(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーンを３０〜６０質量％含有する炭素繊維前駆体用処理剤であって、
前記炭素繊維前駆体用処理剤の１質量％水希釈液の２５℃におけるｐＨが４．０以上且つ１０．０以下のものであり、
ガスクロマトグラフィー質量分析法により求められる前記炭素繊維前駆体用処理剤中の低分子量シロキサンの濃度が６．９質量％以下であることを特徴とする炭素繊維前駆体用処理剤。
【請求項２】
前記炭素繊維前駆体用処理剤は、下記の耐炎化処理前ケイ素強度（Ｋ１）及び下記の耐炎化処理後ケイ素強度（Ｋ２）より求められるケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１が０．４超のものである請求項１に記載の炭素繊維前駆体用処理剤。
耐炎化処理前ケイ素強度（Ｋ１）は、前記炭素繊維前駆体用処理剤が付着している炭素繊維前駆体から蛍光Ｘ線元素分析により測定されるケイ素の強度を示す。
耐炎化処理後ケイ素強度（Ｋ２）は、前記炭素繊維前駆体用処理剤が付着している前記炭素繊維前駆体を耐炎化処理して得られる耐炎化糸から蛍光Ｘ線元素分析により測定されるケイ素の強度を示す。
【請求項３】
前記ケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１が、０．５〜０．９５を満たすものである請求項２に記載の炭素繊維前駆体用処理剤。
【請求項４】
更に、非イオン界面活性剤を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の炭素繊維前駆体用処理剤。
【請求項５】
前記非イオン界面活性剤が、分岐アルコールのアルキレンオキサイド付加物を含むものである請求項４に記載の炭素繊維前駆体用処理剤。
【請求項６】
前記シリコーンが、アミノ変性シリコーンを含むものである請求項１〜５のいずれか一項に記載の炭素繊維前駆体用処理剤。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の炭素繊維前駆体用処理剤が付着していることを特徴とする炭素繊維前駆体。
【請求項８】
請求項７に記載の炭素繊維前駆体を耐炎化処理することを特徴とする耐炎化繊維の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素繊維前駆体用処理剤、炭素繊維前駆体、及び耐炎化繊維の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、炭素繊維又は耐炎化繊維は、例えばエポキシ樹脂等のマトリクス樹脂と組み合わせた炭素繊維複合材料又は難燃・防炎素材として、建材、輸送機器等の各分野において広く利用されている。例えば、炭素繊維は、炭素繊維前駆体として、例えばアクリル繊維を紡糸する工程、繊維を延伸する工程、耐炎化工程、及び炭素化工程を経て製造される。炭素繊維前駆体には、炭素繊維の製造工程において生ずる繊維間の膠着又は融着を抑制するために、炭素繊維前駆体用処理剤が用いられることがある。
【０００３】
従来、特許文献１に開示される炭素繊維前駆体用処理剤が知られている。特許文献１は、所定のアミノ変性ポリシロキサンを含有するシリコーン油剤と所定の低級脂肪族モノカルボン酸からなる油剤、及び所定のノニオン系乳化剤との混合物１００重量部に対して、アミノカルボン酸物質を０．２〜１０重量部含有する炭素繊維前駆体用処理剤について開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２０７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の炭素繊維前駆体用処理剤は、耐炎化工程において炉の汚染及び得られた耐炎化繊維に毛羽が生ずるという問題があった。
