, isododecanoic acid, isotridecanic acid, isotetradecanoic acid, isohexadecanoic acid, isooctadecane.
  • Examples thereof include branched alkyl carboxylic acids such as acids, linear alkenyl carboxylic acids such as (3) octadecenoic acid, octadecadienoic acid and octadecatorienic acid, and (4) aromatic carboxylic acids such as benzoic acid.
  • alkylene oxide used as a raw material for the nonionic surfactant examples include ethylene oxide and propylene oxide.
  • the number of moles of alkylene oxide added is appropriately set, but is preferably 0.1 to 60 mol, more preferably 1 to 40 mol, and even more preferably 2 to 30 mol.
  • the number of moles of alkylene oxide added indicates the number of moles of alkylene oxide with respect to 1 mole of alcohols or carboxylic acids in the raw material to be charged.
  • polyhydric alcohol used as a raw material for a nonionic surfactant examples include ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-butanediol, 1,3-butanediol, and 1,4.
  • nonionic surfactant examples include an adduct of 10 mol of ethylene oxide of dodecyl alcohol, an adduct of 8 mol of ethylene oxide of tetradecyl alcohol and the like.
  • nonionic surfactant one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the smoothing agent containing the condensed hydroxy fatty acid and the nonionic surfactant there is no limitation on the content of the smoothing agent containing the condensed hydroxy fatty acid and the nonionic surfactant. Assuming that the total content of the smoothing agent and the nonionic surfactant is 100% by mass, the content of the condensed hydroxy fatty acid is preferably 0.1 to 15% by mass, preferably 0.3 to 13% by mass. Is more preferable.
  • the treatment agent of the present embodiment preferably further contains an ionic compound.
  • the focusing property of the synthetic fiber can be further improved.
  • the ionic compound means a compound having an ionic bonding property.
  • the compound having an ionic bond property include a sulfonate salt, a sulfate salt, a phosphate salt, a fatty acid salt, an ammonium salt, a phosphonium salt, an imidazoline compound and the like.
  • one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the contents of the smoothing agent, nonionic surfactant, and ionic compound there is no limitation on the contents of the smoothing agent, nonionic surfactant, and ionic compound. Assuming that the total content of the smoothing agent, the nonionic surfactant, and the ionic compound in the treatment agent is 100% by mass, the content of the condensed hydroxy fatty acid is preferably 0.1 to 15% by mass, preferably 0. It is more preferably 3 to 13% by mass.
  • the treatment agent of the first embodiment is attached to the synthetic fiber of the present embodiment.
  • the synthetic fiber are not particularly limited, and are, for example, (1) polyester fibers such as polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, and polylactic acid ester, (2) polyamide fibers such as nylon 6 and nylon 66, and (3) poly. Examples thereof include polyacrylic fibers such as acrylic and modal acrylic, (4) polyolefin fibers such as polyethylene and polypropylene, (5) cellulose fibers, and (6) lignin fibers.
  • the synthetic fiber is preferably a hydrophobic synthetic fiber. Since the synthetic fiber is hydrophobic, the surface of the fiber can be suitably modified to impart hydrophilicity when the treatment agent is attached. Examples of the hydrophobic synthetic fiber include the synthetic fibers (1) to (4) and (6) described above.
  • the synthetic fiber a resin-made carbon fiber precursor that becomes a carbon fiber by undergoing a carbonization treatment step described later is preferable.
  • the resin constituting the carbon fiber precursor is not particularly limited, and examples thereof include acrylic resin, polyethylene resin, phenol resin, cellulose resin, lignin resin, and pitch.
  • the amount of the treatment agent of the first embodiment attached to the synthetic fiber is not particularly limited, but it is preferable to attach the treatment agent (without solvent) to the synthetic fiber in an amount of 0.1 to 2% by mass. , 0.3 to 1.2% by mass is more preferable.
  • Examples of the form of the treatment agent for adhering the treatment agent of the first embodiment to the fiber include an organic solvent solution and an aqueous solution.
  • a method for adhering the treatment agent to the synthetic fiber for example, a known method, for example, a dipping method, a spray method, or a roller, is used by using the treatment agent of the first embodiment and an aqueous solution containing water or a further diluted aqueous solution.
  • a method of adhering by a method, a guide lubrication method using a measuring pump, or the like can be applied.
  • the method for producing carbon fiber goes through the following steps 1 to 3.
  • Step 1 A spinning step of spinning synthetic fibers and attaching the treatment agent of the first embodiment.
  • Step 2 A flame-resistant treatment step of converting the synthetic fiber obtained in the above step 1 into a flame-resistant fiber in an oxidizing atmosphere at 200 to 300 ° C, preferably 230 to 270 ° C.
  • Step 3 A carbonization treatment step in which the flame-resistant fiber obtained in the above step 2 is further carbonized in an inert atmosphere at 300 to 2000 ° C, preferably 300 to 1300 ° C.
  • the spinning step further includes a wet spinning step of dissolving the resin in a solvent and spinning, a dry densification step of drying and densifying the wet-spun synthetic fiber, and a drawing step of drawing the dry and densified synthetic fiber. It is preferable to have it.
  • the temperature of the drying and densifying step is not particularly limited, but it is preferable to heat the synthetic fiber that has undergone the wet spinning step at, for example, 70 to 200 ° C.
  • the timing at which the treatment agent is attached to the synthetic fiber is not particularly limited, but it is preferably between the wet spinning step and the dry densification step.
  • the oxidizing atmosphere in the flameproofing treatment step is not particularly limited, and for example, an air atmosphere can be adopted.
  • the inert atmosphere in the carbonization treatment step is not particularly limited, and for example, a nitrogen atmosphere, an argon atmosphere, a vacuum atmosphere, or the like can be adopted.
  • the treatment agent of the present embodiment contains a smoothing agent and a nonionic surfactant.
