JP2002266250A - 炭素繊維製造工程用油剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素繊維製造工程において、優れた耐熱性や
単繊維の接着防止性を示し、灰分による炭素繊維の性能
低下のない炭素繊維製造工程用油剤を得る。 【解決手段】 下記一般式（１）で示される１種以上の
化合物を含有することを特徴とする炭素繊維製造工程用
油剤。 ［但し、式中、Ｘ：水素原子またはモノカルボン酸残
基、Ｒ：炭素数２〜３２の炭化水素基、Ａ：炭素数２〜
１０の炭化水素基、ｍ：１〜１００の整数、ｎ：１〜５
００の整数、複数個のＸ、Ｒ、Ａ、ｎは同一であっても
異なっていてもよい。］

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、炭素繊維製造工程
用油剤に関するものである。更に詳しくは、炭素繊維の
前駆体繊維の製造工程または耐炎化工程前に付与する炭
素繊維製造工程用油剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】炭素繊維は、一般に酸化性雰囲気下で２
００〜３００℃に加熱された後、さらに不活性雰囲気下
で７００℃以上に加熱される工程を経て製造されるた
め、高度な耐熱性と熱処理を受けても繊維が融着しな
い、等の性能を有する油剤が必要とされる。従来、優れ
た耐熱性や単繊維の接着防止性を示す炭素繊維製造工程
用油剤として、アミノ変性基を有したオルガノポリシロ
キサン化合物が知られている（特開平５−１４０８２１
号公報等）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
オルガノポリシロキサン化合物では、焼成後に残るケイ
素化合物（灰分）の処理コストや灰分による焼成炉の内
壁等の破損、及び残存する灰分による炭素繊維の性能低
下という問題点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
本発明は、下記一般式（１）で示される１種以上の化合
物を含有することを特徴とする炭素繊維製造工程用油
剤；上記の油剤を、炭素繊維の前駆体繊維に、処理後の
繊維の質量に基づいて、純分で０．０１〜１０質量％付
与する炭素繊維の前駆体繊維の処理方法；並びに上記の
油剤を用いて製造される炭素繊維；である。 ［但し、式中 Ｘ：水素原子またはモノカルボン酸残基 Ｒ：炭素数２〜３２の炭化水素基 Ａ：炭素数２〜１０の炭化水素基 ｍ：１〜１００の整数 ｎ：１〜５００の整数 複数個のＸ、Ｒ、Ａ、ｎは同一であっても異なっていて
もよい。］

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の炭素繊維製造工程用油剤
中には一般式（１）で示される化合物を必須成分として
含有する。式（１）中、Ｘは水素原子又はモノカルボン
酸残基であって、それぞれのＸは同一でも異なっていて
もよい。Ｘとしてはモノカルボン酸残基が好ましい。モ
ノカルボン酸残基とはモノカルボン酸からＯＨを除いた
残基を言う。モノカルボン酸残基の炭素数は、通常２〜
３２であり、好ましくは４〜２４、さらに好ましくは８
〜１８である。炭素数がこの範囲であると、油剤として
の平滑性がより良好になる。上記モノカルボン酸として
は、例えば、炭素数２〜３２の飽和脂肪酸（酢酸、プロ
ピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、カ
プリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、
ステアリン酸など）、炭素数３〜３２の不飽和脂肪酸
（アクリル酸、メタクリル酸、オレイン酸、リノール
酸、リノレン酸など）、炭素数６〜３２の環状飽和カル
ボン酸（シクロヘキサンカルボン酸、シクロオクタンカ
ルボン酸など）、炭素数６〜３２の環状不飽和カルボン
酸（シクロヘキセンカルボン酸など）、および炭素数７
〜３２の芳香族系カルボン酸（フェニル酢酸、安息香
酸、トルイル酸など）が挙げられる。これらのうちで好
ましいのは、飽和脂肪酸および不飽和脂肪酸であり、さ
らに好ましいのは、ラウリン酸、パルミチン酸、ステア
リン酸およびオレイン酸である。

