炭素繊維製造用処理剤
【課題】炭素繊維の製造工程において、耐炎化工程における優れた分繊性や融着防止性を与え、且つ焼成ムラがなく、良好な工程通過性を与える炭素繊維製造用処理剤を提供する。
【解決手段】特定のポリシロキサンと特定のポリアルキレンオキシドの交互の単位からなるコポリマーを含有する炭素繊維製造用処理剤。
【解決手段】特定のポリシロキサンと特定のポリアルキレンオキシドの交互の単位からなるコポリマーを含有する炭素繊維製造用処理剤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維製造用処理剤に関するものであり、更に詳しくは炭素繊維の製造において、耐炎化工程前に前駆体として使用するアクリル系繊維やピッチ系繊維、レーヨン繊維（以下これらをプレカーサーと称する）へ付与し、該プレカーサーに優れた工程通過性を与えるとともに、耐炎化工程以降での繊維間の融着を防止し、焼成ムラのない良好な性能を有する炭素繊維を製造することができる炭素繊維製造用処理剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、炭素繊維はプレカーサーを酸化性雰囲気下で２００〜３００℃で加熱する耐炎化工程（不融化工程ともいう）で耐炎繊維と成したのち、不活性雰囲気下で７００℃以上に加熱する炭素化工程を経て得られる。炭素繊維製造用処理剤は、通常耐炎化工程前、プレカーサー製造工程で付与され、通常の油剤と同様に平滑性、帯電防止性、集束性などの性能が求められるのはもちろんであるが、炭素繊維製造特有の製造条件や工程に即した性能、すなわち高度な耐熱性と、熱処理を受けても繊維が融着しないといった性能（融着防止性）が必要とされる。
【０００３】
従来、炭素繊維製造用処理剤としては、ホ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などが知られている。これらは、平滑性、帯電防止性、集束性には一応の効果が見られるものの、本質的な耐熱性の悪さから、繊維間の融着防止性については不十分である。
【０００４】
この問題を解決するために、融着防止性の観点からシリコーン化合物を使用した油剤が提唱されている。特にシリコーン化合物の中でも、プレカーサーへの吸着性が良いアミノ変性シリコーンが優れた融着防止性を示すことが知られており、例えば特許文献１には、アミノ変性基を有したオルガノポリシロキサンが開示されている。
【０００５】
しかし、アミノ変性シリコーンは、融着防止性に優れる反面、アミノ基の耐熱性不良が引き金となって、脱落した処理剤の熱による樹脂化などを引き起こし、これによって繊維の毛羽や糸切れが発生するといった問題点を有している。耐熱性向上のため、アミノ基の含量をある一定量以下にすることで両立を計るという手法（例えば特許文献２等）もあるが、アミノ基の減少は炭素繊維への吸着性の低下を招き、ひいては分繊性、融着防止性の低下も引き起こす。したがって、耐熱性と融着防止性という相反する性能を十分に満足する処理剤の設計は困難であった。
【０００６】
また、汎用のアミノ変性シリコーンは、ジメチルシリコーン成分も含まれている。乾燥熱処理時に架橋せず流動性を有するジメチルシリコーンは、その後、単繊維間の空間に合わせて自由に変形できるため、単繊維間に厚く堆積する可能性が高く、結果としてシーリング効果が高まるため、焼成むらが発生すると考えられる。
【０００７】
一方、耐熱性と融着防止性を両立させるために、特許文献３では、チオエーテル基を導入したシリコーン化合物が提案されているが、熱処理工程時に熱分解によって硫化水素ガスを発生するため、安全上、使用が困難と考えられる。
【特許文献１】特開昭６０−１８５８７９号公報
【特許文献２】特公昭６４−５０８号公報
【特許文献３】特開平１１−２５６４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術の課題を解決し、炭素繊維の製造工程において、耐炎化工程における優れた分繊性や融着防止性を与え、且つ焼成ムラがなく、良好な工程通過性を与える炭素繊維製造用処理剤の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成し、炭素繊維製造工程において高度の耐熱性を有し、かつ優れた融着防止性を持ち、高性能な炭素繊維を得ることのできる炭素繊維製造用処理剤を得ることについて鋭意検討を重ねた結果、分子内に特定の結合基とオルガノポリシロキサンセグメントとアミノーポリアルキレンオキシドから構成される化合物が、極めて良好な耐熱性と融着防止性および焼成むら防止を両立できることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
即ち本発明は、式（１）で示されるポリシロキサンと式（２）で示されるポリアルキレンオキシドの交互の単位からなるコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤である。
［Ｘ（ＣaＨ2aＯ）bＲ2｛ＳｉＯ（Ｒ1）2｝cＳｉ（Ｒ1）2Ｒ2（ＯＣaＨ2a）bＸ］ …（１）
［ＹＯ（ＣaＨ2aＯ）dＹ］ …（２）
（但し、各Ｒ1は独立に炭素原子数１〜４のアルキル基であり、Ｒ2は２価の有機基である。Ｘ及びＹは２級及び３級アミン及び開環エポキシドからなる群から選ばれた２価の有機基であり、但しＸが開環エポキシドであるときはＹはアミンであり、Ｙが開環エポキシドであるときはＸはアミンである。ａは２〜４であり、ｂは０〜１００であり、ｄは０〜１００であり、（ｂ＋ｄ）は１〜１００であり、ｃは１〜５００である。）
【発明の効果】
【００１１】
本発明に関わる炭素繊維製造用処理剤は、耐熱性良好で、融着防止性に優れ、プレカーサー製造工程や耐炎化工程において優れた工程通過性を有する。特に本発明の処理剤を付与することで、焼成ムラなく、耐熱性と融着防止性を同時に著しく向上する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
Ａ．コポリマー構造
本発明のコポリマーは、［Ｘ（ＣaＨ2aＯ）bＲ2｛ＳｉＯ（Ｒ1）2｝cＳｉ（Ｒ1）2Ｒ2（ＯＣaＨ2a）bＸ］なるポリシロキサンと［ＹＯ（ＣaＨ2aＯ）dＹ］なるポリアルキレンオキシドとの交互単位をもっている。
【００１３】
ここで、Ｒ1は炭素原子数１〜４のアルキル基であり、好ましくはメチルであり、Ｒ2は２価の有機基（少なくとも１の炭素をもつ２価の炭化水素基であり、水酸基をもっていてもよくまたエーテル結合をもっていてもよい。その炭素数は１０より小さいことが好ましい。）であり、Ｘ及びＹは２級及び３級アミン及び開環エポキシドからなる群から選ばれた２価の有機基であり、但しＸが開環エポキシドであるときはＹはアミンであり、Ｙが開環エポキシドであるときはＸはアミンである。ａは２〜４、好ましくは２〜３であり、ｂは０〜１００であり、ｄは０〜１００であり（ｂ＋ｄ）は１〜１００、好ましくは１０〜５０であり、そしてｃは１〜５００、好ましくは１０〜１００である。反復単位の合計数は、単位数の増加につれて粘度が増加するので、高粘度物質の処理能力によってのみ制限されるが、実用上好ましくは各単位が２以上で、１０００単位以下である。
【００１４】