  • the smoothing agent contains a condensed hydroxy fatty acid condensed and formed from a hydroxy fatty acid having a hydroxy group and a carboxy group in the molecule. Therefore, the focusing property of the synthetic fiber can be suitably improved.
  • the treatment agent of the present embodiment the wettability to synthetic fibers is improved. Therefore, the treatment agent can be more uniformly attached to the synthetic fiber.
  • the treatment agent is attached to the synthetic fiber between the wet spinning process and the dry densification process. Therefore, among the spinning steps, the focusing property of the synthetic fiber that has undergone the drying and densifying step can be improved.
  • the treatment agent is attached to the synthetic fiber between the wet spinning step and the dry densification step, but the present invention is not limited to this embodiment.
  • the treatment agent may be attached to the synthetic fiber between the drying densification step and the drawing step, or the treatment agent may be attached to the synthetic fiber between the drawing step and the flame resistance treatment step.
  • the treatment agent for synthetic fibers contains a smoothing agent other than the condensed hydroxy fatty acid, but the present invention is not limited to this embodiment. Smoothing agents other than condensed hydroxy fatty acids may be omitted.
  • the synthetic fiber may be a fiber that undergoes a flame resistance treatment step but does not perform a carbonization treatment step. Further, the fiber may be a fiber that does not undergo both the flame resistance treatment step and the carbonization treatment step.
  • the treatment agent or aqueous liquid of the present embodiment includes stabilizers, antistatic agents, antistatic agents, binders, etc. for maintaining the quality of the treatment agent or aqueous liquid, as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Ingredients used in ordinary treatment agents such as antioxidants and ultraviolet absorbers or aqueous liquids may be further added.
  • Test Category 1 (Preparation of treatment agent for synthetic fibers) (Example 1) Using each component shown in Table 1, 5% of condensed hydroxy fatty acid (A-1), 78% of smoothing agent other than condensed hydroxy fatty acid (B-1), and nonionic surfactant (C-1). It was added to the beaker so that the blending ratio was 15% and the ionic compound (D-1) was 2%. These were stirred and mixed well. A 25% aqueous solution of the synthetic fiber treatment agent of Example 1 was prepared by gradually adding ion-exchanged water so that the solid content concentration became 25% while continuing stirring.
  • Example 2 to 20 and Comparative Examples 1 to 4 Each of the synthetic fiber treatment agents of Examples 2 to 20 and Comparative Examples 1 to 4 was prepared by the same method as in Example 1 using each component shown in Table 1.
  • the type and content of the condensed hydroxy fatty acid, the type and content of the smoothing agent other than the condensed hydroxy fatty acid, the type and content of the nonionic surfactant, and the type and content of the ionic compound in the treatment agent of each example are as shown in the "condensed hydroxy fatty acid” column, the “smoothing agent other than condensed hydroxy fatty acid” column, the “nonionic surfactant” column, and the “ionic compound” column of Table 1, respectively.
  • A-1 12-Hydroxystearic acid hexamer condensate A-2: Himashima oil fatty acid 4-5 mer condensate A-3: Himashima oil fatty acid hexamer condensate A-4: Himashima oil fatty acid dimer Condensate A-5: 12-hydroxydodecanoic acid pentameric condensate ra-1: 12-hydroxystearic acid ra-2: castor oil fatty acid ra-3: isostearic acid (smoothing agent other than condensed hydroxy fatty acid)
  • B-1 Amino-modified silicone having a kinematic viscosity at 25 ° C.
  • the acrylic resin was wet-spun. Specifically, a copolymer having an extreme viscosity of 1.80 consisting of 95% by mass of acrylonitrile, 3.5% by mass of methyl acrylate, and 1.5% by mass of methacrylic acid is dissolved in dimethylacetamide (DMAC) to have a polymer concentration. A spinning stock solution having a viscosity of 21.0% by mass and a viscosity at 60 ° C. of 500 poise was prepared. The undiluted spinning solution was discharged into a coagulation bath of a 70% by mass aqueous solution of DMAC kept at a spinning bath temperature of 35 ° C. from a spinning cap having a pore diameter (inner diameter) of 0.075 mm and a hole number of 12,000 at a draft ratio of 0.8.
  • DMAC dimethylacetamide
  • Acrylic fiber strands (raw material fibers) in a water-swelled state were prepared by stretching the coagulated yarn 5 times in a water washing tank at the same time as removing the solvent.
  • the synthetic fiber treatment agent prepared in Test Category 1 was lubricated with respect to the acrylic fiber strand so that the amount of solid content adhered was 1% by mass (without solvent).
  • the refueling of the synthetic fiber treatment agent was carried out by a dipping method using a 4% ion exchange aqueous solution of the synthetic fiber treatment agent.
  • the acrylic fiber strands are dried and densified with a heating roller at 130 ° C., further stretched 1.7 times between the heating rollers at 170 ° C., and then wound around a yarn tube using a winding device. I took it.
  • step 2 the yarn is unwound from the wound synthetic fiber, treated in a flame-resistant furnace having a temperature gradient of 230 to 270 ° C. for 1 hour under an air atmosphere, and then wound on a yarn tube.
  • a flame-resistant yarn flame-resistant fiber was obtained.
  • step 3 the yarn is unwound from the wound flame-resistant yarn, fired in a carbonization furnace having a temperature gradient of 300 to 1300 ° C. in a nitrogen atmosphere, converted into carbon fibers, and then made into a yarn tube. Carbon fiber was obtained by winding.
  • Test category 3 The cohesiveness and wettability of synthetic fibers were evaluated for the treatment agents of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 4. The procedure for each test is shown below.
  • step 1 of Test Category 2 the focusing state when the acrylic fiber strand lubricated with the synthetic fiber treatment agent passed through the heating roller was visually confirmed, and the focusing property was evaluated according to the following criteria. The results are shown in the "spinning and focusing property" column of Table 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