【０００６】Ｒは、炭素数２〜３２の１種以上の２価の
炭化水素基であって、ｍが２以上の場合の複数のＲは、
同一のものであっても異なっていてもよい。Ｒの炭素数
は２〜１８であることが好ましく、２〜１０であること
がさらに好ましく、２〜６であることがとくに好まし
い。Ｒの炭素数がこれらの範囲であると、炭素繊維の前
駆体繊維（アクリル繊維、レーヨン繊維、ピッチ系繊維
等；以下、これらをプレカーサーと略する。）への吸着
性がさらに良好になる傾向がある。炭化水素基の例とし
ては、炭素数２〜３２の直鎖もしくは分岐の飽和炭化水
素基（エチレン基、プロピレン基、ブチレン基など）、
炭素数５〜３２の飽和環状炭化水素基（シクロヘキシレ
ン基、シクロオクチレン基など）、炭素数５〜３２の不
飽和環状炭化水素基（シクロペンタジエニレン基など）
および炭素数６〜３２の芳香族系炭化水素基（フェニレ
ン基、ベンジレン基、トリレン基、ビフェニレン基、ナ
フチレン基など）が挙げられる。これらのうち好ましい
のは、直鎖飽和炭化水素基および芳香族系炭化水素基で
あり、さらに好ましいのはエチレン基、１，３−プロピ
レン基およびフェニレン基であり、とくに好ましいの
は、エチレン基である。

【０００７】Ａは、炭素数２〜１０の１種以上の２価の
炭化水素基である。Ａの炭素数は２〜６であることが好
ましく、２〜４であることがさらに好ましい。Ａの炭素
数がこの範囲であると、耐熱性と平滑性のバランスが良
い。Ａの具体的な例としては、Ｒの例で述べたもののう
ち炭素数２〜１０のものが例示できる。これらのうち好
ましいのは、直鎖もしくは分岐の飽和炭化水素基であ
り、さらに好ましいのはエチレン基、１，２−および
１，３−プロピレン基、１，２−、１，３−、２，３−
および１，４−ブチレン基であり、とくに好ましいの
は、エチレン基および１，２−プロピレン基である。

【０００８】ｍは、１〜１００の整数であって、１〜８
０であることが好ましく、１〜５０であることがより好
ましく、１〜１０であることがとくに好ましい。ｍがこ
の範囲であると、耐熱性が良好となる。

【０００９】ｎは、１〜５００の整数であって、３〜３
００であることが好ましく、５〜２００であることがよ
り好ましい。ｎがこの範囲であると油剤粘度が適切な範
囲となり、付着性が良好となる。ｎが小さくなると水に
対する分散性が低下する傾向にあり、ｎが大きくなると
熱安定性や繊維に対する付着性が低下する傾向にある。

【００１０】式（１）で示される化合物としては、例え
ば、ポリアミン、もしくはそれとモノカルボン酸とのア
ミド化物に、炭素数２〜１０のアルキレンオキシドが付
加され、さらに必要によりモノカルボン酸でエステル化
された構造の化合物が挙げられる。上記ポリアミンとし
ては、炭素数が２〜２００のものが好ましく、さらに好
ましくは２〜１００、とくに好ましくは２〜３２であ
る。具体例としては、炭素数２〜３２（好ましくは２〜
６）のアルキレンジアミン（エチレンジアミン、１，３
−ジアミノプロパン、１，４−ジアミノブタン、１，５
−ジアミノペンタンなど）、炭素数４〜３２（好ましく
は４〜１２）のポリアルキレンポリアミン（ジエチレン
トリアミン、トリエチレンテトラミン、ペンタエチレン
ヘキサミンなど）、および炭素数６〜３２の芳香族系ジ
アミン（フェニレンジアミンなど）が挙げられる。これ
らのうち、好ましいのは、炭素数２〜６のアルキレンジ
アミン、炭素数４〜１２のポリアルキレンポリアミン、
およびフェニレンジアミンであり、さらに好ましいのは
エチレンジアミンである。