本発明が解決しようとする課題は、耐炎化炉の汚染及び耐炎化繊維の毛羽を抑制できる炭素繊維前駆体用処理剤、炭素繊維前駆体、及び耐炎化繊維の製造方法を提供する処にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記の課題を解決するべく研究した結果、所定の範囲にｐＨを規定するとともに、低分子量シロキサンの濃度を所定値以下に規定した炭素繊維前駆体用処理剤がまさしく好適であることを見出した。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様の炭素繊維前駆体用処理剤では、シリコーンを３０〜６０質量％含有する炭素繊維前駆体用処理剤であって、前記炭素繊維前駆体用処理剤の１質量％水希釈液の２５℃におけるｐＨが４．０以上且つ１０．０以下のものであり、ガスクロマトグラフィー質量分析法により求められる前記炭素繊維前駆体用処理剤中の低分子量シロキサンの濃度が６．９質量％以下であることを特徴とする。
【０００８】
前記炭素繊維前駆体用処理剤は、下記の耐炎化処理前ケイ素強度（Ｋ１）及び下記の耐炎化処理後ケイ素強度（Ｋ２）より求められるケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１が０．４超のものであることが好ましい。
【０００９】
耐炎化処理前ケイ素強度（Ｋ１）は、前記炭素繊維前駆体用処理剤が付着している炭素繊維前駆体から蛍光Ｘ線元素分析により測定されるケイ素の強度を示す。
耐炎化処理後ケイ素強度（Ｋ２）は、前記炭素繊維前駆体用処理剤が付着している前記炭素繊維前駆体を耐炎化処理して得られる耐炎化糸から蛍光Ｘ線元素分析により測定されるケイ素の強度を示す。
【００１０】
前記炭素繊維前駆体用処理剤において、前記ケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１が、０．５〜０．９５を満たすものであることが好ましい。
前記炭素繊維前駆体用処理剤において、更に、非イオン界面活性剤を含むことが好ましい。
【００１１】
前記炭素繊維前駆体用処理剤において、前記非イオン界面活性剤が、分岐アルコールのアルキレンオキサイド付加物を含むものであることが好ましい。
前記炭素繊維前駆体用処理剤において、前記シリコーンが、アミノ変性シリコーンを含むものであることが好ましい。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の別の態様の炭素繊維前駆体は、前記炭素繊維前駆体用処理剤が付着していることを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明の別の態様の耐炎化繊維の製造方法は、前記炭素繊維前駆体を耐炎化処理することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、耐炎化炉の汚染及び耐炎化繊維の毛羽を抑制できる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（第１実施形態）
以下、本発明の炭素繊維前駆体用処理剤（以下、単に処理剤ともいう）を具体化した第１実施形態を説明する。本実施形態の処理剤は、シリコーンを３０〜６０質量％含有し、処理剤の１質量％水希釈液の２５℃におけるｐＨが４．０以上且つ１０．０以下のものであり、ガスクロマトグラフィー質量分析法により求められる処理剤中の低分子量シロキサンの濃度が６．９質量％以下である。
【００１５】
シリコーンを配合することにより、本発明の効果、特に耐炎化繊維の毛羽を抑制する。シリコーンの具体例としては、例えばジメチルシリコーン、フェニル変性シリコーン、アミノ変性シリコーン、アミド変性シリコーン、ポリエーテル変性シリコーン、アミノポリエーテル変性シリコーン、アルキル変性シリコーン、アルキルアラルキル変性シリコーン、アルキルポリエーテル変性シリコーン、エステル変性シリコーン、エポキシ変性シリコーン、カルビノール変性シリコーン、メルカプト変性シリコーン、ポリオキシアルキレン変性シリコーン等が挙げられる。シリコーンは、１種類のシリコーンを単独で使用してもよいし、又は２種以上のシリコーンを適宜組み合わせて使用してもよい。これらの中で、アミノ変性シリコーンが好ましい。アミノ変性シリコーンを適用することにより、耐炎化工程後にさらに炭素化工程を行う場合に、炭素化炉の汚染を抑制できる。
【００１６】
シリコーンの２５℃の動粘度は、特に制限はないが、好ましくは２００ｍｍ２／ｓ〜１２０００ｍｍ２／ｓである。また、シリコーンとしてアミノ変性シリコーンが用いられる場合、アミノ当量は、特に制限はないが、好ましくは１０００〜１００００ｇ／ｍｏｌである。