アミンを含有する単位はコポリマーの末端単位、即ち（ＡＢ）nＡのＡであるべきである。Ｘ又はＹのいずれかで示される開環エポキシドは脂肪族、脂環族でもまた芳香環を含有するものでもよい。それらはまた水酸基を含有していてもよくまたエーテル結合を含有していてもよい。好ましい開環エポキシドは、−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）vＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−，−ＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝（ＣＨ2）vＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝−，−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）vＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝−，−（ＣＨ2）v−ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−，−（ＣＨ2）vＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2｛ＯＨ｝）−（ここでｖはそれぞれの場合２〜６である）、ω−（３，４−エポキシシクロヘキシル）アルケン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチレン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−β−メチルエチレン及びβ−（３，４−エポキシ−４−メチルシクロヘキシル）−β−メチルエチレンからなる群から選ばれる。
【００１５】
Ｘ又はＹのいずれかで示されるアミンは２級又は３級アミンである。より好ましいアミンは下記構造式（３）で示されるものである。
−Ｒ4Ｎ（Ｒ3）（Ｒ4）g− …（３）
ここで、Ｒ3は炭素原子数１〜４のアルキル基又は水素、最も好ましくはメチルであり、Ｒ4はアルキレン基、脂環族アルキレン基又はアラルキレン基（ヘテロ原子を含有していてもよい）、アルキレン基の炭素数は１０より小さいことが好ましく、ｇは０又は１である。
【００１６】
（ＡＢ）nＡ分子内で、各Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3及びＲ4は同一でも異なっていてもよい。（ＣaＨ2aＯ）又は（ＯＣaＨ2a）で示されるポリオキシアルケンブロックはエチレンオキシド（ａ＝２）、プロピレンオキシド（ａ＝３）及びブチレンオキシド（ａ＝４）のランダム又はブロック状体からなっていることが好ましい。これらオキシドの比は重要ではないが、生成コポリマーの所望の溶解度パラメータを満たすように調節することが好ましい。
【００１７】
コポリマーの分子量は、ポリシロキサンブロック内のオキシアルキレン単位の数及びシロキシ基の数をかえることによって、アミノ成分に対するエポキシ成分のモル比をかえることによって調節できる。高分子量の物質を生成することが、柔軟性や耐久性等の特性が分子量に依存するので好ましいが、非架橋構造即ち線状分子を生成することも重要である。
【００１８】
コポリマーの性質を制御する別の重要因子に分子中の相対的なシリコーン含量、即ちｃ及び（ｂ＋ｄ）の値がある。一般にシリコーン含量の高いコポリマーほど疎水性であり、従って水溶性に乏しくより優れた柔軟性を与える。ｃ：（ｂ＋ｄ）の好ましい比は１０：１〜１：１０であり、最も好ましくは２：１である。末端基が開環エポキシドである場合、コポリマー末端は水素になる。末端基がアミンである場合はコポリマーの末端は１級又は２級アミン基となる。特に好ましいコポリマーは次の式（４）で示されるものである。
【００１９】
ＨＮ（Ｒ3）（ＣaＨ2aＯ）bＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｎ（Ｒ3）−｛ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）3（ＳｉＯ（Ｒ1）2）cＳｉ（Ｒ1）2（ＣＨ2）3ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｎ（Ｒ3）（ＣaＨ2aＯ）bＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｎ（Ｒ3）｝yＨ …（４）
（但し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、ａ、ｂ、ｃは前述の通りであり、ｙは少なくとも２であり高粘度物を与えうる大きさをもちうる。式（Ｉ）中のｂ及びｃの値に依存し、通常２から約１０００までの範囲である。
Ｂ．製造法
本発明の化合物は２つの反応種、即ち［Ｑ（ＣaＨ2aＯ）bＲ2｛ＳｉＯ（Ｒ1）2｝cＳｉ（Ｒ1）2Ｒ2（ＯＣaＨ2a）bＱ］及びポリアルキレンオキシド［ＺＯ（ＣaＨ2aＯ）dＺ］を反応させることによって製造できる。上記式は、各ＱとＺが１級又は２級アミン又はエポキシド含有基のいずれかであり、Ｑがアミンを含有する場合はＺはエポキシドであり、またはその逆であるという条件を除き、前記の式と同じである。これらの反応種は公知の方法で製造しうる。例示的な方法をあげれば、一般式Ｈ（ＳｉＯ（Ｒ1）2）zＳｉ（Ｒ1）2Ｈのハイドロジェンポリシロキサンを、アリルグリシジルエーテルのような末端にオレフィン性基をもつ不飽和エポキシドと、ヘキサクロロ白金酸等のヒドロシリル化触媒の存在下、加熱下に反応させてエポキシ末端封鎖ポリシロキサンを製造する方法がある。これらの方法は米国特許３，７６１，４４４号及び英国特許１，２１３，７７９号に記載されているように公知である。末端にオレフィン性基をもつ好ましいエポキシドの例を下記する。
【００２０】
【化１】
【００２１】
第２工程では、エポキシ末端封鎖ポリシロキサンを１級又は２級アミノ基を末端にもつポリアルキレンオキシドと反応させる。これらのアミノポリアルキレンオキシドの例としてはＨｕｎｓｍａｎ社から市販されている、下記式（５）で示されるＪＥＦＦＡＭＩＮＥシリーズが挙げられる。
（ＣＨ3）ＣＨ2（ＯＣaＨ2a）bＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）ＮＨ2 …（５）
反応はアルコールやアルコールと水の混合物のような適宜の溶媒中還流下に行われる。通常はエポキシ末端封鎖ポリシロキサンをアミン溶液に添加する。
【００２２】
同様に、α，ω−ハイドロジェンシロキサンをアリル開始エポキシ末端ポリオキシアルケンオキシドでヒドロシリル化してもよい。このエポキシ末端組成物を次にジアミン（たとえばエチレンジアミン、１，６−ジアミノヘキサン、ピペラジン）と反応させてポリエーテルシロキサン単位同士を結合する。他の製造法も当業者に公知である。実用上、反応はアミン含有反応種を１〜３０％、好ましくは１〜１０％過剰で行われる。コポリマーの製造中過剰のアミンを用い末端基の多くがアミンになっていると思われるという事実にもかかわらず、ポリシロキサン上のエポキシ末端基が溶媒、水又はアルコールと副反応を起こして対応するジオール又はエーテルアルコールを形成する可能性もある。反応後、コポリマーの溶液に酢酸、クエン酸、酒石酸等のブレンステッド酸を直接加えて中和してもよく、水、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール及びジプロピレングリコールメチルエーテル等の不燃性溶媒で溶媒交換してもよい。また大気圧又は減圧下に溶媒を留去して反応生成物を分離してもよく、コポリマーの分子量及びエチレンオキシド含量により、生成物は粘稠な油状物やワックス状物でありうる。