【００１１】上記モノカルボン酸の例としては、先にＸ
のモノカルボン酸残基を形成する酸の例として例示した
化合物などが挙げられる。好ましいものの例も同様であ
る。

【００１２】上記アルキレンオキシドとしては、例え
ば、エチレンオキシド（ＥＯ）、プロピレンオキシド
（ＰＯ）、１，２−、１，３−、２，３−および１，４
−ブチレンオキシド（ＢＯ）、スチレンオキシド、並び
にこれらの２種以上の併用（ブロック及び／又はランダ
ム付加）が挙げられる。これらのうち、好ましくはＥ
Ｏ、ＰＯ、ＢＯであり、さらに好ましくは、ＥＯおよび
ＰＯである。

【００１３】式（１）の化合物の製法としては特に限定
されないが、例えば、２個のアミノ基と（ｍ−１）個
（ｍ＝１のときは０個）のイミノ基を有するポリアミン
１モルに対し約２モルのモノカルボン酸を反応させてア
ミド化した後、アルキレンオキシド（ｍ＋１）〜５００
（ｍ＋１）モルを塩基性又は酸性触媒の存在下、１１０
℃〜１５０℃で付加反応させ、反応生成物にさらにモノ
カルボン酸を反応させエステル化する方法が挙げられ
る。

【００１４】この際のアミド化及びエステル化の反応条
件としては、通常用いられる方法でよく、いずれの場合
も、反応は常圧、加圧下又は減圧下で行うことができ、
触媒の存在下に行ってよい。反応温度は通常７０〜２５
０℃、反応時間は通常１〜３０時間である。触媒として
は、酸触媒（例えばパラトルエンスルホン酸、メタンス
ルホン酸、硫酸等）、金属触媒（ジブチルスズオキサイ
ド、酢酸亜鉛等）又はアルカリ触媒〔例えば水酸化カリ
ウム、水酸化ナトリウム、１，８−ジアザビシクロ
［５，４，０］ウンデセン（ＤＢＵ）等〕等が使用でき
る。触媒を用いる場合の使用量は、全仕込量に基づいて
好ましくは０．０１〜３質量％である。

【００１５】式（１）で示される化合物のゲルパーミエ
ーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）による数平均分子量
（以下Ｍｎと略す）は、好ましくは１，０００〜１０
０，０００、さらに好ましくは２，０００〜８０，００
０、とくに好ましくは３，０００〜５０，０００であ
る。また、２５℃における粘度は、通常、１０〜１０，
０００ｃＰｓ、好ましくは３０〜８，０００ｃＰｓ、さ
らに好ましくは５０〜５，０００ｃＰｓである。分子量
および粘度がこの範囲であると、繊維間の融着防止性に
優れ、かつ油剤としての取り扱い性が容易であり好まし
い。

【００１６】また、一般式（１）で示される化合物の酸
価は、通常６０以下、好ましくは３０以下、特に好まし
くは１０以下である。この範囲だと平滑性、耐熱性及び
繊維への均一付着性が良好となり、さらに高強度の炭素
繊維が得られる傾向にある。

【００１７】式（１）で示される化合物の組成で好まし
いものとしては、炭素数２〜６のアルキレンジアミンも
しくは炭素数４〜１２のポリアルキレンポリアミンの、
炭素数８〜１８の飽和もしくは不飽和脂肪酸アミドに、
炭素数２および／または３のアルキレンオキシドが付加
され、さらに上記脂肪酸でエステル化された化合物が挙
げられ、具体例としては、以下のような化合物が挙げら
れる。

【００１８】

【化１】

【００１９】

【化２】

【００２０】

【化３】

【００２１】

【化４】

【００２２】本発明の炭素繊維製造工程用油剤では、上
記式（１）の成分の機能発現を損なわない範囲で他の平
滑剤、非イオン界面活性剤、制電剤を添加することがで
きる。