【００１７】
本実施形態の処理剤は、更に非イオン界面活性剤を含有することが好ましい。この非イオン界面活性剤を配合することにより、処理剤を乳化させ、取り扱い性、付着性を向上させる。本実施形態の処理剤に供される非イオン界面活性剤としては、公知のものを適宜採用できる。非イオン界面活性剤の種類は、例えばアルコール類又はカルボン酸類にアルキレンオキサイドを付加させ化合物、カルボン酸類と多価アルコールとのエステル化合物、カルボン酸類と多価アルコールとのエステル化合物にアルキレンオキサイドを付加させたエーテル・エステル化合物等が挙げられる。
【００１８】
非イオン界面活性剤の原料として用いられるアルコール類の具体例としては、例えば（１）メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデカノール、エイコサノール、ヘンエイコサノール、ドコサノール、トリコサノール、テトラコサノール、ペンタコサノール、ヘキサコサノール、ヘプタコサノール、オクタコサノール、ノナコサノール、トリアコンタノール等の直鎖アルキルアルコール、（２）イソプロパノール、イソブタノール、イソヘキサノール、２−エチルヘキサノール、イソノナノール、イソデカノール、イソドデカノール、イソトリデカノール、イソテトラデカノール、イソトリアコンタノール、イソヘキサデカノール、イソヘプタデカノール、イソオクタデカノール、イソノナデカノール、イソエイコサノール、イソヘンエイコサノール、イソドコサノール、イソトリコサノール、イソテトラコサノール、イソペンタコサノール、イソヘキサコサノール、イソヘプタコサノール、イソオクタコサノール、イソノナコサノール、イソペンタデカノール等の分岐アルキルアルコール、（３）テトラデセノール、ヘキサデセノール、ヘプタデセノール、オクタデセノール、ノナデセノール等の直鎖アルケニルアルコール、（４）イソヘキサデセノール、イソオクタデセノール等の分岐アルケニルアルコール、（５）シクロペンタノール、シクロヘキサノール等の環状アルキルアルコール、（６）フェノール、ベンジルアルコール、モノスチレン化フェノール、ジスチレン化フェノール、トリスチレン化フェノール等の芳香族系アルコール等が挙げられる。
【００１９】
非イオン界面活性剤の原料として用いられるカルボン酸類の具体例としては、例えば（１）オクチル酸、ノナン酸、デカン酸、ウンデカン酸、ドデカン酸、トリデカン酸、テトラデカン酸、ペンタデカン酸、ヘキサデカン酸、ヘプタデカン酸、オクタデカン酸、ノナデカン酸、エイコサン酸、ヘンエイコサン酸、ドコサン酸等の直鎖アルキルカルボン酸、（２）２−エチルヘキサン酸、イソドデカン酸、イソトリデカン酸、イソテトラデカン酸、イソヘキサデカン酸、イソオクタデカン酸等の分岐アルキルカルボン酸、（３）オクタデセン酸、オクタデカジエン酸、オクタデカトリエン酸等の直鎖アルケニルカルボン酸、（４）安息香酸等の芳香族系カルボン酸等が挙げられる。
【００２０】
非イオン界面活性剤の原料として用いられるアルキレンオキサイドの具体例としては、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等が挙げられる。アルキレンオキサイドの付加モル数は、適宜設定されるが、好ましくは０．１〜６０モル、より好ましくは１〜４０モル、さらに好ましくは２〜３０モルである。なお、アルキレンオキサイドの付加モル数は、仕込み原料中におけるアルコール類又はカルボン酸類１モルに対するアルキレンオキサイドのモル数を示す。
【００２１】
非イオン界面活性剤の原料として用いられる多価アルコールの具体例としては、例えばエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２−メチル−１，２−プロパンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，５−ヘキサンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、２，３−ジメチル−２，３−ブタンジオール、グリセリン、２−メチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、２−エチル−２−ヒドロキシメチル−１，３−プロパンジオール、トリメチロールプロパン、ソルビタン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等が挙げられる。