合成繊維の集束性を好適に向上させることを課題とする。合成繊維用処理剤は、平滑剤及び非イオン界面活性剤を含有する。平滑剤は、分子中にヒドロキシ基とカルボキシ基とを有するヒドロキシ脂肪酸から縮合形成された縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有する。

Description

合成繊維用処理剤、及び合成繊維
　本発明は、合成繊維用処理剤、及び合成繊維に関する。
　例えば、炭素繊維は、アクリル樹脂等を紡糸する紡糸工程、紡糸された繊維を乾燥して緻密化する乾燥緻密化工程、乾燥緻密化した繊維を延伸して合成繊維である炭素繊維前駆体を製造する延伸工程、炭素繊維前駆体を耐炎化する耐炎化処理工程、及び耐炎化繊維を炭素化する炭素化処理工程を行なうことにより製造される。
　合成繊維の製造工程において、繊維の集束性を向上させるために、合成繊維用処理剤が用いられることがある。
　特許文献１には、窒素原子を含む変性基を持つ変性シリコーンと分岐脂肪酸を含有する炭素繊維製造用アクリル繊維油剤が開示されている。特許文献２には、含フッ素共重合体と縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有する表面改質剤が開示されている。
特開２０１１－１８４８４２号公報 特開２０１６－４４２１０号公報
　ところで、合成繊維用処理剤には、合成繊維の製造工程における集束性を向上させる効果のさらなる性能向上が求められている。
　本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、合成繊維の製造工程における集束性を好適に向上させることを可能にした合成繊維用処理剤を提供することにある。また、この合成繊維用処理剤が付着した合成繊維を提供することにある。
　上記課題を解決するための合成繊維用処理剤は、平滑剤及び非イオン界面活性剤を含有する合成繊維用処理剤であって、前記平滑剤が、分子中にヒドロキシ基とカルボキシ基とを有するヒドロキシ脂肪酸から縮合形成された縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有することを要旨とする。
　上記合成繊維用処理剤について、前記縮合ヒドロキシ脂肪酸が、ヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸、リシノール酸及び１２－ヒドロキシステアリン酸から選ばれる少なくとも１つから縮合形成されたものであることが好ましい。
　上記合成繊維用処理剤について、前記縮合ヒドロキシ脂肪酸の縮合度が２～１０であることが好ましい。
　上記合成繊維用処理剤について、前記平滑剤が、さらにアミノ変性シリコーンを含むものであることが好ましい。
　上記合成繊維用処理剤について、前記平滑剤及び前記非イオン界面活性剤の含有割合の合計を１００質量％とすると、前記縮合ヒドロキシ脂肪酸の含有割合が０．１～１５質量％であることが好ましい。
　上記合成繊維用処理剤は、さらに、イオン性化合物を含有することが好ましい。
　上記合成繊維用処理剤について、前記平滑剤、前記非イオン界面活性剤及びイオン性化合物の含有割合の合計を１００質量％とすると、前記縮合ヒドロキシ脂肪酸の含有割合が０．１～１５質量％であることが好ましい。
　上記合成繊維用処理剤について、前記合成繊維が、炭素繊維前駆体であることが好ましい。
　上記課題を解決するための合成繊維は、上記合成繊維用処理剤が付着していることを要旨とする。
　本発明によると、合成繊維の集束性を好適に向上させることができる。
　（第１実施形態）
　本発明に係る合成繊維用処理剤（以下、単に処理剤ともいう。）を具体化した第１実施形態について説明する。
　本実施形態の処理剤は、平滑剤及び非イオン界面活性剤を含有する。平滑剤は、分子中にヒドロキシ基とカルボキシ基とを有するヒドロキシ脂肪酸から縮合形成された縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有する。
　上記縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有することにより、合成繊維の集束性を好適に向上させることができる。
　上記縮合ヒドロキシ脂肪酸の具体例としては、例えば１２－ヒドロキシステアリン酸６量体縮合物、ヒマシ油脂肪酸４～５量体縮合物、ヒマシ油脂肪酸６量体縮合物、ヒマシ油脂肪酸２量体縮合物、１２－ヒドロキシドデカン酸５量体縮合物等が挙げられる。
　上記縮合ヒドロキシ脂肪酸は、特に制限されないがヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸、リシノール酸及び１２－ヒドロキシステアリン酸から選ばれる少なくとも１つから縮合形成されたものであることが好ましい。これらの縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有することにより、後述のように、合成繊維に対する処理剤の濡れ性が向上する。
　なお、上記ヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸は、原料となるヒマシ油や硬化ヒマシ油から誘導される脂肪酸を意味するものとする。
　上記縮合ヒドロキシ脂肪酸の縮合度が２～１０であることが好ましい。
　上記縮合ヒドロキシ脂肪酸は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　上記縮合ヒドロキシ脂肪酸は、市販品であってもよいし、公知の方法により製造したものであってもよい。公知の方法により製造する場合は、例えば、原料物質に含まれるヒドロキシ基とカルボキシル基との脱水縮合反応により製造することができる。
　また、上記縮合ヒドロキシ脂肪酸は、処理剤中で他のアミンや金属等の塩基性成分と塩を形成していてもよい。
　また、本実施形態の処理剤は、上記縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤を含有していることが好ましい。上記縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤としては、例えば、シリコーン、エステル等が挙げられる。
　平滑剤として使用されるシリコーンとしては、特に制限はなく、例えば、ジメチルシリコーン、フェニル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、アルキルアラルキル変性シリコーン、アルキルポリエーテル変性シリコーン、エステル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン等が挙げられる。