Ｃ．処理剤の調製
本発明のコポリマーはそのままでも用いうるが、基材への付与の容易性から、適宜の液媒体に溶解、分散又は乳化して用いることが好ましい。好ましくは水性の溶液、乳化液又は懸濁液として基材に付与される。またイソプロパノール系の非水性溶媒溶液やコポリマーの混合溶液としても使用可能である。たとえばイソプロパノール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール及びジプロピレングリコールメチルエーテル等の水混和性溶媒に溶かしたコポリマー溶液を水と混合して所望のコポリマー濃度にすることによって製造できる。
【００２３】
本発明の炭素繊維製造用処理剤は、さらに他の平滑剤、界面活性剤、制電剤のうち少なくとも一種を含有してなるものでも良い。
【００２４】
平滑剤としては、鉱物油（精製スピンドル油、流動パラフィン）、動植物油（ヤシ油、ヒマシ油など）、脂肪酸エステル（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など）、アルキルエーテルエステル（ラウリルアルコールのエチレンオキサイド３モル付加物ラウレートなど）、ポリエーテル系潤滑剤（ブタノールのエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物など）、シリコーン化合物（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など）およびワックスなどが挙げられ、これらのうち好ましいものは、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およびシリコーン化合物である。
【００２５】
界面活性剤としては、高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物（オクチルアルコールのエチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイド、ステアリルアルコールのエチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイド付加物など）、多価アルコールエステルのアルキレンオキサイド付加物（硬化ヒマシ油のエチレンオキサイド２５モル付加物、ソルビタントリオレエートのエチレンオキサイド２０モル付加物）などが挙げられる。
【００２６】
制電剤としては、ホスフェート、ホスファイト、脂肪酸石鹸、イミダゾリン系添加剤（ラウリルイミダゾリン、オレイルイミダゾリンなど）などが挙げられる。
【００２７】
さらに処理剤は、その性能を損なわない範囲で、その他の添加剤およびｐＨ調整剤などを含有してもよい。添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フッ素化合物、防腐剤などが挙げられる。ｐＨ調整剤としては、アルカリ金属、アルキルアミンのアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【００２８】
本発明の化合物の全処理剤中における含有量、およびその他の平滑剤、界面活性剤、制電剤など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、本発明の化合物を通常４０重量％以上含有するのが好ましい。
【００２９】
本発明の処理剤は、炭素繊維製造におけるプレカーサーの製造工程や耐炎化工程での工程通過性に優れ、特にプレカーサーの融着防止性に優れており、処理剤の脱落による樹脂化がなく、炭素繊維の毛羽、糸切れの発生を低減する。
【００３０】
本発明の処理剤は、一般的にはプレカーサー製造工程または耐炎化工程前の段階で付与される。その付与形態は、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。非含水処理剤の場合は、原油のまま、もしくは希釈剤（有機溶媒、低粘度鉱物油など）で希釈して使用する。希釈比率およびエマルションの濃度は特に限定されない。
【００３１】
給油方法については特に限定はなく、処理剤の溶液やエマルションに糸条を浸漬した後にニップローラーや圧縮空気で所定の付着量に調整する方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なども適用可能である。処理剤の付着量は、繊維に対して通常純分０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５．０重量％である。
【実施例】
【００３２】
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。先ず、本発明に用いるコポリマーの合成方法、その利用についての非制限的例を下記する。
製造例１：本発明の（ＡＢ）nＡコポリマーの製造
撹拌機、添加ロート及び還流コンデンサつきの１リットルの４ツ首フラスコ中にて、一般式ＨＳｉ（ＣＨ3）2Ｏ〔Ｓｉ（ＣＨ3）2Ｏ〕pＳｉ（ＣＨ3）2Ｈのα，ω−ハイドロジェンシロキサン（モル過剰のエポキシドに従い表１に記載の量）を８０℃に加熱した。クロロ白金酸（Ｐｔとして５〜１０ｐｐｍ）を加えた後、８０℃でアリルグリシジルエーテルのゆるやかな添加を開始した。ＳｉＨが検知されなくなるまで８０〜９０℃に温度を保った。過剰のアリルグリシジルエーテルを５０mmHg、１２０℃で真空吸収除去した。生成したエポキシ末端封鎖流体をエポキシ量重量で特定した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
第２工程で、アミノポリアルケンオキシド（５モル％過剰）［JEFFAMINE ED-900；ａ=2.5、ｂ=15.5（前記式（５）中））あるいはJEFFAMINE ED-2001；ａ=2.5、ｂ=40.5（前記式（５）中）］表２に記載の量及び最終コポリマーの５０％溶液をつくるに十分な量の２−プロパノールを、撹拌機、添加ロート、還流コンデンサ及び温度計をもつ１リットルの４ツ首フラスコに入れた。反応混合物の温度を８０℃に調節し、α，ω−ジエポキシシランを添加ロートから各添加間を１〜２時間にして３回添加した。滴定によりエポキシ官能性がなくなったときに反応を終了した。
【００３５】
【表２】
【００３６】
実施例１〜４、比較例１〜４
上記のようにして調製した本発明のコポリマーＮｏ．１〜４および比較化合物Ｎｏ．１〜４の耐樹脂化性、融着防止性、平滑性、制電性、安全性をそれぞれ以下の方法で測定した結果を表３に示す。
［耐樹脂化性の評価］
各化合物を２４０℃の循風乾燥機中で４時間放置後、トルエンにて洗浄し、当初の処理剤重量に対するトルエン洗浄後の樹脂分重量の割合（％）を測定する。値が小さいほど耐樹脂化性良好である。
［融着防止性の評価］