【００２２】
上述した非イオン界面活性剤は、一種の非イオン界面活性剤を使用してもよく、また二種以上の非イオン界面活性剤を組み合わせて使用してもよい。
これらの中で、分岐アルコールのアルキレンオキサイド付加物が好ましい。かかる非イオン界面活性剤を使用した場合、耐炎化繊維の毛羽をより抑制できる。
【００２３】
本実施形態の処理剤は、処理剤を水に溶解して１質量％水希釈液として調整した際の２５℃におけるｐＨの下限は、４．０以上、好ましくは４．５以上である。かかるｐＨが４．０以上の場合、本発明の効果を向上させる。また、かかるｐＨが４．５以上の場合、特に耐炎化繊維の毛羽をより抑制する。
【００２４】
また、処理剤を水に溶解して１質量％水希釈液として調整した際の２５℃におけるｐＨの上限は、１０．０以下、好ましくは９．５以下である。かかるｐＨが１０．０以下の場合、本発明の効果を向上させる。
【００２５】
処理剤のｐＨの調整は、公知のｐＨ調整剤を適宜採用できる。ｐＨ調整剤としては、例えば、オクタン酸、オレイン酸、酢酸、クエン酸、酒石酸等の有機酸類、それらの誘導体、又はそれらの塩、塩酸等の無機酸類、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ類、アルカノールアミン、アルキルアミン及びアルキルアミンのアルキレンオキサイド付加物等のアミン類等が挙げられる。
【００２６】
本実施形態の処理剤は、ガスクロマトグラフィー質量分析法により求められる処理剤中の低分子量シロキサンの濃度が、６．９質量％以下、好ましくは６質量％以下、より好ましくは５．０質量％以下である。かかる濃度が６．９質量％以下の場合、本発明の効果を向上させる。なお、低分子量シロキサンの濃度は、分子中のケイ素元素数が６以下の低分子量の（ポリ）シロキサン（環状シロキサン含む）の含有量の合計を示す。各低分子量のシロキサンについて、それぞれ検量線を作成することで定量分析できる。低分子量シロキサンの濃度の調整は、公知の方法、例えば原料の蒸留等の方法を用いて実施できる。
【００２７】
本実施形態の処理剤は、下記の耐炎化処理前ケイ素強度（Ｋ１）及び下記の耐炎化処理後ケイ素強度（Ｋ２）より求められるケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１の下限が、０．４超のものであることが好ましく、０．５以上のものであることがより好ましい。ケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１が０．４超を満たす場合、シリコーン由来の成分が耐炎化処理後においても繊維上に残りやすいため、耐炎化炉の汚染及び耐炎化繊維の毛羽をより抑制できる。
【００２８】
上述したケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１の上限は、０．９５以下のものであることが好ましい。ケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１が０．９５以下の場合、耐炎化工程後にさらに炭素化工程を行う場合に、炭素化炉の汚染を抑制できる。
【００２９】
耐炎化処理前ケイ素強度（Ｋ１）は、炭素繊維前駆体用処理剤が付着している炭素繊維前駆体から蛍光Ｘ線元素分析により測定されるケイ素の強度を示す。
耐炎化処理後ケイ素強度（Ｋ２）は、炭素繊維前駆体用処理剤が付着している炭素繊維前駆体を耐炎化処理して得られる耐炎化糸から蛍光Ｘ線元素分析により測定されるケイ素の強度を示す。なお、蛍光Ｘ線元素分析により測定されるケイ素の強度は、ケイ素に由来する信号の検出ピーク強度によって求められる。
【００３０】
耐炎化処理前ケイ素強度（Ｋ１）及び耐炎化処理後ケイ素強度（Ｋ２）を求める際に使用する処理剤が付着した炭素繊維前駆体について、処理剤の付着量は、一般的な使用時における付着量、例えば１質量％のものが適用される。
【００３１】