　平滑剤として使用されるエステルとしては、特に制限はなく、例えば、（１）オクチルパルミテート、オレイルラウレート、オレイルオレート、イソテトラコシルオレート等の、脂肪族モノアルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル化合物、（２）１，６－ヘキサンジオールジデカネート、グリセリントリオレート、トリメチロールプロパントリラウレート、ペンタエリスリトールテトラオクタネート等の、脂肪族多価アルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル化合物、（３）ジオレイルアゼレート、チオジプロピオン酸ジオレイル、チオジプロピオン酸ジイソセチル、チオジプロピオン酸ジイソステアリル等の、脂肪族モノアルコールと脂肪族多価カルボン酸とのエステル化合物、（４）ベンジルオレート、ベンジルラウレート等の、芳香族モノアルコールと脂肪族モノカルボン酸とのエステル化合物、（５）ビスフェノールＡジラウレート、ビスフェノールＡのアルキレンオキサイド付加物のジラウレート等の、芳香族多価アルコールと脂肪族モノカルボン酸との完全エステル化合物、（６）ビス２－エチルヘキシルフタレート、ジイソステアリルイソフタレート、トリオクチルトリメリテート等の、脂肪族モノアルコールと芳香族多価カルボン酸との完全エステル化合物、（７）ヤシ油、ナタネ油、ヒマワリ油、大豆油、ヒマシ油、ゴマ油、魚油及び牛脂等の天然油脂等が挙げられる。その他、合成繊維用処理剤に採用されている公知の平滑剤等を使用してもよい。
　上記縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤の具体例としては、例えば２５℃における動粘度が６５０ｍｍ２／ｓ、アミノ当量が１８００ｇ／ｍｏｌであるアミノ変性シリコーン、２５℃における動粘度が９０ｍｍ２／ｓ、アミノ当量が５０００ｇ／ｍｏｌであるアミノ変性シリコーン、２５℃における動粘度が４５００ｍｍ２／ｓ、アミノ当量が１２００ｇ／ｍｏｌであるアミノ変性シリコーン、２５℃における動粘度が１７００ｍｍ２／ｓ、シリコーン主鎖／ポリエーテル側鎖＝２０／８０（質量比）、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝５０／５０（モル比）のポリエーテル変性シリコーン、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド２モル付加物のジラウリルエステル等が挙げられる。
　平滑剤は、変性シリコーンを含有することが好ましく、アミノ変性シリコーンを含有することがより好ましい。
　平滑剤は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　また、本実施形態の処理剤に含有される非イオン界面活性剤としては、特に制限はなく、例えば、アルコール類又はカルボン酸類にアルキレンオキサイドを付加させたもの、カルボン酸類と多価アルコールとのエステル化合物、カルボン酸類と多価アルコールとのエステル化合物にアルキレンオキサイドを付加させたエーテル・エステル化合物等が挙げられる。
　非イオン界面活性剤の原料として用いられるアルコール類の具体例としては、例えば、（１）メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデカノール、エイコサノール、ヘンエイコサノール、ドコサノール、トリコサノール、テトラコサノール、ペンタコサノール、ヘキサコサノール、ヘプタコサノール、オクタコサノール、ノナコサノール、トリアコンタノール等の直鎖アルキルアルコール、（２）イソプロパノール、イソブタノール、イソヘキサノール、２－エチルヘキサノール、イソノナノール、イソデカノール、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、イソトリアコンタノール、イソヘキサデカノール、イソヘプタデカノール、イソオクタデカノール、イソノナデカノール、イソエイコサノール、イソヘンエイコサノール、イソドコサノール、イソトリコサノール、イソテトラコサノール、イソペンタコサノール、イソヘキサコサノール、イソヘプタコサノール、イソオクタコサノール、イソノナコサノール、イソペンタデカノール等の分岐アルキルアルコール、（３）テトラデセノール、ヘキサデセノール、ヘプタデセノール、オクタデセノール、ノナデセノール等の直鎖アルケニルアルコール、（４）イソヘキサデセノール、イソオクタデセノール等の分岐アルケニルアルコール、（５）シクロペンタノール、シクロヘキサノール等の環状アルキルアルコール、（６）フェノール、ノニルフェノール、ベンジルアルコール、モノスチレン化フェノール、ジスチレン化フェノール、トリスチレン化フェノール等の芳香族系アルコール等が挙げられる。
　非イオン界面活性剤の原料として用いられるカルボン酸類の具体例としては、例えば、（１）オクチル酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸、ヘンエイコサン酸、ドコサン酸等の直鎖アルキルカルボン酸、（２）２－エチルヘキサン酸、イソドデカン酸、イソトリデカン酸、イソテトラデカン酸、イソヘキサデカン酸、イソオクタデカン酸等の分岐アルキルカルボン酸、（３）オクタデセン酸、オクタデカジエン酸、オクタデカトリエン酸等の直鎖アルケニルカルボン酸、（４）安息香酸等の芳香族系カルボン酸等が挙げられる。
　非イオン界面活性剤の原料として用いられるアルキレンオキサイドの具体例としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等が挙げられる。アルキレンオキサイドの付加モル数は、適宜設定されるが、好ましくは０．１～６０モル、より好ましくは１～４０モル、さらに好ましくは２～３０モルである。なお、アルキレンオキサイドの付加モル数は、仕込み原料中におけるアルコール類又はカルボン酸類１モルに対するアルキレンオキサイドのモル数を示す。
　非イオン界面活性剤の原料として用いられる多価アルコールの具体例としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３－プロパンジオール、１，２－ブタンジオール、１，３－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、１，４－ブタンジオール、２－メチル－１，２－プロパンジオール、１，５－ペンタンジオール、１，６－ヘキサンジオール、２，５－ヘキサンジオール、２－メチル－２，４－ペンタンジオール、２，３－ジメチル－２，３－ブタンジオール、グリセリン、２－メチル－２－ヒドロキシメチル－１，３－プロパンジオール、２－エチル－２－ヒドロキシメチル－１，３－プロパンジオール、トリメチロールプロパン、ソルビタン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。
　非イオン界面活性剤の具体例としては、例えばドデシルアルコールのエチレンオキサイド１０モル付加物、テトラデシルアルコールのエチレンオキサイド８モル付加物等が挙げられる。
