JPS59116473A - アクリル系炭素繊維製造用油剤 - Google Patents

アクリル系炭素繊維製造用油剤

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JPS59116473A
JPS59116473A JP23430682A JP23430682A JPS59116473A JP S59116473 A JPS59116473 A JP S59116473A JP 23430682 A JP23430682 A JP 23430682A JP 23430682 A JP23430682 A JP 23430682A JP S59116473 A JPS59116473 A JP S59116473A
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oil agent
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acid
producing acrylic
present
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藤井 吏
淳 磯部
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Takemoto Oil and Fat Co Ltd
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Takemoto Oil and Fat Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は炭素繊維製造の際に前駆体として使用するアク
リル繊維の処理用油剤に関し、更に詳しくは耐炎化処理
前の工程でアクリル繊維に付与し、優れた工程通過性を
与えると共に、耐炎化工程以降での繊維の融着を防止し
、よって物性の優れたアクリル系炭素繊維を製造するだ
めの油剤に関する○ アクリル繊維を原料として炭素繊維を製造する場合、プ
レカーサーと呼ばれるアクリル繊維を200〜300℃
の酸化性雰囲気下で加熱焼成して耐炎化繊維となした後
、300−1700℃の不活性雰囲気下で加熱して炭化
する方法が採用される。そして、かかるアクリル系炭素
繊維の′製造において、高品質の炭素繊維を得るには、
プレヵー−リ−の分繊性が良く且っ耐炎化工程での融着
の少ないことが重要である。
したがって、アクリル系炭素繊維のプレカーサーを製造
する工程で付与される油剤には、一般的な平滑性、帯電
防止性、集束性の機能を該繊維に句与すると共に、繊維
の分繊性に優れ且つ融着を防1トする機能が要求される
従来一般に、アクリル繊維の処理用油剤としては、フォ
スフェートのアルカリ金属塩、各種カチオン活性剤、ポ
リオキシアルキレンエーテル等が主に用いられているが
、これらのものは帯電防止性、集束性、平滑性では一応
の性能を有してはいるものの、これらの油剤の特性とし
て油剤の分解によって分繊性が劣り、また200〜3o
o℃の温度下で行われる耐炎化繊維製造工程ではタール
を生じたり、或いは加熱初期に処理された油剤の大部分
が揮散して、繊維間に融着が生じる等、炭。
素繊維製造用プレカーサーを処理する油剤と1−ては充
分な性能を有していない。
本発明者等は、斜上の如き観点から、アク・リル系炭素
繊維の製造においてプレカーサーの製造及び耐炎化工程
での工程通過性(以下、単に平滑性という)や分繊性に
優れ、且つ融着等の障害のない、品質の安定した炭素繊
維を得るだめの油剤について鋭意研究した結果、特定の
エステルと含窒素界面活性剤とを含有する油剤とすれば
よいことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、脂肪族二塩基酸の二つのカルボキシ
ル基の各々に水酸基を2〜4個有する脂肪族多価アルコ
ールが結合されていて且つ該脂肪族多価アルコールの遊
離の水酸基の一部又は全部に次の一般式で示されるチオ
脂肪酸類が結合されたエステルと、含窒素界面活性剤と
を含有するアクリル系炭素繊維製造用油剤に係る。
一般式:   R8(CH2)nC00H(但し、Rは
炭素数が6〜22である、アルキル基又はアルケニル基
。72は1〜3の整数。) 本発明における脂肪族二塩基酸には、コハク酸、アジピ
ン酸、セバシン酸、アゼライン酸、α、ω−エイコサン
、ジカルボキシリックアシノドCHOOC(CI[(2
)2oCOOH〕等、またスルフィド結合を有する脂肪
族二塩基酸であるチオジプロピオン酸等がある。
寸だ、本発明における水酸基を2〜4個有する脂肪族多
価アルコールには、エチレングリコール、プロビレ/グ
リコール、1.4−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、1.6−ヘキザンジオール等の脂肪族グリコー
ル、ジエチレングリコールやl・ジエチレングリコール
等のポリアルキレングリコールの如きエーテル結合を有
する脂肪族グリコール、チオジェタノール等のスルフィ
ド結合を有する脂肪族グリコール、グリセリンやトリメ
チロールプロパン等の三価アルコール、ペンタエリスリ
トールやジグリセリン等の四価アルコール等がある。
更に、本発明におけるチオ脂肪酸類には、γオクチルチ
オブタン酸、β−ラウリルチオプロピオン酸、β−ミリ
スチルチオプロピオン酸、β−セチルチオプロピオン酸
、β−オレイルチオプロピオン酸、t−オクチルチオ酢
酸等がある。
本発明におけるエステルは、以上の各成分から、公知の
種々の方法で合成される。例えば、n(但し、2≦n≦
4)個の水酸基を有する脂肪族多価アルコ−/l/ 2
 モ/l/ト、フルキル又ハアルヶニルチオ脂肪酸2 
(tz  1 )モルとを、p−トルエンスルポン酸の
触媒存在下、110〜120℃で減圧脱水させて反応せ
しめた後、更に1モルの脂肪族二塩基酸を加え、再び1
10〜120℃で減圧脱水させて反応せしめることによ
り得られる。
かくして得られる本発明におけるエステルは、その分子
量が平滑性及び乳化性の点で2000以下であることが
好ましい。
本発明において、以上説明したエステルと共に含有され
る含窒素界面活性剤成分は、アルキルリン酸エステルア
ミン塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステルア
ミン塩、アルキルイミダゾリンとジアルキルサルフェー
トとから得られる四級塩、又は次の一般式で示される三
級アミンオキザイド等から適宜に1種又は2種以上が選
ばれる。
↑ 一般式:   RI  N  R3 ? 2 (但し、RIは炭素数が8〜22である、アルキル基、
アルケニル基又はヒドロキシエチル基。
R2とR3とは、同時に同じであっても又は異なってい
てもよいが、炭素数が1〜22である、アルキル基又は
アルケニル基。) これらの具体例としては、ラウリルリン酸エステル・ジ
ェタノールアミン塩、ステアリルリン酸エステル−モノ
エタノールアミン塩、I−セチルリン酸エステル・ジブ
チルエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンステアリ
ルエーテルリン酸エステルのトリエタノールアミン塩、
ポリオキシエチレンオクチルエーテルリン酸エステルの
ジェタノールアミン塩、ポリオキシエチレンオクチルン
エニルフォスフェ〜トのラウリルアミン塩、ヘクタデセ
ニルエチルイミダゾリニウムエチルサルフ工−ト、ウン
デシルメチルイミダゾリニウムメチルサルフェート、ジ
メチルラウリルアミンオ・キザイド、メチルオクチルス
テアリルアミンオキザイド、ジオクチルオレイルアミン
オキザイド又Q」、ジステアリルヒドロキシエチルアミ
ンオキサイド等があるが、かかる含窒素界面活性剤とし
て特に三級アミンオキサイドを使用した場合にその効果
が著るしい。
本発明において、前述のエステル含有率は+IjJ炎化
工種化工程維の融着を充分に防止するために40重量係
以上であることが好ましく、丑だ前述の含窒素界面活性
剤含有率は油剤の耐融着性と帯電防止性を充分に上げる
ために3重量係以上が好ましい。
本発明に係る油剤は、以上の各成分を必須成分として含
有するものであるが、本発明の効果を損なわない範囲で
、前述のエステルの乳化性等を向上きせるために、PO
Eアルキルフェニルエーテル、POEアルキルエーテル
、脂肪酸EO付加物等、具体的には、t−ブチルフェノ
ール、ノニルフェノール、ベンジルフェノール、ラウリ
ルアルコール、ステアリルアルコール、オレイルアルコ
ール、ベヘニルアルコール、ラウリン酸、バルミチン酸
、オレイン酸、ベヘニン酸等のEO付加物等、の非イオ
ン界面活性剤を使用することができ、更にこの他、ヤシ
油、POE(2)ビスフェノールA・ジラウレート、ポ
リジメチルシリコン等の平滑剤や酸化防止剤又は防腐剤
等をも適宜使用することができる。
本発明に係る油剤の具体的使用(ハ、水系エマルジョン
又は有機溶剤溶液として、ローラー給油や浸漬法等の公
知の給油方法でプレカーサー製造工程中又は製造工程後
に給油する。この際、プレカーサーへの油剤付与量は、
帯電防止性の点で01重鼠係以上が好ましく、耐融着性
の点で3重量係以下が好ましい。
以上説明した通り、本発明に係る油剤は、耐炎化処理一
工程以前にアクリル系合成繊維へ付与することにより、
究極において高品質の炭素繊維を製造することができる
尚、本発明におけるアクリル系炭素繊維製造に使用され
るアクリルプレカーサートウは、ア、クリルニトリルの
単独重合体、もしくはアクリルニトリルを少なくとも8
5モル係以上、より好ましくは90モル%以上含有する
アクリルニトリル系共重合体から製造されるものである
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため試
験例を挙げる。
試験例 ■に示す(1)〜(29の成分を用い、第1表中に記載
した配合割合(重量%)の油剤(区分1〜9は実施例、
区分10〜17は比較例)を調整し、該油剤で■の試験
を行なった。結果は第2表中に示す通シである。
・I−試験 アクリルフィラメント糸(75テニ−ル/40フィラメ
ント)に第1表中記載の各油剤をそれぞれ其着量05±
0.1%になるようにローラー給油法で付与させた試料
糸を調整し、該処理系の摩擦係数及び発生電気を後述の
方法で測定した0″!、た、アクリルフィラメント糸(
16000デニール/12000フイラメント)に第1
表中記載の各油剤をそれぞれ付着量0.5±1%になる
ように浸漬法でイーJJシさせた後、乾熱ローラーを用
いて115Cで4秒間乾燥して得たプレカーサートウを
調整し、これを試料としてその分繊性を後述の方法で評
価した。更に、分繊後のプレカーサートウを250℃の
強制循環式オーブンで60分間処理し、これを試料とし
てその耐融着性を後述の方法で評価した。
・・摩擦係数及び発生電気 20℃、65%RHの雰囲気下で24時間放置した試料
糸を同条件下で初張力20g、糸速100777分でク
ロムメッキ梨地加工ピンと接触走行させて、その摩擦系
数をμメーター(エイコー測器社製)で測定した。また
、同時にクロムメッキ梨地加工ビンとの接触点での発生
電気を春日式集電器で測定した。いずれも、測定値(絶
対値)が小さい程、良いのである。
・・分繊性 試料のプレカーサートウを2mに切断し、黒紙上で軽く
振盪して、分繊状態を次の標準で評価した。
◎:分繊性良 ○:分繊性可 △:分繊性やや不良 X:分繊性著るしく不良 ・・耐融着性 試料の耐炎化繊維を2ctnに切断し、白紙上で軽く振
盪して、耐融着状態を次の標準で評価した。
◎:融着なし ○;融着ごく僅があシ △:融着ややあり ×:融着火 ××:融着著るしく犬 ・■−酸成 分H3 CI(3 CH3 」 CH3 C18H35SC2H4COOCH2H2C0OCH+
C25H,+sC+s(5)          CH
OOC(CH2)BCOOHC■ Cl8H35SC2H4COOCH21hCOOC](
4czsHa5c+5(6)流動パラフィン(120秒
R,W、 /30℃)(力 i−ステアリルステアレー
ト (8)  なたね油 (9)ポリエーテル(MW:1000)00)  ポリ
ジメチルシロキサン(乳化物〕(団 アミノ変性シリコ
ン(乳化物) (12)  P OE (10)ノニルフェニルエーテ
ル(13)  POE(6)ラウリルエーテル(14)
  POE(8)パルミテート(+51 、 P OE
 (30)水添ひ捷し油(161P OE (22)ソ
ルビタントリオレート(171i−セチルフォスフェー
トジェタノールアミン塩 (t8)  POE(3)ラウIJルフオスフエートモ
ノエタノールアミン塩 09)  POE(2)オクチルフェノールフォスフェ
ートトリエタノールアミン塩 (20)ステアリルエチルイミダゾリニウムモノエチル
サルフェート (21)  ジメチルラウリルアミンオキサイド(22
)  ジオクチルオレイルアミンオキサイド(23+ 
 ジステアリルヒドロキシアミンオキサイド(24) 
 ラウリン酸カリウム (25)  セチルスルホン酸ナトリウム第1表 注)第1表は次頁へ続く 第1表(続き) 第2表 第2表の結果からも、本発明に係る油剤が、アクリル系
炭素繊維製造用油剤に要求される分繊性及び耐融着性に
おいて優れた性能を有し、平滑性及び帯電防止性におい
ても良好であることは明らかである。そして特に、本試
験例の中では、比較例14に対する実施例2の結果及び
比較例10に対する実施例2の結果によシ本発明におけ
るエステルと含窒素界面活性剤との相剰効果が、また実
施例3に対する実施例2の結果により本発明における含
窒素界面活性剤の中でも三級アミンオキサイドの効果が
判る。
特許出願人   竹本油脂株式会社 代理人 弁理士 入 山 宏 正

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 脂肪族二塩基酸の二つのカルボキシル基の各々に水
    酸基を2〜4個有する脂肪族多価アルコールが結合され
    ていて且つ該脂肪族多価アルコールの遊離の水酸基に次
    の一般式で示されるチオ脂肪酸類が結合されたエステル
    と、含窒素界面活性剤とを含有することを特徴とするア
    クリル系炭素繊維製造用油剤。 一般式:   R8(CH2)nCOOH(但し、Rは
    炭素数が6〜22である、アルキル基又はアルケニル基
    。72は1〜3の整数。) 2 含窒素界面活性剤が次の一般式で示される三級アミ
    ンオキザイドである特許請求の範囲第1項記載のアクリ
    ル系炭素繊維製造用油剤。 一般式:    &  N R3 2 (但し、R1は炭素数が8〜22である、アルキル基、
    アルケニル基又はヒドロキシエチル基。 R2とR3とは、同時に同じであっても又は異なってい
    てもよいが、炭素数が1〜22である、アルキル基又は
    アルケニル基。)
JP23430682A 1982-12-22 1982-12-22 アクリル系炭素繊維製造用油剤 Granted JPS59116473A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56375A (en) * 1979-06-11 1981-01-06 Takemoto Oil & Fat Co Ltd Oil agent for treating fiber
JPS5751873A (en) * 1980-07-24 1982-03-26 Hoechst Ag Preparing agent for synthetic fiber

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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