また、耐炎化処理後ケイ素強度（Ｋ２）を求める際の耐炎化処理は、例えば１５０℃から２４０℃まで昇温速度５℃／ｍｉｎで加熱してから２４０℃で１時間保持する条件で行われる。
【００３２】
（第２実施形態）
次に、本発明に係る炭素繊維前駆体を具体化した第２実施形態について説明する。本実施形態の炭素繊維前駆体は、炭素繊維前駆体の原料繊維に第１実施形態の処理剤が付着している。
【００３３】
さらに、本実施形態の炭素繊維前駆体を用いた耐炎化繊維又は炭素繊維の製造方法は、まず炭素繊維前駆体の原料繊維に上記の処理剤を付着させて炭素繊維前駆体を得た後、製糸する製糸工程が行われる。次に、その製糸工程で製造された炭素繊維前駆体を２００〜３００℃、好ましくは２３０〜２７０℃の酸化性雰囲気中で耐炎化繊維に転換する耐炎化処理工程が行われる。さらに炭素繊維を得る場合は、前記耐炎化繊維をさらに３００〜２０００℃、好ましくは３００〜１３００℃の不活性雰囲気中で炭化させる炭素化処理工程が行われる。炭素化処理工程は、耐炎化処理工程に続けて行ってもよい。
【００３４】
製糸工程は、炭素繊維前駆体の原料繊維に第１実施形態の処理剤を付着させて得られた炭素繊維前駆体を製糸する工程であり、付着処理工程と延伸工程とを含む。
付着処理工程は、炭素繊維前駆体の原料繊維を紡糸した後、処理剤を付着させる工程である。つまり、付着処理工程で炭素繊維前駆体の原料繊維に処理剤を付着させる。またこの炭素繊維前駆体の原料繊維は紡糸直後から延伸されるが、付着処理工程後の高倍率延伸を特に「延伸工程」と呼ぶ。延伸工程は高温水蒸気を用いた湿熱延伸法でもよいし、熱ローラーを用いた乾熱延伸法でもよい。
【００３５】
炭素繊維前駆体の原料繊維は、例えばアクリル繊維等が挙げられる。アクリル繊維としては、少なくとも９０モル％以上のアクリロニトリルと、１０モル％以下の耐炎化促進成分とを共重合させて得られるポリアクリロニトリルを主成分とする繊維から構成されることが好ましい。耐炎化促進成分としては、例えばアクリロニトリルに対して共重合性を有するビニル基含有化合物が好適に使用できる。炭素繊維前駆体の単繊維繊度については、特に限定はないが、性能及び製造コストのバランスの観点から、好ましくは０．１〜２．０ｄＴｅｘである。また、炭素繊維前駆体の繊維束を構成する単繊維の本数についても特に限定はないが、性能及び製造コストのバランスの観点から、好ましくは１，０００〜９６，０００本である。
【００３６】
処理剤は、製糸工程のどの段階で炭素繊維前駆体の原料繊維に付着させてもよいが、延伸工程前に一度付着させておくことが好ましい。また、延伸工程前の段階であればどの段階でも付着させてもよい。例えば紡糸直後に付着させてもよい。さらに延伸工程後のどの段階で再度付着させてもよい。例えば、延伸工程直後に再度付着させてもよいし、巻取り段階で再度付着させてもよいし、耐炎化処理工程の直前に再度付着させてもよい。製糸工程中、付着させる回数は特に限定されない。
【００３７】
第１実施形態の処理剤を炭素繊維前駆体に付着させる割合に特に制限はないが、処理剤（溶媒を含まない）を炭素繊維前駆体に対し０．１〜２質量％となるように付着させることが好ましく、０．３〜１．２質量％となるように付着させることがより好ましい。かかる構成により、本発明の効果をより向上させる。第１実施形態の処理剤の付着方法としては公知の方法が適用でき、これには例えば、スプレー給油法、浸漬給油法、ローラー給油法、計量ポンプを用いたガイド給油法等が挙げられる。第１実施形態の処理剤を繊維に付着させる際の形態としては、例えば有機溶媒溶液、水性液等が挙げられる。
【００３８】
本実施形態の処理剤及び炭素繊維前駆体の作用及び効果について説明する。
（１）本実施形態では、耐炎化炉の汚染及び耐炎化繊維の毛羽を抑制できる。また、耐炎化工程後に炭素化工程を行う場合に、炭素化炉の汚染を抑制できる。
【００３９】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・本実施形態の処理剤には、本発明の効果を阻害しない範囲内において、処理剤の品質保持のための安定化剤や制電剤として、アニオン界面活性剤等の上記以外の界面活性剤、帯電防止剤、つなぎ剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤等の通常処理剤に用いられる成分をさらに配合してもよい。アニオン界面活性剤としては、アルキルリン酸エステル、Ｎ−アシルアミノ酸塩、エーテルカルボン酸系界面活性剤等が挙げられる。