各化合物８５重量部をポリオキシエチレン（１０）ノニルフェニルエーテル１５重量部と配合したものを水に乳化し、エマルションを作成した。該エマルションをアクリルトウ（２４００デニール／３０００フィラメント）に純分付着量１．０重量％となるように付与し、乾燥してプレカーサートウを得た。このプレカーサートウを、２４０℃の循風乾燥機中に３０分間放置して耐炎化繊維とし、この耐炎化繊維の融着状態を白紙上で観察した。
評価
◎：繊維の融着見られない
○：僅かに繊維が融着している
△：所々に繊維の融着が見られる
×：繊維の融着極めて多い
［平滑性の評価］
融着防止性の評価と同様にして作成した各化合物のエマルションを、アクリルフィラメント（７５デニール／４０フィラメント）に純分付着量０．５重量％となるように付与、乾燥して試験糸を得た。初張力１０ｇ、糸速度１００ｍ／ｍｉｎでクロムメッキした梨地ピンと接触させ、摩擦係数を求めた。値は小さいほど平滑性良好である。
［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測定した。
評価
◎：静電気の発生ほとんど無し
○：やや静電気発生
×：静電気発生多い
【００３７】
【表３】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維製造用処理剤に関するものであり、更に詳しくは炭素繊維の製造において、耐炎化工程前に前駆体として使用するアクリル系繊維やピッチ系繊維、レーヨン繊維（以下これらをプレカーサーと称する）へ付与し、該プレカーサーに優れた工程通過性を与えるとともに、耐炎化工程以降での繊維間の融着を防止し、焼成ムラのない良好な性能を有する炭素繊維を製造することができる炭素繊維製造用処理剤に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、炭素繊維はプレカーサーを酸化性雰囲気下で２００〜３００℃で加熱する耐炎化工程（不融化工程ともいう）で耐炎繊維と成したのち、不活性雰囲気下で７００℃以上に加熱する炭素化工程を経て得られる。炭素繊維製造用処理剤は、通常耐炎化工程前、プレカーサー製造工程で付与され、通常の油剤と同様に平滑性、帯電防止性、集束性などの性能が求められるのはもちろんであるが、炭素繊維製造特有の製造条件や工程に即した性能、すなわち高度な耐熱性と、熱処理を受けても繊維が融着しないといった性能（融着防止性）が必要とされる。
【０００３】
従来、炭素繊維製造用処理剤としては、ホ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などが知られている。これらは、平滑性、帯電防止性、集束性には一応の効果が見られるものの、本質的な耐熱性の悪さから、繊維間の融着防止性については不十分である。
【０００４】
この問題を解決するために、融着防止性の観点からシリコーン化合物を使用した油剤が提唱されている。特にシリコーン化合物の中でも、プレカーサーへの吸着性が良いアミノ変性シリコーンが優れた融着防止性を示すことが知られており、例えば特許文献１には、アミノ変性基を有したオルガノポリシロキサンが開示されている。
【０００５】
しかし、アミノ変性シリコーンは、融着防止性に優れる反面、アミノ基の耐熱性不良が引き金となって、脱落した処理剤の熱による樹脂化などを引き起こし、これによって繊維の毛羽や糸切れが発生するといった問題点を有している。耐熱性向上のため、アミノ基の含量をある一定量以下にすることで両立を計るという手法（例えば特許文献２等）もあるが、アミノ基の減少は炭素繊維への吸着性の低下を招き、ひいては分繊性、融着防止性の低下も引き起こす。したがって、耐熱性と融着防止性という相反する性能を十分に満足する処理剤の設計は困難であった。
【０００６】
また、汎用のアミノ変性シリコーンは、ジメチルシリコーン成分も含まれている。乾燥熱処理時に架橋せず流動性を有するジメチルシリコーンは、その後、単繊維間の空間に合わせて自由に変形できるため、単繊維間に厚く堆積する可能性が高く、結果としてシーリング効果が高まるため、焼成むらが発生すると考えられる。
【０００７】
一方、耐熱性と融着防止性を両立させるために、特許文献３では、チオエーテル基を導入したシリコーン化合物が提案されているが、熱処理工程時に熱分解によって硫化水素ガスを発生するため、安全上、使用が困難と考えられる。
【特許文献１】特開昭６０−１８５８７９号公報
【特許文献２】特公昭６４−５０８号公報
【特許文献３】特開平１１−２５６４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来技術の課題を解決し、炭素繊維の製造工程において、耐炎化工程における優れた分繊性や融着防止性を与え、且つ焼成ムラがなく、良好な工程通過性を与える炭素繊維製造用処理剤の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記目的を達成し、炭素繊維製造工程において高度の耐熱性を有し、かつ優れた融着防止性を持ち、高性能な炭素繊維を得ることのできる炭素繊維製造用処理剤を得ることについて鋭意検討を重ねた結果、分子内に特定の結合基とオルガノポリシロキサンセグメントとアミノーポリアルキレンオキシドから構成される化合物が、極めて良好な耐熱性と融着防止性および焼成むら防止を両立できることを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
即ち本発明は、式（１）で示されるポリシロキサンと式（２）で示されるポリアルキレンオキシドの交互の単位からなるコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤である。
［Ｘ（ＣaＨ2aＯ）bＲ2｛ＳｉＯ（Ｒ1）2｝cＳｉ（Ｒ1）2Ｒ2（ＯＣaＨ2a）bＸ］ …（１）
［ＹＯ（ＣaＨ2aＯ）dＹ］ …（２）
（但し、各Ｒ1は独立に炭素原子数１〜４のアルキル基であり、Ｒ2は２価の有機基である。Ｘ及びＹは２級及び３級アミン及び開環エポキシドからなる群から選ばれた２価の有機基であり、但しＸが開環エポキシドであるときはＹはアミンであり、Ｙが開環エポキシドであるときはＸはアミンである。ａは２〜４であり、ｂは０〜１００であり、ｄは０〜１００であり、（ｂ＋ｄ）は１〜１００であり、ｃは１〜５００である。）
【発明の効果】
【００１１】
本発明に関わる炭素繊維製造用処理剤は、耐熱性良好で、融着防止性に優れ、プレカーサー製造工程や耐炎化工程において優れた工程通過性を有する。特に本発明の処理剤を付与することで、焼成ムラなく、耐熱性と融着防止性を同時に著しく向上する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
Ａ．コポリマー構造
本発明のコポリマーは、［Ｘ（ＣaＨ2aＯ）bＲ2｛ＳｉＯ（Ｒ1）2｝cＳｉ（Ｒ1）2Ｒ2（ＯＣaＨ2a）bＸ］なるポリシロキサンと［ＹＯ（ＣaＨ2aＯ）dＹ］なるポリアルキレンオキシドとの交互単位をもっている。
【００１３】