　非イオン界面活性剤は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　上記縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有する平滑剤、及び非イオン界面活性剤の含有量に制限はない。平滑剤、及び非イオン界面活性剤の含有割合の合計を１００質量％とすると、縮合ヒドロキシ脂肪酸の含有割合が０．１～１５質量％であることが好ましく、０．３～１３質量％であることがより好ましい。
　本実施形態の処理剤は、さらにイオン性化合物を含有することが好ましい。イオン性化合物を含有することにより、合成繊維の集束性をより向上させることができる。
　ここで、イオン性化合物とは、イオン結合性を有する化合物を意味するものとする。イオン結合性を有する化合物としては、例えばスルフォネート塩、サルフェート塩、ホスフェート塩、脂肪酸塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、イミダゾリン化合物等が挙げられる。
　イオン性化合物は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
　上記平滑剤、非イオン界面活性剤、及びイオン性化合物の含有量に制限はない。処理剤中の平滑剤、非イオン界面活性剤、及びイオン性化合物の含有割合の合計を１００質量％とすると、縮合ヒドロキシ脂肪酸の含有割合が０．１～１５質量％であることが好ましく、０．３～１３質量％であることがより好ましい。
　（第２実施形態）
　本発明に係る合成繊維を具体化した第２実施形態について説明する。本実施形態の合成繊維には、第１実施形態の処理剤が付着している。合成繊維の具体例としては、特に制限はなく、例えば（１）ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリ乳酸エステル等のポリエステル系繊維、（２）ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド系繊維、（３）ポリアクリル、モダアクリル等のポリアクリル系繊維、（４）ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系繊維、（５）セルロース系繊維、（６）リグニン系繊維等が挙げられる。
　合成繊維は、疎水性の合成繊維であることが好ましい。疎水性の合成繊維であることにより、処理剤を付着させた際に、繊維表面を好適に改質して親水性を付与することができる。疎水性の合成繊維としては、例えば上記（１）～（４）、（６）の合成繊維を挙げることができる。
　合成繊維としては、後述する炭素化処理工程を経ることにより炭素繊維となる樹脂製の炭素繊維前駆体が好ましい。炭素繊維前駆体を構成する樹脂としては、特に限定されないが、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、フェノール樹脂、セルロース樹脂、リグニン樹脂、ピッチ等を挙げることができる。
　第１実施形態の処理剤を合成繊維に付着させる量に特に制限はないが、処理剤（溶媒を含まない）を合成繊維に対し０．１～２質量％となるように付着させることが好ましく、０．３～１．２質量％となるように付着させることがより好ましい。
　第１実施形態の処理剤を繊維に付着させる際の処理剤の形態としては、例えば有機溶媒溶液、水性液等が挙げられる。
　処理剤を合成繊維に付着させる方法としては、例えば、第１実施形態の処理剤、及び水を含有する水性液又はさらに希釈した水溶液を用いて、公知の方法、例えば浸漬法、スプレー法、ローラー法、計量ポンプを用いたガイド給油法等によって付着させる方法を適用できる。
　本発明に係る処理剤、及びこの処理剤が付着した合成繊維を用いた炭素繊維の製造方法について説明する。
　炭素繊維の製造方法は、下記の工程１～３を経ることが好ましい。
　工程１：合成繊維を紡糸するとともに、第１実施形態の処理剤を付着させる紡糸工程。
　工程２：前記工程１で得られた合成繊維を２００～３００℃、好ましくは２３０～２７０℃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。
　工程３：前記工程２で得られた耐炎化繊維をさらに３００～２０００℃、好ましくは３００～１３００℃の不活性雰囲気中で炭化させる炭素化処理工程。
　紡糸工程は、さらに、樹脂を溶媒に溶解して紡糸する湿式紡糸工程、湿式紡糸された合成繊維を乾燥して緻密化する乾燥緻密化工程、及び乾燥緻密化した合成繊維を延伸する延伸工程を有していることが好ましい。
　乾燥緻密化工程の温度は特に限定されないが、湿式紡糸工程を経た合成繊維を、例えば、７０～２００℃で加熱することが好ましい。処理剤を合成繊維に付着させるタイミングは特に限定されないが、湿式紡糸工程と乾燥緻密化工程の間であることが好ましい。
　耐炎化処理工程における酸化性雰囲気は、特に限定されず、例えば、空気雰囲気を採用することができる。
　炭素化処理工程における不活性雰囲気は、特に限定されず、例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気、真空雰囲気等を採用することができる。
　本実施形態の処理剤、及び合成繊維によれば、以下のような効果を得ることができる。
　（１）本実施形態の処理剤は、平滑剤及び非イオン界面活性剤を含有している。平滑剤は、分子中にヒドロキシ基とカルボキシ基とを有するヒドロキシ脂肪酸から縮合形成された縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有する。したがって、合成繊維の集束性を好適に向上させることができる。
　（２）本実施形態の処理剤によれば、合成繊維に対する濡れ性が向上する。したがって、処理剤をより均一に合成繊維に付着させることができる。
　（３）湿式紡糸工程と乾燥緻密化工程の間において、処理剤を合成繊維に付着させている。したがって、紡糸工程のうち、特に乾燥緻密化工程を経た合成繊維の集束性を向上させることができる。
　上記実施形態は、以下のように変更して実施できる。上記実施形態、及び、以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施できる。
　・本実施形態では、湿式紡糸工程と乾燥緻密化工程の間において、処理剤を合成繊維に付着させていたが、この態様に限定されない。乾燥緻密化工程と延伸工程の間において処理剤を合成繊維に付着させても良いし、延伸工程と耐炎化処理工程の間において処理剤を合成繊維に付着させても良い。
　・本実施形態において、合成繊維用処理剤は、縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤を含有していたが、この態様に限定されない。縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤は省略されていてもよい。
　・本実施形態において、例えば、合成繊維が、耐炎化処理工程を行なうものの、炭素化処理工程までは行わない繊維であってもよい。また、耐炎化処理工程と炭素化処理工程の両方を行わない繊維であってもよい。