【実施例】
【００４０】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例及び比較例において、部は質量部を、また％は質量％を意味する。
【００４１】
試験区分１（炭素繊維前駆体用処理剤の調製）
参考例１の炭素繊維前駆体用処理剤は、まずジアミン型のアミノ変性シリコーン（粘度が２５０ｍｍ２／ｓ、当量７６００ｇ／ｍｏｌ）（Ａ−１）を８０ｇ、イソテトラデシルアルコールのエチレンオキサイド１０モル及びプロピレンオキサイド６モル付加物（Ｂ−１）を１５ｇ、イソドデシルアルコールのエチレンオキサイド１０モル付加物（Ｂ−２）を４ｇ、１−エチル−２−（ヘプタデセニル）−４，５−ジハイドロ−３−（２−ハイドロキシエチル）−１Ｈ−イミダゾリニウムのエチル硫酸塩（Ｃ−１）１ｇをビーカーに加えてよく混合した。撹拌を続けながら固形分濃度が３０％となるようにイオン交換水を徐々に添加することで参考例１の炭素繊維前駆体用処理剤の３０％水性液を調製した。
【００４２】
実施例３〜７，１２〜１５、参考例１，２，８〜１１及び比較例１〜４の各炭素繊維前駆体用処理剤は、表１に示される各成分を使用し、参考例１と同様の方法にて調整した。
各例の炭素繊維前駆体用処理剤中におけるシリコーンの種類と含有量、非イオン界面活性剤の種類と含有量、その他成分の種類と含有量は、表１の「シリコーン」欄、「非イオン界面活性剤」欄、「その他成分」欄に示すとおりである。
【００４３】
また、炭素繊維前駆体用処理剤の３０％水性液から、１％水希釈液を調製し、常法に従い２５℃におけるｐＨを測定した。測定したｐＨの値を表１の「１％水希釈液のｐＨ」欄に示す。
【００４４】
また、各例の炭素繊維前駆体用処理剤中における低分子量シロキサン濃度を測定した。低分子量シロキサンは、分子中のケイ素元素の数が６以下の低分子量の（ポリ）シロキサン（環状シロキサン含む）の濃度を、下記の条件に従いガスクロマトグラフィー質量分析法を用いて測定した。測定条件は、インジェクション温度３００℃、カラム温度条件１００℃から３００℃まで１０℃／ｍｉｎで昇温後３００℃で４０分ホールドとした。処理剤中における低分子量の（ポリ）シロキサンの濃度を「低分子量シロキサン濃度」欄に示す。
【００４５】
【表１】
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表１において、
Ａ−１：粘度：２５０ｍｍ２／ｓ、当量７６００ｇ／ｍｏｌ、ジアミン型のアミノ変性シリコーン
Ａ−２：粘度：１３００ｍｍ２／ｓ、当量１７００ｇ／ｍｏｌ、ジアミン型のアミノ変性シリコーン
Ａ−３：粘度：１７００ｍｍ２／ｓ、当量３８００ｇ／ｍｏｌ、モノアミン型のアミノ変性シリコーン
Ａ−４：粘度：５０００ｍｍ２／ｓ、当量７０００ｇ／ｍｏｌ、ジアミン型のアミノ変性シリコーン
Ａ−５：粘度：１００００ｍｍ２／ｓ、当量２０００ｇ／ｍｏｌ、ジアミン型のアミノ変性シリコーン
Ａ−６：粘度：６００ｍｍ２／ｓ、当量３０００ｇ／ｍｏｌ、ジアミン型のアミノ変性シリコーン
Ａ−７：粘度：１００００ｍｍ２／ｓのジメチルシリコーン
Ａ−８：粘度：５００ｍｍ２／ｓ、エチレンオキサイド／プロピレンオキサイド＝８０／２０、シリコーン／ポリエーテルの質量比＝５０／５０のポリエーテル変性シリコーン
Ｂ−１：イソテトラデシルアルコールのエチレンオキサイド１０モル及びプロピレンオキサイド６モル付加物
Ｂ−２：イソドデシルアルコールのエチレンオキサイド１０モル付加物
Ｂ−３：イソノニルアルコールのエチレンオキサイド８モル付加物
Ｂ−４：ドデシルアルコールのエチレンオキサイド２０モル付加物
Ｂ−５：トリデシルアルコールのエチレンオキサイド３モル付加物
Ｃ−１：１−エチル−２−（ヘプタデセニル）−４，５−ジハイドロ−３−（２−ハイドロキシエチル）−１Ｈ−イミダゾリニウムのエチル硫酸塩
Ｃ−２：イソドデシルホスフェート
Ｃ−３：ラウリルエーテル（エチレンオキサイド平均１０モル）酢酸
Ｃ−４：酢酸
Ｃ−５：ジエタノールアミン