ここで、Ｒ1は炭素原子数１〜４のアルキル基であり、好ましくはメチルであり、Ｒ2は２価の有機基（少なくとも１の炭素をもつ２価の炭化水素基であり、水酸基をもっていてもよくまたエーテル結合をもっていてもよい。その炭素数は１０より小さいことが好ましい。）であり、Ｘ及びＹは２級及び３級アミン及び開環エポキシドからなる群から選ばれた２価の有機基であり、但しＸが開環エポキシドであるときはＹはアミンであり、Ｙが開環エポキシドであるときはＸはアミンである。ａは２〜４、好ましくは２〜３であり、ｂは０〜１００であり、ｄは０〜１００であり（ｂ＋ｄ）は１〜１００、好ましくは１０〜５０であり、そしてｃは１〜５００、好ましくは１０〜１００である。反復単位の合計数は、単位数の増加につれて粘度が増加するので、高粘度物質の処理能力によってのみ制限されるが、実用上好ましくは各単位が２以上で、１０００単位以下である。
【００１４】
アミンを含有する単位はコポリマーの末端単位、即ち（ＡＢ）nＡのＡであるべきである。Ｘ又はＹのいずれかで示される開環エポキシドは脂肪族、脂環族でもまた芳香環を含有するものでもよい。それらはまた水酸基を含有していてもよくまたエーテル結合を含有していてもよい。好ましい開環エポキシドは、−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）vＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−，−ＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝（ＣＨ2）vＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝−，−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）vＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝−，−（ＣＨ2）v−ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−，−（ＣＨ2）vＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2｛ＯＨ｝）−（ここでｖはそれぞれの場合２〜６である）、ω−（３，４−エポキシシクロヘキシル）アルケン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチレン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−β−メチルエチレン及びβ−（３，４−エポキシ−４−メチルシクロヘキシル）−β−メチルエチレンからなる群から選ばれる。
【００１５】
Ｘ又はＹのいずれかで示されるアミンは２級又は３級アミンである。より好ましいアミンは下記構造式（３）で示されるものである。
−Ｒ4Ｎ（Ｒ3）（Ｒ4）g− …（３）
ここで、Ｒ3は炭素原子数１〜４のアルキル基又は水素、最も好ましくはメチルであり、Ｒ4はアルキレン基、脂環族アルキレン基又はアラルキレン基（ヘテロ原子を含有していてもよい）、アルキレン基の炭素数は１０より小さいことが好ましく、ｇは０又は１である。
【００１６】
（ＡＢ）nＡ分子内で、各Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3及びＲ4は同一でも異なっていてもよい。（ＣaＨ2aＯ）又は（ＯＣaＨ2a）で示されるポリオキシアルケンブロックはエチレンオキシド（ａ＝２）、プロピレンオキシド（ａ＝３）及びブチレンオキシド（ａ＝４）のランダム又はブロック状体からなっていることが好ましい。これらオキシドの比は重要ではないが、生成コポリマーの所望の溶解度パラメータを満たすように調節することが好ましい。
【００１７】
コポリマーの分子量は、ポリシロキサンブロック内のオキシアルキレン単位の数及びシロキシ基の数をかえることによって、アミノ成分に対するエポキシ成分のモル比をかえることによって調節できる。高分子量の物質を生成することが、柔軟性や耐久性等の特性が分子量に依存するので好ましいが、非架橋構造即ち線状分子を生成することも重要である。
【００１８】
コポリマーの性質を制御する別の重要因子に分子中の相対的なシリコーン含量、即ちｃ及び（ｂ＋ｄ）の値がある。一般にシリコーン含量の高いコポリマーほど疎水性であり、従って水溶性に乏しくより優れた柔軟性を与える。ｃ：（ｂ＋ｄ）の好ましい比は１０：１〜１：１０であり、最も好ましくは２：１である。末端基が開環エポキシドである場合、コポリマー末端は水素になる。末端基がアミンである場合はコポリマーの末端は１級又は２級アミン基となる。特に好ましいコポリマーは次の式（４）で示されるものである。
【００１９】
ＨＮ（Ｒ3）（ＣaＨ2aＯ）bＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｎ（Ｒ3）−｛ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）3（ＳｉＯ（Ｒ1）2）cＳｉ（Ｒ1）2（ＣＨ2）3ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｎ（Ｒ3）（ＣaＨ2aＯ）bＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｎ（Ｒ3）｝yＨ …（４）
（但し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、ａ、ｂ、ｃは前述の通りであり、ｙは少なくとも２であり高粘度物を与えうる大きさをもちうる。式（Ｉ）中のｂ及びｃの値に依存し、通常２から約１０００までの範囲である。
Ｂ．製造法
本発明の化合物は２つの反応種、即ち［Ｑ（ＣaＨ2aＯ）bＲ2｛ＳｉＯ（Ｒ1）2｝cＳｉ（Ｒ1）2Ｒ2（ＯＣaＨ2a）bＱ］及びポリアルキレンオキシド［ＺＯ（ＣaＨ2aＯ）dＺ］を反応させることによって製造できる。上記式は、各ＱとＺが１級又は２級アミン又はエポキシド含有基のいずれかであり、Ｑがアミンを含有する場合はＺはエポキシドであり、またはその逆であるという条件を除き、前記の式と同じである。これらの反応種は公知の方法で製造しうる。例示的な方法をあげれば、一般式Ｈ（ＳｉＯ（Ｒ1）2）zＳｉ（Ｒ1）2Ｈのハイドロジェンポリシロキサンを、アリルグリシジルエーテルのような末端にオレフィン性基をもつ不飽和エポキシドと、ヘキサクロロ白金酸等のヒドロシリル化触媒の存在下、加熱下に反応させてエポキシ末端封鎖ポリシロキサンを製造する方法がある。これらの方法は米国特許３，７６１，４４４号及び英国特許１，２１３，７７９号に記載されているように公知である。末端にオレフィン性基をもつ好ましいエポキシドの例を下記する。
【００２０】
【化１】
【００２１】
第２工程では、エポキシ末端封鎖ポリシロキサンを１級又は２級アミノ基を末端にもつポリアルキレンオキシドと反応させる。これらのアミノポリアルキレンオキシドの例としてはＨｕｎｓｍａｎ社から市販されている、下記式（５）で示されるＪＥＦＦＡＭＩＮＥシリーズが挙げられる。
（ＣＨ3）ＣＨ2（ＯＣaＨ2a）bＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）ＮＨ2 …（５）
反応はアルコールやアルコールと水の混合物のような適宜の溶媒中還流下に行われる。通常はエポキシ末端封鎖ポリシロキサンをアミン溶液に添加する。
【００２２】