　・本実施形態の処理剤又は水性液には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤又は水性液の品質保持のための安定化剤や制電剤、帯電防止剤、つなぎ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の通常処理剤又は水性液に用いられる成分をさらに配合してもよい。
　以下、本発明の構成及び効果をより具体的に説明するために実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例及び比較例の説明において、％は質量％を意味する。
　試験区分１（合成繊維用処理剤の調製）
　（実施例１）
　表１に示される各成分を使用し、縮合ヒドロキシ脂肪酸（Ａ－１）が５％、縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤（Ｂ－１）が７８％、非イオン界面活性剤（Ｃ－１）が１５％、イオン性化合物（Ｄ－１）が２％の配合割合となるようにビーカーに加えた。これらを撹拌してよく混合した。撹拌を続けながら固形分濃度が２５％となるようにイオン交換水を徐々に添加することで実施例１の合成繊維用処理剤の２５％水性液を調製した。
　（実施例２～２０及び比較例１～４）
　実施例２～２０及び比較例１～４の各合成繊維用処理剤は、表１に示される各成分を使用し、実施例１と同様の方法にて調製した。
　なお、各例の処理剤中における縮合ヒドロキシ脂肪酸の種類と含有量、縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤の種類と含有量、非イオン界面活性剤の種類と含有量、及びイオン性化合物の種類と含有量は、表１の「縮合ヒドロキシ脂肪酸」欄、「縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤」欄、及び「非イオン界面活性剤」欄、及び「イオン性化合物」欄にそれぞれ示すとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の記号欄に記載するＡ－１～Ａ－５、ｒａ－１～ｒａ－３、Ｂ－１～Ｂ－５、Ｃ－１、Ｃ－２、Ｄ－１～Ｄ－３の各成分の詳細は以下のとおりである。
　（縮合ヒドロキシ脂肪酸）
　Ａ－１：１２－ヒドロキシステアリン酸６量体縮合物
　Ａ－２：ヒマシ油脂肪酸４～５量体縮合物
　Ａ－３：ヒマシ油脂肪酸６量体縮合物
　Ａ－４：ヒマシ油脂肪酸２量体縮合物
　Ａ－５：１２－ヒドロキシドデカン酸５量体縮合物
　ｒａ－１：１２－ヒドロキシステアリン酸
　ｒａ－２：ヒマシ油脂肪酸
　ｒａ－３：イソステアリン酸
　（縮合ヒドロキシ脂肪酸以外の平滑剤）
　Ｂ－１：２５℃における動粘度が６５０ｍｍ２／ｓ、アミノ当量が１８００ｇ／ｍｏｌであるアミノ変性シリコーン
　Ｂ－２：２５℃における動粘度が９０ｍｍ２／ｓ、アミノ当量が５０００ｇ／ｍｏｌであるアミノ変性シリコーン
　Ｂ－３：２５℃における動粘度が４５００ｍｍ２／ｓ、アミノ当量が１２００ｇ／ｍｏｌであるアミノ変性シリコーン
　Ｂ－４：２５℃における動粘度が１７００ｍｍ２／ｓ、シリコーン主鎖／ポリエーテル側鎖＝２０／８０（質量比）、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝５０／５０（モル比）のポリエーテル変性シリコーン
　Ｂ－５：ビスフェノールＡのエチレンオキサイド２モル付加物のジラウリルエステル
　（非イオン界面活性剤）
　Ｃ－１：ドデシルアルコールのエチレンオキサイド１０モル付加物
　Ｃ－２：テトラデシルアルコールのエチレンオキサイド８モル付加物
　（イオン性化合物）
　Ｄ－１：１－エチル－２－（ヘプタデセニル）－４，５－ジハイドロ－３－（２－ハイドロキシエチル）－１Ｈ－イミダゾリニウムのエチル硫酸塩
　Ｄ－２：ジオクチルスルホコハク酸のナトリウム塩
　Ｄ－３：ドデシルベンゼンスルホン酸のテトラブチルホスホニウム塩
　試験区分２（合成繊維、及び炭素繊維の製造）
　試験区分１で調製した合成繊維用処理剤を用いて、合成繊維、及び炭素繊維を製造した。
　まず、工程１として、アクリル樹脂を湿式紡糸した。具体的には、アクリロニトリル９５質量％、アクリル酸メチル３．５質量％、メタクリル酸１．５質量％からなる極限粘度１．８０の共重合体を、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）に溶解してポリマー濃度が２１．０質量％、６０℃における粘度が５００ポイズの紡糸原液を作成した。紡糸原液は、紡浴温度３５℃に保たれたＤＭＡＣの７０質量％水溶液の凝固浴中に孔径（内径）０．０７５ｍｍ、ホール数１２，０００の紡糸口金よりドラフト比０．８で吐出した。
　凝固糸を水洗槽の中で脱溶媒と同時に５倍に延伸して水膨潤状態のアクリル繊維ストランド（原料繊維）を作成した。このアクリル繊維ストランドに対して、固形分付着量が１質量％（溶媒を含まない）となるように、試験区分１で調製した合成繊維用処理剤を給油した。合成繊維用処理剤の給油は、合成繊維用処理剤の４％イオン交換水溶液を用いた浸漬法により実施した。その後、アクリル繊維ストランドに対して、１３０℃の加熱ローラーで乾燥緻密化処理を行い、更に１７０℃の加熱ローラー間で１．７倍の延伸を施した後に巻き取り装置を用いて糸管に巻き取った。
　次に、工程２として、巻き取られた合成繊維から糸を解舒し、２３０～２７０℃の温度勾配を有する耐炎化炉で空気雰囲気下１時間、耐炎化処理した後に糸管に巻き取ることで耐炎化糸（耐炎化繊維）を得た。
　次に、工程３として、巻き取られた耐炎化糸から糸を解舒し、窒素雰囲気下で３００～１３００℃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後、糸管に巻き取ることで炭素繊維を得た。
　試験区分３（評価）
　実施例１～２０及び比較例１～４の処理剤について、合成繊維の集束性、及び濡れ性を評価した。各試験の手順について以下に示す。
　（紡糸集束性）
　試験区分２の工程１において、合成繊維用処理剤を給油したアクリル繊維ストランドが加熱ローラーを通過する際の集束状態を目視で確認して、以下の基準で集束性の評価を行った。その結果を表１の“紡糸集束性”欄に示す。
　・合成繊維の集束性の評価基準
　◎（良好）：集束性が良く、加熱ローラーへの巻きつきもなく、操業性に全く問題ない場合
　〇（可）：やや糸がばらけることがあるが断糸は無く操業性に問題ない場合
　×（不良）：糸のばらけが多く、頻繁に断糸が発生して操業性に影響がある場合
　（濡れ性）
　合成繊維用処理剤の有効成分４％イオン交換水溶液（イオン交換水以外を有効成分とする）を作成し、その０．１ｇをアクリル板に滴下した後、１分後の最大直径（ｍｍ）を測定し、以下の基準で評価した。その結果を表１の“濡れ性”欄に示す。
　・濡れ性の評価基準
　◎（良好）：最大直径が１２ｍｍ以上
　○（可）：最大直径が１０ｍｍ以上、１２ｍｍ未満
　×（不良）：最大直径が１０ｍｍ未満
　表１の結果から、本発明によれば、合成繊維の集束性を好適に向上させることができる。また、本発明の合成繊維用処理剤は、合成繊維に対する濡れ性が向上する。