【００２３】平滑剤としては、以下のようなものが挙げ
られる。 ２５℃における動粘度が１０〜３，０００ｃＳｔであ
る鉱物油（例えば、２５℃における動粘度が２００ｃＳ
ｔである精製スピンドル油、２５℃における動粘度が１
００ｃＳｔである流動パラフィン等） 動植物油（例えば、牛脂、マッコウ鯨油、ヤシ油、ヒ
マシ油等） 炭素数８〜３２のカルボン酸と炭素数４〜３２のアル
コールからなる脂肪酸エステル（例えば、イソステアリ
ルラウレート、オレイルオレエート、ジオレイルアジペ
ート等） 炭素数４〜３２の高級アルコールのＥＯ１〜１０モル
付加物と炭素数８〜３２のカルボン酸とからなるアルキ
ルエーテルエステル（例えば、ラウリルアルコールのＥ
Ｏ３モル付加物ラウレート、イソステアリルアルコール
のＥＯ５モル付加物ラウレート等）

【００２４】炭素数１〜３２の１価アルコールに炭素
数２〜４のアルキレンオキシドを付加したポリエーテル
系潤滑剤（例えば、付加モル数１〜１００）〔例えば、
ブタノールのＥＯ／ＰＯランダム付加物（Ｍｎ＝５００
〜１０，０００）、オクチルアルコールのＥＯ及び／又
はＰＯ付加物（Ｍｎ＝３００〜１０，０００）、ステア
リルアルコールのＥＯ及び／又はＰＯ付加物（Ｍｎ＝５
００〜１０，０００）等〕 シリコーン化合物（例えば、ジメチルポリシロキサ
ン、アミノ変性シリコーン、フェニル変性シリコーン、
ポリエーテル変性シリコーン等） 天然および合成ワックス〔例えば、カルナバワック
ス、みつろう、融点３０℃〜１００℃のパラフィンワッ
クス及びポリオレフィンワックス（オレフィンの炭素数
２〜１８、Ｍｎ＝１，０００〜１０，０００のワック
ス、例えばポリエチレンワックス）等〕 が挙げられる。これらのうち好ましいものは動植物油、
脂肪酸エステル、アルキルエーテルエステル、ポリエー
テル系潤滑剤、シリコーン化合物及びワックスであり、
さらに好ましいのは脂肪酸エステル、アルキルエーテル
エステル及びポリエーテル系潤滑剤である。

【００２５】非イオン界面活性剤としては、例えば以下
のようなものが挙げられる。 炭素数２〜６の３〜８価又はそれ以上の多価アルコー
ルと炭素数８〜３２の脂肪酸とからなるエステルの炭素
数２〜４のアルキレンオキシド付加物（例えば、付加モ
ル数１〜２００）（例えば、硬化ヒマシ油のＥＯ２５モ
ル付加物、ソルビタントリオレエートのＥＯ２０モル付
加物等） 炭素数６〜３２のアルキルアミン及びこれらの炭素数
２〜４のアルキレンオキシド付加物（例えば、付加モル
数１〜４０）（例えば、トリエチルアミン、ラウリルア
ミンのＥＯ１モル付加物、ステアリルアミンのＥＯ７モ
ル付加物等） 上記の平滑剤の例のうち炭素数８〜３２の高級アル
コールの炭素数２〜４のアルキレンオキシド付加物（例
えば、付加モル数１〜１００）は、非イオン界面活性剤
としての機能も有する。〔例えば、オクチルアルコール
のＥＯ／ＰＯランダム付加物（Ｍｎ＝５００〜１０，０
００）、ステアリルアルコールのＥＯ及び/又はＰＯ付
加物（Ｍｎ＝３００〜１０，０００）等〕 これらのうち好ましいのは、多価アルコールエステルの
アルキレンオキシド付加物および高級アルコールのアル
キレンオキシド付加物であり、さらに好ましいのは高級
アルコールのアルキレンオキシド付加物である。