同様に、α，ω−ハイドロジェンシロキサンをアリル開始エポキシ末端ポリオキシアルケンオキシドでヒドロシリル化してもよい。このエポキシ末端組成物を次にジアミン（たとえばエチレンジアミン、１，６−ジアミノヘキサン、ピペラジン）と反応させてポリエーテルシロキサン単位同士を結合する。他の製造法も当業者に公知である。実用上、反応はアミン含有反応種を１〜３０％、好ましくは１〜１０％過剰で行われる。コポリマーの製造中過剰のアミンを用い末端基の多くがアミンになっていると思われるという事実にもかかわらず、ポリシロキサン上のエポキシ末端基が溶媒、水又はアルコールと副反応を起こして対応するジオール又はエーテルアルコールを形成する可能性もある。反応後、コポリマーの溶液に酢酸、クエン酸、酒石酸等のブレンステッド酸を直接加えて中和してもよく、水、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール及びジプロピレングリコールメチルエーテル等の不燃性溶媒で溶媒交換してもよい。また大気圧又は減圧下に溶媒を留去して反応生成物を分離してもよく、コポリマーの分子量及びエチレンオキシド含量により、生成物は粘稠な油状物やワックス状物でありうる。
Ｃ．処理剤の調製
本発明のコポリマーはそのままでも用いうるが、基材への付与の容易性から、適宜の液媒体に溶解、分散又は乳化して用いることが好ましい。好ましくは水性の溶液、乳化液又は懸濁液として基材に付与される。またイソプロパノール系の非水性溶媒溶液やコポリマーの混合溶液としても使用可能である。たとえばイソプロパノール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール及びジプロピレングリコールメチルエーテル等の水混和性溶媒に溶かしたコポリマー溶液を水と混合して所望のコポリマー濃度にすることによって製造できる。
【００２３】
本発明の炭素繊維製造用処理剤は、さらに他の平滑剤、界面活性剤、制電剤のうち少なくとも一種を含有してなるものでも良い。
【００２４】
平滑剤としては、鉱物油（精製スピンドル油、流動パラフィン）、動植物油（ヤシ油、ヒマシ油など）、脂肪酸エステル（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など）、アルキルエーテルエステル（ラウリルアルコールのエチレンオキサイド３モル付加物ラウレートなど）、ポリエーテル系潤滑剤（ブタノールのエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド付加物など）、シリコーン化合物（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など）およびワックスなどが挙げられ、これらのうち好ましいものは、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およびシリコーン化合物である。
【００２５】
界面活性剤としては、高級アルコールのアルキレンオキサイド付加物（オクチルアルコールのエチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイド、ステアリルアルコールのエチレンオキサイドおよび／またはプロピレンオキサイド付加物など）、多価アルコールエステルのアルキレンオキサイド付加物（硬化ヒマシ油のエチレンオキサイド２５モル付加物、ソルビタントリオレエートのエチレンオキサイド２０モル付加物）などが挙げられる。
【００２６】
制電剤としては、ホスフェート、ホスファイト、脂肪酸石鹸、イミダゾリン系添加剤（ラウリルイミダゾリン、オレイルイミダゾリンなど）などが挙げられる。
【００２７】
さらに処理剤は、その性能を損なわない範囲で、その他の添加剤およびｐＨ調整剤などを含有してもよい。添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フッ素化合物、防腐剤などが挙げられる。ｐＨ調整剤としては、アルカリ金属、アルキルアミンのアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
【００２８】
本発明の化合物の全処理剤中における含有量、およびその他の平滑剤、界面活性剤、制電剤など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、本発明の化合物を通常４０重量％以上含有するのが好ましい。
【００２９】
本発明の処理剤は、炭素繊維製造におけるプレカーサーの製造工程や耐炎化工程での工程通過性に優れ、特にプレカーサーの融着防止性に優れており、処理剤の脱落による樹脂化がなく、炭素繊維の毛羽、糸切れの発生を低減する。
【００３０】
本発明の処理剤は、一般的にはプレカーサー製造工程または耐炎化工程前の段階で付与される。その付与形態は、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。非含水処理剤の場合は、原油のまま、もしくは希釈剤（有機溶媒、低粘度鉱物油など）で希釈して使用する。希釈比率およびエマルションの濃度は特に限定されない。
【００３１】
給油方法については特に限定はなく、処理剤の溶液やエマルションに糸条を浸漬した後にニップローラーや圧縮空気で所定の付着量に調整する方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なども適用可能である。処理剤の付着量は、繊維に対して通常純分０．０１〜１０重量％、好ましくは０．０５〜５．０重量％である。
【実施例】
【００３２】
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。先ず、本発明に用いるコポリマーの合成方法、その利用についての非制限的例を下記する。
製造例１：本発明の（ＡＢ）nＡコポリマーの製造
撹拌機、添加ロート及び還流コンデンサつきの１リットルの４ツ首フラスコ中にて、一般式ＨＳｉ（ＣＨ3）2Ｏ〔Ｓｉ（ＣＨ3）2Ｏ〕pＳｉ（ＣＨ3）2Ｈのα，ω−ハイドロジェンシロキサン（モル過剰のエポキシドに従い表１に記載の量）を８０℃に加熱した。クロロ白金酸（Ｐｔとして５〜１０ｐｐｍ）を加えた後、８０℃でアリルグリシジルエーテルのゆるやかな添加を開始した。ＳｉＨが検知されなくなるまで８０〜９０℃に温度を保った。過剰のアリルグリシジルエーテルを５０mmHg、１２０℃で真空吸収除去した。生成したエポキシ末端封鎖流体をエポキシ量重量で特定した。
【００３３】
【表１】
【００３４】
第２工程で、アミノポリアルケンオキシド（５モル％過剰）［JEFFAMINE ED-900；ａ=2.5、ｂ=15.5（前記式（５）中））あるいはJEFFAMINE ED-2001；ａ=2.5、ｂ=40.5（前記式（５）中）］表２に記載の量及び最終コポリマーの５０％溶液をつくるに十分な量の２−プロパノールを、撹拌機、添加ロート、還流コンデンサ及び温度計をもつ１リットルの４ツ首フラスコに入れた。反応混合物の温度を８０℃に調節し、α，ω−ジエポキシシランを添加ロートから各添加間を１〜２時間にして３回添加した。滴定によりエポキシ官能性がなくなったときに反応を終了した。
【００３５】
【表２】
【００３６】
実施例１〜４、比較例１〜４