Claims (9)

  1. 　平滑剤及び非イオン界面活性剤を含有する合成繊維用処理剤であって、
    　前記平滑剤が、分子中にヒドロキシ基とカルボキシ基とを有するヒドロキシ脂肪酸から縮合形成された縮合ヒドロキシ脂肪酸を含有することを特徴とする合成繊維用処理剤。
  2. 　前記縮合ヒドロキシ脂肪酸が、ヒマシ油脂肪酸、硬化ヒマシ油脂肪酸、リシノール酸及び１２－ヒドロキシステアリン酸から選ばれる少なくとも１つから縮合形成されたものである請求項１に記載の合成繊維用処理剤。
  3. 　前記縮合ヒドロキシ脂肪酸の縮合度が２～１０である請求項１又は２に記載の合成繊維用処理剤。
  4. 　前記平滑剤が、さらにアミノ変性シリコーンを含むものである請求項１～３のいずれか一項に記載の合成繊維用処理剤。
  5. 　前記平滑剤及び前記非イオン界面活性剤の含有割合の合計を１００質量％とすると、前記縮合ヒドロキシ脂肪酸の含有割合が０．１～１５質量％である請求項１～４のいずれか一項に記載の合成繊維用処理剤。
  6. 　さらに、イオン性化合物を含有する請求項１～５のいずれか一項に記載の合成繊維用処理剤。
  7. 　前記平滑剤、前記非イオン界面活性剤及びイオン性化合物の含有割合の合計を１００質量％とすると、前記縮合ヒドロキシ脂肪酸の含有割合が０．１～１５質量％である請求項６に記載の合成繊維用処理剤。
  8. 　前記合成繊維が、炭素繊維前駆体である請求項１～７のいずれか一項に記載の合成繊維用処理剤。
  9. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の合成繊維用処理剤が付着していることを特徴とする合成繊維。
PCT/JP2021/035330 2020-09-28 2021-09-27 合成繊維用処理剤、及び合成繊維 WO2022065476A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP21872603.2A EP4202112A4 (en) 2020-09-28 2021-09-27 SYNTHETIC FIBER PROCESSING AGENTS AND SYNTHETIC FIBER
CN202180064621.4A CN116234955A (zh) 2020-09-28 2021-09-27 合成纤维用处理剂以及合成纤维
KR1020237012151A KR102606808B1 (ko) 2020-09-28 2021-09-27 합성 섬유용 처리제 및 합성 섬유
US18/028,138 US20230340721A1 (en) 2020-09-28 2021-09-27 Synthetic fiber processing agent, and synthetic fiber

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-161861 2020-09-28
JP2020161861A JP6844881B1 (ja) 2020-09-28 2020-09-28 合成繊維用処理剤、及び合成繊維

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022065476A1 true WO2022065476A1 (ja) 2022-03-31

Family

ID=74860763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/035330 WO2022065476A1 (ja) 2020-09-28 2021-09-27 合成繊維用処理剤、及び合成繊維

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20230340721A1 (ja)
EP (1) EP4202112A4 (ja)
JP (1) JP6844881B1 (ja)
KR (1) KR102606808B1 (ja)
CN (1) CN116234955A (ja)
WO (1) WO2022065476A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7098210B1 (ja) 2022-04-15 2022-07-11 竹本油脂株式会社 炭素繊維前駆体用処理剤及び炭素繊維前駆体
JP7160426B1 (ja) 2022-08-31 2022-10-25 竹本油脂株式会社 合成繊維用処理剤及び合成繊維

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10501252A (ja) * 1994-06-13 1998-02-03 ヘンケル・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチエン ポリオールポリヒドロキシステアレート
JP2011184842A (ja) 2010-03-11 2011-09-22 Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd 炭素繊維製造用アクリル繊維油剤、炭素繊維製造用アクリル繊維および炭素繊維の製造方法
JP2012526206A (ja) * 2009-05-07 2012-10-25 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 生地を処理する方法
JP2016044210A (ja) 2014-08-20 2016-04-04 株式会社ネオス 表面改質剤