【００２６】制電剤としては、以下のようなものが挙げ
られる。 炭素数８〜３２のアルコール及びこれらの炭素数２〜
４のアルキレンオキシド付加物（例えば、付加モル数１
〜２０）のホスフェート（例えば、ラウリルアルコール
のリン酸エステルカリウム塩、ステアリルアルコールの
ＥＯ２モル付加物のリン酸エステルナトリウム塩等） 炭素数９〜９０の（チオ）ホスファイト（例えば、ト
リフェニルホスファイト、トリラウリルトリチオホスフ
ァイト等） 炭素数８〜３２の脂肪酸石鹸（対イオンは、例えばア
ンモニウム、ナトリウム、カリウム、アンモニア等）
（例えば、ラウリン酸アンモニウム石鹸、オレイン酸カ
リウム石鹸、ヒマシ油ナトリウム石鹸等） 炭素数８〜３２のイミダゾリン系化合物（例えば、ラ
ウリルイミダゾリン、オレイルイミダゾリン等） 炭素数８〜３２の硫酸エステル類及びその塩（例え
ば、ラウリルアルコール硫酸エステルナトリウム塩、オ
レイルアルコール硫酸エステルアンモニウム等） 炭素数８〜３２のスルホン酸及びその塩（例えば、ド
デシルベンゼンスルホン酸及びそのナトリウム塩、スル
ホコハク酸ジ−２−エチルヘキシルエステルナトリウム
塩等） が挙げられる。これらのうち好ましいのは、ホスフェー
ト、（チオ）ホスファイトおよび脂肪酸石鹸であり、さ
らに好ましいのは、ホスフェートおよび脂肪酸石鹸であ
る。

【００２７】さらに本発明の化合物は、その性能を損な
わない範囲で、その他の添加剤及びｐＨ調整剤等を含有
してもよい。添加剤としては、以下のようなものが挙げ
られる。 酸化防止剤〔例えば、ヒンダードフェノール系の２，
６−ジ−ｔ−ブチルフェノール、トリエチレングリコー
ル−ビス［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒ
ドロキシフェニル）プロピオネート］；アミン系の２，
４−ビス−（ｎ−オクチルチオ）−６−（４−ヒドロキ
シ−３，５−ジ−ｔ−ブチルアニリノ）−１，３，５−
トリアジン；等〕 紫外線吸収剤〔例えば、ベンゾトリアゾール系の２−
（３，５−ジ−ｔ−アミル−２−ヒドロキシフェニル；
ヒンダードアミン系のビス（２，２，６，６−テトラメ
チル−４−ピペリジル）セバケート；等〕 フッ素化合物（例えば、パーフルオロエタン、パーフ
ルオロオクタン等） が挙げられる。

【００２８】ｐＨ調整剤としては、以下のようなものが
挙げられる。 低級脂肪酸（炭素数２〜８）及びその誘導体（例え
ば、酢酸、乳酸、塩酸、リンゴ酸、酢酸ナトリウム等） アンモニア及びアルカリ金属の水酸化物（例えば、水
酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水
酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなど） 炭素数６〜３２のアルキルアミン及びこれらの炭素数
２〜４のアルキレンオキシド付加物（例えば、付加モル
数１〜４０）（例えば、トリエチルアミン、ラウリルア
ミンのＥＯ２モル付加物、ステアリルアミンのＥＯ５モ
ル付加物等） 炭素数８〜３２の脂肪酸石鹸（対イオンは、例えばア
ンモニウム、ナトリウム、カリウム、アンモニア等）
（例えば、ラウリン酸アンモニウム石鹸、オレイン酸カ
リウム石鹸、ヒマシ油ナトリウム石鹸等） が挙げられる。

【００２９】本発明の油剤中の、一般式（１）で示され
る化合物の含有量、及びその他の平滑剤、非イオン界面
活性剤、制電剤等の含有量は特に制限されないが、目標
とする高度な耐熱性と融着防止性を保持するという観点
から、一般式（１）で示される化合物を配合後の油剤の
全質量に基づいて、４０質量％以上含有するのが好まし
い。さらに好ましくは、５０質量％以上、とくに好まし
くは、７０〜９５質量％である。また、本発明の油剤中
の平滑剤の含量は、通常０又は１〜６０質量％〔ただ
し、平滑剤としてのシリコーン化合物を用いる場合の
含量は、特に炭素繊維製造工程において灰分が少ないと
いう本発明の性能を満足するため、通常０又は０．１〜
１０質量％、好ましくは０又は１〜５質量％〕、非イオ
ン界面活性剤の含量は０又は１〜２０質量％〔ただし、
非イオン界面活性剤としてを用いる場合は、上記平滑
剤の含量に同じ〕、制電剤の含量は、０又は０．１〜７
質量％、その他の添加剤の含量は、０又は０．０１〜５
質量％である。同様に、ｐＨ調整剤は油剤の１０％水溶
液のｐＨが通常４〜１０、好ましくは５〜９、特に好ま
しくは６〜８になるような量（例えば０〜５重量％）で
ある〔ただし、ｐＨ調整剤のうち、は非イオン界面活
性剤、は制電剤としての機能も兼ねるため、それぞれ
上記の非イオン界面活性剤および制電剤の含量用いるの
が好ましい。〕。一般式（１）で示される化合物以外の
その他の成分の合計の含有量は、油剤の全質量に基づい
て、通常６０質量％以下、好ましくは０．００１〜５０
質量％、さらに好ましくは５〜３０質量％である。