上記のようにして調製した本発明のコポリマーＮｏ．１〜４および比較化合物Ｎｏ．１〜４の耐樹脂化性、融着防止性、平滑性、制電性、安全性をそれぞれ以下の方法で測定した結果を表３に示す。
［耐樹脂化性の評価］
各化合物を２４０℃の循風乾燥機中で４時間放置後、トルエンにて洗浄し、当初の処理剤重量に対するトルエン洗浄後の樹脂分重量の割合（％）を測定する。値が小さいほど耐樹脂化性良好である。
［融着防止性の評価］
各化合物８５重量部をポリオキシエチレン（１０）ノニルフェニルエーテル１５重量部と配合したものを水に乳化し、エマルションを作成した。該エマルションをアクリルトウ（２４００デニール／３０００フィラメント）に純分付着量１．０重量％となるように付与し、乾燥してプレカーサートウを得た。このプレカーサートウを、２４０℃の循風乾燥機中に３０分間放置して耐炎化繊維とし、この耐炎化繊維の融着状態を白紙上で観察した。
評価
◎：繊維の融着見られない
○：僅かに繊維が融着している
△：所々に繊維の融着が見られる
×：繊維の融着極めて多い
［平滑性の評価］
融着防止性の評価と同様にして作成した各化合物のエマルションを、アクリルフィラメント（７５デニール／４０フィラメント）に純分付着量０．５重量％となるように付与、乾燥して試験糸を得た。初張力１０ｇ、糸速度１００ｍ／ｍｉｎでクロムメッキした梨地ピンと接触させ、摩擦係数を求めた。値は小さいほど平滑性良好である。
［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測定した。
評価
◎：静電気の発生ほとんど無し
○：やや静電気発生
×：静電気発生多い
【００３７】
【表３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
式（１）で示されるポリシロキサンと式（２）で示されるポリアルキレンオキシドの交互の単位からなるコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
［Ｘ（ＣaＨ2aＯ）bＲ2｛ＳｉＯ（Ｒ1）2｝cＳｉ（Ｒ1）2Ｒ2（ＯＣaＨ2a）bＸ］ …（１）
［ＹＯ（ＣaＨ2aＯ）dＹ］ …（２）
（但し、各Ｒ1は独立に炭素原子数１〜４のアルキル基であり、Ｒ2は２価の有機基である。Ｘ及びＹは２級及び３級アミン及び開環エポキシドからなる群から選ばれた２価の有機基であり、但しＸが開環エポキシドであるときはＹはアミンであり、Ｙが開環エポキシドであるときはＸはアミンである。ａは２〜４であり、ｂは０〜１００であり、ｄは０〜１００であり、（ｂ＋ｄ）は１〜１００であり、ｃは１〜５００である。）
【請求項２】
式（１）のＸまたは式（２）のＹである２級又は３級アミンが、下記構造式（３）で示される請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
−Ｒ4Ｎ（Ｒ3）（Ｒ4）g− …（３）
（但し、Ｒ3は炭素原子数１〜４のアルキル基又は水素であり、Ｒ4はアルキレン基、脂環族アルキレン基又はアラルキレン基であり、これらはヘテロ原子を含有していてもよい。ｇは０又は１である）
【請求項３】
式（１）のＸが２級又は３級アミンであり、式（２）のＹが開環エポキシドである請求項１又は２記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項４】
式（１）のＸが開環エポキシドであり、式（２）のＹが２級又は３級アミンである請求項１又は２記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項５】
式（ＡＢ）nＡで示され、各Ａが２級又は３級アミンが末端にある式（１）の単位であり、各Ｂが開環エポキシドが末端にある式（２）の単位であり、ｎが２〜１０００である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項６】
式（ＡＢ）nＡで示され、各Ａが２級又は３級アミンが末端にある式（２）の単位であり、各Ｂが開環エポキシドが末端にある式（１）の単位であり、ｎが２〜１０００である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項７】
ａが２又は３である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項８】
（ｂ＋ｄ）が１０〜５０である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項９】
各Ｒ1がメチルである請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項１０】
ｃ：（ｂ＋ｄ）の比が１０：１〜１：１０である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項１１】
式（１）のＸまたは式（２）のＹである開環エポキシドが、−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）vＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−，−ＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝（ＣＨ2）vＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝−，−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）vＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝−，−（ＣＨ2）v−ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−，−（ＣＨ2）vＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2｛ＯＨ｝）−（ここでｖはそれぞれの場合２〜６である）、ω−（３，４−エポキシシクロヘキシル）アルケン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチレン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−β−メチルエチレン及びβ−（３，４−エポキシ−４−メチルシクロヘキシル）−β−メチルエチレンからなる群から選ばれる請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項１２】
式（４）で示される請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
ＨＮ（Ｒ3）（ＣaＨ2aＯ）bＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｎ（Ｒ3）−｛ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）3（ＳｉＯ（Ｒ1）2）cＳｉ（Ｒ1）2（ＣＨ2）3ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｎ（Ｒ3）（ＣaＨ2aＯ）bＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｎ（Ｒ3）｝yＨ …（４）