Ｃ−６：ラウロイルサルコシネート
Ｃ−７：オレオイルサルコシネートを示す。
【００４６】
試験区分２（炭素繊維前駆体、耐炎化繊維、及び炭素繊維の製造）
試験区分１で調製した炭素繊維前駆体用処理剤を用いて、炭素繊維前駆体、耐炎化繊維、及び炭素繊維を製造した。
【００４７】
アクリロニトリル９５質量％、アクリル酸メチル３．５質量％、メタクリル酸１．５質量％からなる極限粘度１．８０の共重合体を、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）に溶解してポリマー濃度が２１．０質量％、６０℃における粘度が５００ポイズの紡糸原液を作成した。紡糸原液は、紡浴温度３５℃に保たれたＤＭＡＣの７０質量％水溶液の凝固浴中に孔径（内径）０．０７５ｍｍ、ホール数１２，０００の紡糸口金よりドラフト比０．８で吐出した。
【００４８】
凝固糸を水洗槽の中で脱溶媒と同時に５倍に延伸して水膨潤状態のアクリル繊維ストランドを作成した。これを試験区分１で調製した炭素繊維前駆体用処理剤の４％イオン交換水溶液を浸漬法にて炭素繊維前駆体用処理剤の付着量が１質量％（溶媒を含まない）となるように給油した。その後、このアクリル繊維ストランドを１３０℃の加熱ローラーで乾燥緻密化処理を行い、さらに１７０℃の加熱ローラー間で１．７倍の延伸を施した後に糸管に巻き取ることで炭素繊維前駆体を得た。この炭素繊維前駆体から糸を解舒し、２００℃〜３００℃の空気雰囲気下で耐炎化処理することにより耐炎化繊維を得た。その後、窒素雰囲気下で３００〜１，３００℃の温度勾配を有する炭素化炉で焼成して炭素繊維に転換後、糸管に巻き取った。
【００４９】
ケイ素強度比（Ｋ２／Ｋ１）、耐炎化炉の汚染、耐炎化時の毛羽、炭素化炉の汚染を以下に示されるように評価した。結果を表１の「ケイ素強度比Ｋ２／Ｋ１」欄、「耐炎化炉の汚染」欄、「耐炎化時の毛羽」欄、「炭素化炉の汚染」欄に示す。
【００５０】
試験区分３（評価）
・ケイ素強度比（Ｋ２／Ｋ１）の測定条件
試験区分２において得られた炭素繊維前駆体、及び試験区分２において得られた炭素繊維前駆体を１５０〜２４０℃の間、昇温速度５℃／ｍｉｎの温度勾配で昇温させ、耐炎化炉で空気雰囲気下、２４０℃１時間耐炎化処理して得られた耐炎化繊維を使用した。それぞれ１．５ｃｍにカットしたものを走査型蛍光Ｘ線元素分析装置（リガク社製：ZSX Primus）を用いて蛍光Ｘ線にてケイ素元素強度Ｋ１及びＫ２を測定した。得られたケイ素に由来する信号の検出ピーク強度の値よりケイ素強度比（Ｋ２／Ｋ１）を求めた。
【００５１】
・耐炎化炉の汚染
シリカ付着による耐炎化炉の清掃周期について次の基準で評価した。清掃周期が長いものが、耐炎化炉内のシリカの付着が少ないことを示す。
【００５２】
◎：３週間以上４週間未満で清掃
○：２週間以上３週間未満で清掃
×：２週間未満で清掃
・耐炎化時の毛羽
耐炎化工程通過後の毛羽立ちを以下の基準で目視で確認評価した。
【００５３】
◎：毛羽立ちがほとんど見られず操業性も良好なもの
○：わずかな毛羽立ちが見られるが操業性に影響はないもの
×：毛羽が目立ち糸の巻きつきが発生して操業性に影響したもの
・炭素化炉の汚染
シリカ付着による炭素化炉の清掃周期について次の基準で評価した。清掃周期が長いものが、炭素化炉内のシリカの付着が少ないことを示す。
【００５４】
◎：２か月以上で清掃なしで操業可能
○：１か月以上２か月未満で清掃
×：１か月未満で清掃
表１の各比較例に対する各実施例の評価結果からも明らかなように、本発明の処理剤によると、耐炎化炉の汚染及び耐炎化繊維の毛羽を抑制できる。また、炭素化炉の汚染を抑制できる。
【要約】
【課題】耐炎化炉の汚染及び耐炎化繊維の毛羽を抑制できる炭素繊維前駆体用処理剤、炭素繊維前駆体、及び耐炎化繊維の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、シリコーンを含有する炭素繊維前駆体用処理剤であって、前記炭素繊維前駆体用処理剤の１質量％水希釈液の２５℃におけるｐＨが４．０以上且つ１０．０以下のものであり、ガスクロマトグラフィー質量分析法により求められる前記炭素繊維前駆体用処理剤中の低分子量シロキサンの濃度が６．９質量％以下であることを特徴とする。
【選択図】なし