【００３０】本発明における、一般式（１）で示される
化合物とその他の成分を混合する方法は特に限定され
ず、従来公知の方法を用いて油剤の使用形態にあわせて
適当な方法をとることができる。例えば、撹拌羽根を備
えた配合槽やニーダー等を用いて一般式（１）で示され
る化合物とその他の成分を直接配合し、必要により加
温、混合する方法；一般式（１）で示される化合物とそ
の他の成分を別々に希釈、乳化等を行ったのち配合する
方法等が挙げられる。

【００３１】本発明の油剤の付与形態は、非含水、ある
いは水で乳化したエマルション、いずれの状態でも処理
することができる。非含水処理を施す場合には、原油の
まま、または希釈剤で希釈して使用する。希釈比率は特
に限定されないが、油剤の含量は、希釈後の希釈液の全
質量に基づいて、好ましくは１〜８０質量％、さらに好
ましくは５〜７０質量％である。一般式（１）で示され
る化合物の含量は、希釈後の希釈液の全質量に基づい
て、好ましくは０．４〜８０質量％、さらに好ましくは
２〜６５質量％である。

【００３２】希釈剤の例としては、有機溶剤〔エチレン
グリコール、プロピレングリコール、メタノール、イソ
プロパノール等のアルコール；ジエチルエーテル等のエ
ーテル；ヘキサン等の脂肪族炭化水素；トルエン、キシ
レン等の芳香族炭化水素；メチルエチルケトン等のケト
ン；ジメチルホルムアミド等の極性溶媒；クロロホル
ム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素〕や、低粘度
（１０ｃＳｔ未満）鉱物油（２５℃における動粘度が
０．５〜５ｃＳｔの流動パラフィンおよび精製スピンド
ル油等）が挙げられる。

【００３３】エマルションとして処理を施す場合には、
本油剤に必要に応じ乳化剤（前記非イオン界面活性剤の
例として挙げたものが使用できる）を配合し、水中に乳
化した後使用する。油剤への乳化剤の配合方法は、例え
ば、本油剤を必要により上記の有機溶剤、低粘度鉱物油
と混合させた後、撹拌しながらこれに乳化剤を添加する
といった方法が適用でき、乳化する方法としては、例え
ば、３０℃〜６０℃の温水を撹拌しながら、これに上記
油剤混合物を添加するといった方法が適用できる。乳化
剤の量は、油剤の全質量に基づいて、通常０〜５０質量
％である。乳化機としては、攪拌翼を備えた乳化槽や、
ボールミル、ガウリンホモジナイザー、ホモディスパー
及びビーズミル等を用いることができる。希釈比率は特
に限定されないが、油剤の含量が、乳化後のエマルショ
ンの全質量に基づいて好ましくは０．０１〜３０質量
％、さらに好ましくは０．２〜２０質量％である。一般
式（１）で示される化合物の含量は、乳化後のエマルシ
ョンの全質量に基づいて、好ましくは０．００４〜３０
質量％、さらに好ましくは０．０８〜１８質量％であ
る。

【００３４】本発明の油剤は、炭素繊維の製造工程のう
ち、プレカーサー製造工程では、紡糸後、延伸前、延伸
後及び巻き取り前等の工程で付与することができるが、
紡糸後または延伸前の段階で付与するのが好ましい。ま
た、耐炎化工程直前の段階で付与することもできる。さ
らに、耐炎化後、炭素化前の工程で付与することもでき
る。