（但し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、ａ、ｂ、ｃは前述の通りであり、ｙは２〜１０００である。）
【請求項１３】
さらに、他の平滑剤、界面活性剤および制電剤のうち少なくとも一種を含有してなる請求項１〜１２の何れか１項記載の炭素繊維製造用処理剤。
【請求項１】
式（１）で示されるポリシロキサンと式（２）で示されるポリアルキレンオキシドの交互の単位からなるコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
［Ｘ（ＣaＨ2aＯ）bＲ2｛ＳｉＯ（Ｒ1）2｝cＳｉ（Ｒ1）2Ｒ2（ＯＣaＨ2a）bＸ］ …（１）
［ＹＯ（ＣaＨ2aＯ）dＹ］ …（２）
（但し、各Ｒ1は独立に炭素原子数１〜４のアルキル基であり、Ｒ2は２価の有機基である。Ｘ及びＹは２級及び３級アミン及び開環エポキシドからなる群から選ばれた２価の有機基であり、但しＸが開環エポキシドであるときはＹはアミンであり、Ｙが開環エポキシドであるときはＸはアミンである。ａは２〜４であり、ｂは０〜１００であり、ｄは０〜１００であり、（ｂ＋ｄ）は１〜１００であり、ｃは１〜５００である。）
【請求項２】
式（１）のＸまたは式（２）のＹである２級又は３級アミンが、下記構造式（３）で示される請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
−Ｒ4Ｎ（Ｒ3）（Ｒ4）g− …（３）
（但し、Ｒ3は炭素原子数１〜４のアルキル基又は水素であり、Ｒ4はアルキレン基、脂環族アルキレン基又はアラルキレン基であり、これらはヘテロ原子を含有していてもよい。ｇは０又は１である）
【請求項３】
式（１）のＸが２級又は３級アミンであり、式（２）のＹが開環エポキシドである請求項１又は２記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項４】
式（１）のＸが開環エポキシドであり、式（２）のＹが２級又は３級アミンである請求項１又は２記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項５】
式（ＡＢ）nＡで示され、各Ａが２級又は３級アミンが末端にある式（１）の単位であり、各Ｂが開環エポキシドが末端にある式（２）の単位であり、ｎが２〜１０００である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項６】
式（ＡＢ）nＡで示され、各Ａが２級又は３級アミンが末端にある式（２）の単位であり、各Ｂが開環エポキシドが末端にある式（１）の単位であり、ｎが２〜１０００である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項７】
ａが２又は３である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項８】
（ｂ＋ｄ）が１０〜５０である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項９】
各Ｒ1がメチルである請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項１０】
ｃ：（ｂ＋ｄ）の比が１０：１〜１：１０である請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項１１】
式（１）のＸまたは式（２）のＹである開環エポキシドが、−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）vＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−，−ＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝（ＣＨ2）vＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝−，−ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）（ＣＨ2）vＣＨ｛ＣＨ2ＯＨ｝−，−（ＣＨ2）v−ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2−，−（ＣＨ2）vＯＣＨ2ＣＨ（ＣＨ2｛ＯＨ｝）−（ここでｖはそれぞれの場合２〜６である）、ω−（３，４−エポキシシクロヘキシル）アルケン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチレン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）−β−メチルエチレン及びβ−（３，４−エポキシ−４−メチルシクロヘキシル）−β−メチルエチレンからなる群から選ばれる請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
【請求項１２】
式（４）で示される請求項１記載のコポリマーを含有することを特徴とする炭素繊維製造用処理剤。
ＨＮ（Ｒ3）（ＣaＨ2aＯ）bＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2Ｎ（Ｒ3）−｛ＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）3（ＳｉＯ（Ｒ1）2）cＳｉ（Ｒ1）2（ＣＨ2）3ＯＣＨ2ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ2Ｎ（Ｒ3）（ＣaＨ2aＯ）bＣＨ2ＣＨ（ＣＨ3）Ｎ（Ｒ3）｝yＨ …（４）
（但し、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、ａ、ｂ、ｃは前述の通りであり、ｙは２〜１０００である。）
【請求項１３】
さらに、他の平滑剤、界面活性剤および制電剤のうち少なくとも一種を含有してなる請求項１〜１２の何れか１項記載の炭素繊維製造用処理剤。
【公開番号】特開２００７−１７７３４９（Ｐ２００７−１７７３４９Ａ）
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３７４５９２（Ｐ２００５−３７４５９２）
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００２２１１１１）モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 (257)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１２日（２００７．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２７日（２００５．１２．２７）
【出願人】（０００２２１１１１）モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 (257)
【Ｆターム（参考）】
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