[发明专利]丙烯酸纤维用处理剂及其用途

说明书

本发明提供：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。本发明的丙烯酸纤维用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)。本发明的碳纤维制造用丙烯酸纤维为使本发明的丙烯酸纤维用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。

技术领域

本发明涉及丙烯酸纤维用处理剂及其用途。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。

背景技术

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

发明内容

发明要解决的课题

有鉴于相关的以往的技术背景，本发明的目的是提供：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

本发明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，从而完成本申请发明。

即，本发明的丙烯酸纤维用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。