【００３５】給油方法については特に限定はなく、油剤
の入った槽に糸条を浸漬（ディッピング）した後に、ロ
ーラー等で所定の付着量になるように絞る方法（ディッ
プ法）が一般的であるが、ノズル給油、ローラー給油、
またはスプレー給油等も適用可能である。本発明の油剤
のプレカーサーへの付与量は、紡糸乾燥後の繊維質量に
基づいて、純分（水、希釈剤以外の成分）で、通常０．
０１〜１０質量％、好ましくは０．０５〜５質量％であ
る。上記成分の付与量が０．０１質量％未満では、ロー
ラー、ガイドへの巻き付きが発生しやすく、１０質量％
より多い場合は、繊維の融着が発生しやすくなる。

【００３６】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。以下において部
は質量部、％は質量％をそれぞれ意味する。

【００３７】＜実施例１＞下記式（２）で示される化合
物８０部、イソステアリルラウレート１５部、オクチル
アルコールのＥＯ／ＰＯランダム付加物（Ｍｎ：２，０
００）４部、ラウリルアルコールのリン酸エステルカリ
ウム塩０．５部、およびトリエチレングリコール−ビス
［３−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−４−ヒドロキシ
フェニル）プロピオネート］０．５部を、２０℃で撹拌
混合して本発明の油剤〔１〕を得た。

【００３８】

【化５】

【００３９】＜実施例２＞式（２）で示される化合物を
下記式（３）で示される化合物に代える以外は実施例１
と同様にして本発明の油剤〔２〕を得た。

【００４０】

【化６】

【００４１】＜比較例１＞式（２）で示される化合物
を、アミノ当量＝１，８００、粘度（２５℃）＝１，２
００ｃＳｔであるアミノ変性シリコーンに代える以外は
実施例１と同様にして比較の油剤〔１〕を得た。

【００４２】＜比較例２＞式（２）で示される化合物
を、アミノ当量＝３，０００、粘度（２５℃）＝３，５
００ｃＳｔであるアミノ変性シリコーンに代える以外は
実施例１と同様にして比較の油剤〔２〕を得た。

【００４３】＜実施例３および比較例３＞ （１）プレカーサーの製造 アクリロニトリル９９％とイタコン酸１％を共重合した
ポリアクリロニトリル重合体の２０％ジメチルスルホオ
キシド（ＤＭＳＯ）溶液を、５０％ＤＭＳＯ水溶液中に
押し出し湿式紡糸にてアクリルトウを得た。これを水洗
後、９０℃の熱水中で延伸し乾燥してプレカーサー（３
０，０００デニール／１２，０００フィラメント）を得
た。 （２）耐炎化 実施例１及び２で得られた本発明の油剤、比較例１及び
２で得られた比較の油剤を、それぞれ上記で得たプレカ
ーサーに、付着量０．５％となるようにディップ法にて
付与し、１３０℃で６０秒間加熱した。これを、単糸デ
ニールあたり０．０１ｇの張力がかかるように鉄製金属
枠に保持したのち、金属枠ごと２５０℃の循風乾燥機に
６０分間放置し、耐炎化繊維を得た。 （３）炭素化 上記で得た耐炎化繊維を、単糸デニール当たり０．０１
ｇの張力をかけながら、窒素雰囲気下、３００〜１，４
００℃（５０℃／分の温度勾配）、１４００℃で１０分
間、炭素化炉で焼成して炭素繊維を得た。

【００４４】実施例１及び２で得られた本発明の油剤、
比較例１及び２で得られた比較の油剤について、分繊
性、耐接着性、平滑性、制電性、加熱後灰分及び炭素繊
維強度をそれぞれ以下の方法で測定、評価した結果を表
１に示す。