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0827473A (ja) * 1994-07-15 1996-01-30 Ito Seiyu Kk 潤滑剤
JP3778940B2 (ja) * 1995-09-06 2006-05-24 松本油脂製薬株式会社 炭素繊維の製造方法
JPH1112224A (ja) * 1997-06-20 1999-01-19 Hokoku Seiyu Kk 低酸価のモノヒドロキシカルボン酸縮合エステル
JP3988123B2 (ja) 2001-04-26 2007-10-10 オペロンテックス株式会社 ポリウレタン系弾性繊維およびその製造方法
JP2006037303A (ja) 2004-07-29 2006-02-09 Sanyo Chem Ind Ltd 繊維処理用油剤
KR20080061130A (ko) * 2006-12-28 2008-07-02 주식회사 효성 로진화합물을 포함하는 스판덱스용 방사유제
KR101562116B1 (ko) * 2011-06-06 2015-10-20 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 탄소 섬유 전구체 아크릴 섬유용 유제, 탄소 섬유 전구체 아크릴 섬유용 유제 조성물, 탄소 섬유 전구체 아크릴 섬유용 유제 처리액, 및 탄소 섬유 전구체 아크릴 섬유속과 그것을 이용한 탄소 섬유속의 제조 방법
JP5785448B2 (ja) * 2011-06-27 2015-09-30 株式会社ブリヂストン 接着剤組成物、樹脂材料、ゴム物品、および空気入りタイヤ
JP5730144B2 (ja) * 2011-06-27 2015-06-03 松本油脂製薬株式会社 合成繊維用処理剤およびその利用
JP6619336B2 (ja) * 2014-06-06 2019-12-11 松本油脂製薬株式会社 合成繊維用処理剤及びその利用
EP3192922B1 (en) * 2014-09-11 2018-12-12 Mitsubishi Chemical Corporation Oil for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil composition for carbon fiber precursor acrylic fiber, oil treatment liquid for carbon fiber precursor acrylic fiber, and carbon fiber precursor acrylic fiber bundle
CN108884281A (zh) * 2016-02-29 2018-11-23 摄南化成株式会社 树脂组合物和使用该树脂组合物的成型体
JP6523416B1 (ja) * 2017-12-06 2019-05-29 竹本油脂株式会社 合成繊維用処理剤及び合成繊維
JP6632016B1 (ja) * 2019-07-05 2020-01-15 竹本油脂株式会社 炭素繊維前駆体用処理剤、及び炭素繊維前駆体
JP6587272B1 (ja) * 2019-07-05 2019-10-09 竹本油脂株式会社 炭素繊維前駆体用処理剤、及び炭素繊維前駆体

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10501252A (ja) * 1994-06-13 1998-02-03 ヘンケル・コマンディットゲゼルシャフト・アウフ・アクチエン ポリオールポリヒドロキシステアレート
JP2012526206A (ja) * 2009-05-07 2012-10-25 ザ プロクター アンド ギャンブル カンパニー 生地を処理する方法
JP2011184842A (ja) 2010-03-11 2011-09-22 Matsumoto Yushi Seiyaku Co Ltd 炭素繊維製造用アクリル繊維油剤、炭素繊維製造用アクリル繊維および炭素繊維の製造方法
JP2016044210A (ja) 2014-08-20 2016-04-04 株式会社ネオス 表面改質剤

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4202112A4

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7098210B1 (ja) 2022-04-15 2022-07-11 竹本油脂株式会社 炭素繊維前駆体用処理剤及び炭素繊維前駆体
WO2023199877A1 (ja) * 2022-04-15 2023-10-19 竹本油脂株式会社 炭素繊維前駆体用処理剤及び炭素繊維前駆体
JP2023157605A (ja) * 2022-04-15 2023-10-26 竹本油脂株式会社 炭素繊維前駆体用処理剤及び炭素繊維前駆体
JP7160426B1 (ja) 2022-08-31 2022-10-25 竹本油脂株式会社 合成繊維用処理剤及び合成繊維
WO2024048621A1 (ja) * 2022-08-31 2024-03-07 竹本油脂株式会社 合成繊維用処理剤及び合成繊維
JP2024033894A (ja) * 2022-08-31 2024-03-13 竹本油脂株式会社 合成繊維用処理剤及び合成繊維

Also Published As

Publication number Publication date
KR102606808B1 (ko) 2023-11-29
KR20230053715A (ko) 2023-04-21
EP4202112A1 (en) 2023-06-28
JP2022054692A (ja) 2022-04-07
CN116234955A (zh) 2023-06-06
EP4202112A4 (en) 2023-11-01
JP6844881B1 (ja) 2021-03-17
US20230340721A1 (en) 2023-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111676700B (zh) 碳纤维前体用处理剂以及碳纤维前体
WO2022065476A1 (ja) 合成繊維用処理剤、及び合成繊維
CN116234956B (zh) 丙烯酸类树脂纤维用处理剂以及丙烯酸类树脂纤维
JP6587272B1 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤、及び炭素繊維前駆体
JP7511948B2 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤及び炭素繊維前駆体
KR102481838B1 (ko) 탄소 섬유 전구체용 처리제 및 탄소 섬유 전구체
JP6984930B1 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤及び炭素繊維前駆体
JP6973837B1 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤、及び炭素繊維前駆体
WO2021251320A1 (ja) 合成繊維用処理剤、及び合成繊維
JP6798734B1 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤、炭素繊維前駆体、及び耐炎化繊維の製造方法
JP7418886B1 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤及び炭素繊維前駆体
JP6587273B1 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤、及び炭素繊維前駆体
JP6795238B1 (ja) 合成繊維用処理剤の製造方法、合成繊維用処理剤、合成繊維、及び合成繊維の製造方法
JP6777352B1 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤、炭素繊維前駆体用処理剤の水性液、炭素繊維前駆体、及び炭素繊維の製造方法
WO2023199877A1 (ja) 炭素繊維前駆体用処理剤及び炭素繊維前駆体

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21872603

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 202327020478

Country of ref document: IN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021872603

Country of ref document: EP

Effective date: 20230323

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20237012151

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE