本发明专利技术提供：丙烯酸纤维用处理剂，在将赋予处理剂而制造的碳纤维制造用丙烯酸纤维长期保存时，可以抑制碳纤维制造用丙烯酸纤维的劣化；使用该处理剂的碳纤维制造用丙烯酸纤维；及使用该处理剂的碳纤维的制造方法。本发明专利技术的丙烯酸纤维处理剂含有氨基改性聚硅氧烷(A)、布朗斯台德酸化合物(B)及乙炔系表面活性剂(C)。本发明专利技术的碳纤维制造用丙烯酸纤维为使本发明专利技术的丙烯酸纤维处理剂附着于碳纤维制造用丙烯酸纤维的原料丙烯酸纤维而成的。
Acrylic Fiber Treatment Agent and Its Application
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】丙烯酸纤维处理剂及其用途
本专利技术涉及丙烯酸纤维处理剂及其用途。更详细地说，涉及在制造丙烯酸纤维时所使用的处理剂、使用该处理剂的碳纤维制造用丙烯酸纤维(以下有时称为前体)、以及使用该处理剂的碳纤维的制造方法。
技术介绍
碳纤维利用其优异的机械特性，作为与被称为基质树脂的塑料的复合材料用的强化纤维，而广泛利用在航空航天用途、运动用途、一般产业用途等。作为制造碳纤维的方法，首先，制造碳纤维制造用丙烯酸纤维(有时称为前体)(有时将制造此前体的制造工序称为制丝工序)。一般是将此前体在200～300℃的氧化性气氛中转换成耐火化纤维(以下有时将此工序称为耐火化处理工序)，接着在300～2000℃的不活泼气氛中进行碳化(以下有时将此工序称为碳化处理工序)的方法(以下有时将耐火化处理工序与碳化处理工序合并称为烧成工序)。在此前体的制造时，经过与通常的丙烯酸纤维相比而以高倍率拉伸的拉伸工序。此时，容易引起纤维相互之间的胶着，无法均匀地进行高倍率拉伸，因此变成不均匀的前体。将这样的前体烧成而得到的碳纤维会有无法得到充分的强度的问题。另外，在前体的烧成时，会有单纤维相互之间发生熔接，使所得到的碳纤维的质量、等级下降的问题。为了防止前体的胶着、防止碳纤维的熔接，大多提出如下技术：作为赋予前体的处理剂，而在湿润时及高温环境下将纤维－纤维间摩擦低且具有优异剥离性的硅酮系处理剂(特别是，可通过基于热的交联反应而进一步提高耐热性的氨基改性聚硅氧烷系处理剂)赋予前体的技术(参照专利文献1至2)。将赋予此种处理剂所制造的前体长期保存后，会有引起前体的经时劣化的问题。因此，在将长期保存后的前体烧成来制造碳纤维的情况下，会有在烧成工序中产生绒毛，烧成后的碳纤维强度下降等的问题存在。在先技术文献专利文献专利文献1：日本国特开2001–172879号公报专利文献2：日本国特开2002–129481号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题有鉴于相关的以往的技术背景，本专利技术的目的是提供：丙烯酸纤维用处理剂，其为将赋予处理剂所制造的碳纤维制造用丙烯酸纤维长期保存时、可以抑制碳纤维制造用丙烯酸纤维的劣化的丙烯酸纤维用处理剂；使用该处理剂的碳纤维制造用丙烯酸纤维；及使用该处理剂的碳纤维的制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人等为了解决上述课题而经过深入研究，结果发现：将赋予处理剂所制造的前体长期间保管时的劣化，归因于处理剂中所含有的氨基改性聚硅氧烷的氨基、且归因于为了将氨基改性聚硅氧烷乳化而使用的乳化剂向纤维内部的浸透。而且发现，若并用氨基改性聚硅氧烷(A)、布朗斯台德酸化合物(B)及乙炔系表面活性剂(C)，则可以抑制因氨基所造成的前体的劣化、以及因乳化剂向纤维内部的浸透所造成的前体的劣化，从而完成本申请专利技术。即，本专利技术的丙烯酸纤维处理剂含有氨基改性聚硅氧烷(A)、布朗斯台德酸化合物(B)及乙炔系表面活性剂(C)。相对于上述氨基改性聚硅氧烷(A)的氨基1摩尔，布朗斯台德酸化合物(B)的比例优选为0.01～2.5摩尔当量。相对于上述氨基改性聚硅氧烷(A)100重量份，上述乙炔系表面活性剂(C)的比例优选为0.1～12重量份。上述乙炔系表面活性剂(C)优选为选自乙炔醇(C1)、乙炔二醇(C2)、对乙炔醇加成环氧烷而得的化合物(C3)及对乙炔二醇加成环氧烷而得的化合物(C4)中的至少1种。上述乙炔醇(C1)优选为以下述通式(1)所示的化合物。上述乙炔二醇(C2)优选为以下述通式(2)所示的化合物。上述对乙炔醇加成环氧烷而得的化合物(C3)优选为以下述通式(3)所示的化合物。上述对乙炔二醇加成环氧烷而得的化合物(C4)优选为以下述通式(4)所示的化合物。[化1](式(1)中，R1及R2分别独立为碳数1～8的烷基。)[化2](式(2)中，R3、R4、R5及R6分别独立为碳数1～8的烷基。)[化3](式(3)中，R1及R2分别独立为碳数1～8的烷基。R7为氢原子或碳数1～5的烷基。AO表示碳数2～4的氧亚烷基。N为1～50的数。)[化4](式(4)中，R3、R4、R5及R6分别独立为碳数1～8的烷基。R7为氢原子或碳数1～5的烷基。需要说明的是，在式(4)中，多个R7相同或相异。AO表示碳数2～4的氧亚烷基。m、n分别独立为1～50的数。)上述氨基改性聚硅氧烷(A)在处理剂的不挥发组分中所占的重量比率优选为40～95重量％本专利技术的丙烯酸纤维用处理剂优选还含有聚氧亚烷基烷基醚(D)。上述聚氧亚烷基烷基醚(D)优选含有以下述通式(5)所示的化合物。[化5](通式(5)中，R8表示碳数6～22的烷基。AO表示碳数2～4的氧亚烷基。j分别独立为1～50的数。)相对于上述氨基改性聚硅氧烷(A)100重量份，上述乙炔系表面活性剂(C)与上述聚氧亚烷基烷基醚(D)的合计比例优选为5～50重量份。本专利技术的碳纤维制造用丙烯酸纤维为使上述的丙烯酸纤维处理剂附着于碳纤维制造用丙烯酸纤维的原料丙烯酸纤维而成的。本专利技术的碳纤维的制造方法包括下列工序：使上述的纤维处理剂附着于碳纤维制造用丙烯酸纤维的原料丙烯酸纤维并制丝的制丝工序；在200～300℃的氧化性气氛中转换成耐火化纤维的耐火化处理工序；以及，进一步地使所述耐火化纤维在300～2000℃的不活泼气氛中进行碳化的碳化处理工序。专利技术效果关于本专利技术的丙烯酸纤维处理剂，在将赋予处理剂而制造的碳纤维制造用丙烯酸纤维长期保存时，可以抑制碳纤维制造用丙烯酸纤维的劣化。若使用本专利技术的碳纤维制造用丙烯酸纤维，则即使使用经过长期保存的丙烯酸纤维束，在烧成工序中也可抑制绒毛的发生，可以得到高强度、高质量的碳纤维。若依据本专利技术的碳纤维的制造方法，则即使使用经过长期保存的丙烯酸纤维束，在烧成工序中也可抑制绒毛的发生，可以得到高强度、高质量的碳纤维。具体实施方式(氨基改性聚硅氧烷(A))本专利技术的处理剂必须含有氨基改性聚硅氧烷(A)。氨基改性聚硅氧烷的作为改性基的氨基(包括具有氨基的有机基)可以与作为主链的聚硅氧烷的侧链键合，也可以与末端键合，还可以与两者键合，但从在耐火化处理工序中的纤维保护的观点出发，优选与侧链键合(在侧链具有氨基)。另外，该氨基可以是单胺型、二胺型、多胺型中的任一者，也可以在1分子中并存两者，但从在耐火化处理工序中将处理剂均匀赋予至纤维束内部为止、且使处理剂皮膜化而保护纤维的观点出发，优选单胺型或二胺型。氨基改性聚硅氧烷(A)可以单独使用一种，也可以组合二种以上使用。关于氨基改性聚硅氧烷(A)在25℃时的动态粘度，从发挥本申请效果的观点出发，优选为50～30000mm2/s。动态粘度低于50mm2/s时，处理剂变得容易飞散，且在水系乳化后乳液的溶液稳定性变差，有时无法将处理剂均匀地赋予至纤维。结果，有时无法防止纤维的熔接。动态粘度超过30000mm2/s时，有时粘合性所引起的胶接(日文：ガムアップ)成为问题。该动态粘度的上限值优选依序为25000mm2/s、20000mm2/s、10000mm2/s、5000mm2/s、4000mm2/s、3000mm2/s、2500mm2/s。关于氨基改性聚硅氧烷(A)的氨基当量，从防止纤维间的胶着或熔接的观点出发，优选为300～10000g/mol，更优选为500～10000g/mol，进一步优选为10本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种丙烯酸纤维用处理剂，其含有氨基改性聚硅氧烷(A)、布朗斯台德酸化合物(B)及乙炔系表面活性剂(C)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.09 JP 2017-0449941.一种丙烯酸纤维用处理剂，其含有氨基改性聚硅氧烷(A)、布朗斯台德酸化合物(B)及乙炔系表面活性剂(C)。2.如权利要求1所述的丙烯酸纤维用处理剂，其中，相对于所述氨基改性聚硅氧烷(A)的氨基1摩尔，布朗斯台德酸化合物(B)的比例为0.01摩尔当量～2.5摩尔当量。3.如权利要求1或2所述的丙烯酸纤维用处理剂，其中，相对于所述氨基改性聚硅氧烷(A)100重量份，所述乙炔系表面活性剂(C)的比例为0.1重量份～12重量份。4.如权利要求1～3中任一项所述的丙烯酸纤维用处理剂，其中，所述乙炔系表面活性剂(C)为选自乙炔醇(C1)、乙炔二醇(C2)、对乙炔醇加成环氧烷而得的化合物(C3)及对乙炔二醇加成环氧烷而得的化合物(C4)中的至少1种。5.如权利要求4所述的丙烯酸纤维用处理剂，其中，所述乙炔醇(C1)为以下述通式(1)所示的化合物，所述乙炔二醇(C2)为以下述通式(2)所示的化合物，所述对乙炔醇加成环氧烷而得的化合物(C3)为以下述通式(3)所示的化合物，所述对乙炔二醇加成环氧烷而得的化合物(C4)为以下述通式(4)所示的化合物，式(1)中，R1及R2分别独立为碳数1～8的烷基，式(2)中，R3、R4、R5及R6分别独立为碳数1～8的烷基，式(3)中，R1及R2分别独立为碳数1～8的烷基，R7为氢原子或碳数1～5的烷基，AO表示碳数2～4的氧亚烷基，n为1...
【专利技术属性】
技术研发人员：吉田昌彦，中山武圭，
申请(专利权)人：松本油脂制药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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