【００４５】＜分繊性の評価＞実施例３および比較例３
において、油剤処理後、１３０℃で６０秒間加熱して得
たプレカーサートウを長さ約２ｃｍに切断し黒紙上で単
繊維の分繊性を観察した。 評価基準 ◎：単繊維の接着がなく、単繊維がバラバラとなる（分
繊性極めて良好） ○：ほとんど単繊維の接着がないが、所々に単繊維のバ
ラバラにならない部分がある（分繊性良好） △：かなりの部分に単繊維の接着があり、単繊維のバラ
バラにならない部分が多い（分繊性不良） ×：ほとんど単繊維が接着しており、ほとんど単繊維が
バラバラにならない（分繊性極めて不良）

【００４６】＜耐接着性の評価＞実施例３および比較例
３において得られた耐炎化繊維を、長さ約２ｃｍに切断
し、白紙上で繊維の接着性を観察した。 評価基準 ◎：単繊維の接着が見られない ○：僅かに単繊維が接着している △：所々に単繊維の接着が見られる ×：単繊維の接着極めて多い

【００４７】＜平滑性の評価＞油剤をアクリルフィラメ
ント（３００デニール／３００フィラメント）に付着量
０．５％となるようにディップ法で付与し、初張力１０
ｇ、糸速度５０ｍ／ｍｉｎでクロムメッキした梨地ピン
と接触させ、アクリルフィラメントと梨地ピンとの摩擦
係数を張力計（エイコー測器製）を用いて求めた。値は
小さいほど平滑性良好である。

【００４８】＜制電性の評価＞上記平滑性の評価時に梨
地ピン上で発生する静電気を、集電式電位差測定装置
（ＫＳ−５２５、春日電機株式会社製）にて測定した。 評価基準 ◎：静電気の発生ほとんどなし（発生電気量：−５０〜
＋５０Ｖ） ○：やや静電気発生（発生電気量：−５００〜−５０
Ｖ、＋５０〜＋５００Ｖ） ×：静電気発生多い（発生電気量：−５００Ｖ未満、＋
５００Ｖを越える）

【００４９】＜加熱後灰分＞ＪＩＳ−Ｋ−００６７に記
載の灰分試験、第１法に基づいて各油剤の灰分を測定し
た。

【００５０】＜炭素繊維強度の評価＞実施例３および比
較例３において得られた炭素繊維を用い、ＪＩＳ−Ｒ−
７６０１に記載の方法に準じてストランド強度を測定し
た。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【発明の効果】本発明の炭素繊維製造工程用油剤は、優
れた耐熱性、潤滑性、制電性（プレカーサーの分繊性、
接着防止性に優れる）を有すると共に、優れた工程通過
性（プレカーサー製造工程や耐炎化工程で毛羽、糸切れ
の発生が少ない）を有する。したがって、本発明の油剤
を使用することによって、高強度・高弾性の高性能炭素
繊維を安定的に得ることがでる。さらに、焼成後の灰分
の発生が少なく、炭素繊維製造炉を傷める心配が極めて
少ないので、長期間の操業安定性が確保できるという性
能を発揮する。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で示される１種以上の
   化合物を含有することを特徴とする炭素繊維製造工程用
   油剤。 ［但し、式中 Ｘ：水素原子またはモノカルボン酸残基 Ｒ：炭素数２〜３２の炭化水素基 Ａ：炭素数２〜１０の炭化水素基 ｍ：１〜１００の整数 ｎ：１〜５００の整数 複数個のＸ、Ｒ、Ａ、ｎは同一であっても異なっていて
   もよい。］
2. 【請求項２】 Ｒがエチレン基、１，３−プロピレン基
   およびフェニレン基から選ばれる１種以上の基である請
   求項１記載の油剤。
3. 【請求項３】 Ａがエチレン基および／またはプロピレ
   ン基である請求項１又は２記載の油剤。
4. 【請求項４】 さらに、平滑剤、非イオン界面活性剤及
   び制電剤から選ばれる１種以上を含有する請求項１〜３
   のいずれか記載の油剤。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか記載の油剤を、
   炭素繊維の前駆体繊維に、処理後の繊維の質量に基づい
   て、純分で０．０１〜１０質量％付与する炭素繊維の前
   駆体繊維の処理方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか記載の油剤を用
   いて製造される炭素繊維。