JP3051155B2

JP3051155B2 - メソフェーズピッチの単離方法

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Publication number: JP3051155B2
Application number: JP2320547A
Authority: JP
Inventors: ヒュー・イー・ロミン; ジェームス・アール・マッコナジ・ジュニア
Original assignee: コノコ・インコーポレーテッド
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 2000-06-12
Anticipated expiration: 2015-06-12
Also published as: JPH04189895A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景工業的使用に対して好適な優れた特性を有する炭素繊
維がメソフェーズピッチから製造され得ることはよく知
られている。メソフェーズピッチから得られた炭素繊維
は、軽量で、強く、硬く、熱的および電気的に導電性
で、化学的および熱的にともに不活性である。メソフェ
ーズピッチから得られた炭素繊維は、複合体における強
化材として良好な役目を果たし、宇宙分野への適用およ
び品質のよいスポーツ用品における用途が知られてい
る。

等方性ピッチから製造される安価な炭素繊維は、分子
配向がほとんどなく比較的悪い機械的特性を示す。これ
に対して、メソフェーズピーチから製造される炭素繊維
は、高い好ましい分子配向および比較的優れた機械的特
性を示す。

ここで使用する用語「ピッチ」とは、ナフサ分解工業
における副生成物として得られる石油ピッチ、天然アス
ファルト、および重油、石油アスファルトから得られる
高炭素含有ピッチ、並びに種々の工業的製造プロセスに
おける副生成物として製造されるピッチの性質を有する
他の物質を意味する。

用語「石油ピッチ」とは、石油留分もしくは残渣の熱
分解および接触分解から得られる残留炭素質材料をい
う。

用語「異方性ピッチ」または「メソフェーズピッチ」
とは、相互作用により互いに会合して光学的に配列され
た液晶を形成する芳香構造を有する分子を包含するピッ
チを意味する。

用語「等方性ピッチ」とは、光学的に配列された液晶
の形に整列されていない分子を包含するピッチを意味す
る。

用語「メソゲン」とは、メソフェーズ形成材料もしく
はメソフェーズ前駆体を意味する。

メソフェーズピッチは、精製留分のような現存の炭化
水素留分、またはコールタールのような石炭留分におい
て通常入手することができない。しかしながら、メソフ
ェーズピッチは、メソゲンを含む等方性ピッチから得る
ことができる。メソゲンを含む等方性ピッチは、通常芳
香族原料油の処理により製造される。当該技術分野にお
いて既知であるそのような処理は、攪拌を伴うものは伴
わない、およびガススパージもしくはガスパージを伴う
もしくは伴わない一つまたはそれ以上のヒートソーキン
グ工程を含む。ガススパージは、不活性ガスを用いても
しくは酸化性ガスを用いて、または両タイプの操作で行
われ得る。多くの特許において、等方性ピッチを得るた
めの芳香族物質を含む原料油の処理の種々の態様が記述
されている。米国特許第4,209,500号においてヒートソ
ーキング、米国特許3,976,729号および第4,017,327号に
おいて加熱処理の攪拌、米国特許第3,974,264号および
第4,027,788号において加熱処理中の不活性ガススパー
ジ、米国特許第4,283,269号においてフラックス処理さ
れたピッチのイートソーキング、日本特許第65090/85号
において酸化ガスの存在下での加熱、米国特許第4,464,
248号において接触ヒートソーキング、米国特許第3,59
5,946号および第第4,066,737号において酸化性かつ反応
性の物質の使用、および米国特許第4,474,617号におい
て酸化ガスの使用、並びにその他のものが含まれる。

メソフェーズピッチは、溶剤精留によりメソゲンを含
む等方性ピッチから得られ、それは以下の工程により行
われる。

（１）熱媒体で等方性ピッチをフラックス処理する。

（２）フラックス処理不溶解物を濾過、遠心分離、また
は他の好適な手段により分離する。

（３）抗溶剤（anit−solvent）（相互混合溶剤）（com
ix solvent））を用いてフラックス処理濾過液を希釈
し、メソフェーズ形成（メソゲン含有）ピッチを沈殿さ
せる。

（４）沈殿したピッチを洗浄し乾燥する。

（５）沈殿したピッチを溶融してメソフェーズを形成す
る。

記述された溶剤精留操作は、当該技術分野において既
知であり、米国特許第4,277,324号を含めて多くの特許
において詳細に示されている。なお、この特許の内容は
ここに含めておく。この特許は、溶剤精留において使用
され得る多くの溶剤および抗溶剤、並びに使用され得る
操作条件および手順を示す。

等方性ピッチからのメソゲンの分離も、米国特許第4,
208,267号において記述された溶剤抽出方法により達成
され得る。この特許において、精留はフラックス処理も
しくはフラックス瀘過なしで達成される。メソゲン含有
等方性ピッチは相互混合タイプの溶剤で抽出され、メソ
ゲンは不溶解性残渣として回収される。この方法におい
て使用される溶剤は、米国特許第4,277,324号の方法に
おいて使用されるものと同様のものである。

相互混合溶剤の使用を含まず、これにより２つの溶剤
用の貯蔵およびポンプ手段並びに溶剤を分離するための
分離手段の必要性を除去した等方性ピッチからメソフェ
ーズピッチを得る代りの方法を提供することが望まし
い。

この発明によれば、メソゲンを含む等方性ピッチは溶
剤と混合され、高密度相もしくは超臨界条件に供され、
ピッチからのメソゲンの相分離を達成する。この発明の
一つの態様において、メソゲンを含む等方性ピッチをメ
ソゲンを溶解することができる溶剤でフラックス処理
し、その後フラックス処理混合物を濾過して不溶解物を
除去し、高密度相もしくは温度および圧力の超臨界条件
下においてフラックス処理混合物から溶解されたメソゲ
ンを相分離する。メソゲンをメソフェーズとして回収す
るように、高密度相もしくは超臨界条件を使用する。

従来技術米国特許第4,581,124号には、超臨界条件下での溶剤
抽出を用いてピッチ（実質的な量のメソフェーズ、すな
わち５〜25重量％を含む）を処理し、少なくとも30重量
％のメソフェーズ、好ましくは少なくとも50重量％のメ
ソフェーズを含むメソフェーズに富んだピッチを回収す
ることが開示されている。

日本特許第60−170694号には、臨界状態において芳香
族溶剤を用いてコールタールピッチを抽出することによ
り炭素繊維用の前駆体ピッチを製造することが開示され
ている。抽出されたピッチは、その後不活性ガスのスパ
ージにより熱処理に供され、所望の生成物を与える。

米国特許第4,277,324号には、溶剤精留により等方性
ピッチを異方性（メソフェーズ）ピッチに転化すること
が開示されている。まず、等方性ピッチを有機フラック
ス溶剤と混合する。その後、フラックス処理混合物中に
懸濁した不溶解固体の瀘過のような物理的手段により移
す。その後、固体のないフラックス処理液体を抗溶剤で
処理して、溶融してメソフェーズを形成するメソフェー
ズ形成ピッチを沈殿させる。さらに、この特許には、溶
剤精留の前にピッチをヒートソーキングすることが開示
されている。

米国特許第4,208,267号には、相互混合（抗溶剤）溶
剤を用いて等方性ピッチを抽出して溶剤不溶解性留分を
提供することが開示されている。230℃〜400℃に加熱し
た場合この留分は、75％以上のメソフェーズに転化され
る。

発明の詳細な記述この発明の方法を行う際に使用するために好適な等方
性ピッチは、ヒートソーキングを含む重質芳香族留分の
種々の処理により得られる。一般に、重質留分が使用さ
れ得るが、好ましい材料は前に定義した石油ピッチであ
る。特に有用なピッチは、重質基準で、約88％〜約93％
の炭素および約９％〜約４％の水素を含む。炭素および
水素の他に硫黄および窒素のような元素が通常そのよう
なピッチには存在するが、これらの他の元素がピッチの
重量の約５％を超えないことが重要である。また、これ
らの特に有用なピッチは、典型的に約200〜約1000のオ
ーダーの平均分子量を有する。

好ましい石油ピッチ以外に有用な出発材料は、エチレ
ンクラッカータール、石炭誘導体、石油サーマルター
ル、および650〜950゜Fの範囲の沸点を有する芳香族留
分を含む。

ヒートソーキングを採用して好適な等方性ピッチを得
る場合、この操作は通常約370〜500℃の範囲の温度で約
0.10〜約240時間で達成される。ソーク温度が低くなれ
ばより長いソーク時間が必要であり、逆もまた同じであ
る。好ましいソーキング条件は、約390〜約430℃の範囲
の温度で約２〜約24時間である。前述したように、ヒー
トソーキング工程は、攪拌を伴うもしくは伴わない、お
よびガススパージもしくはガススパージを伴うもしくは
伴わないで行われ得る。

この発明の好ましい態様において、メソゲンを含む等
方性ピッチをフラックス処理溶剤と混合し、フラックス
処理の作用によりメソゲンを溶解する。

種々の溶剤がフラックス処理溶剤としての使用に好適
である。それらはベンゼンおよびナフタレンのような芳
香族化合物、テトラリンおよび9,10−ジヒドロアントラ
センのようなナフテノ（naptheno）芳香族化合物、トル
ンエン、キシレン、およびメチルナフタレンのようなア
ルキル芳香族化合物、ピリジン、キノリン、およびテト
ラヒドロフランのようなヘテロ芳香族化合物、並びにそ
れらの組み合わせのような化合物を含む。また、クロロ
ホルムおよびトリクロロエタンのような１〜４個の炭素
原子を含むパラフィン系炭化水素のクロロおよびフルオ
ロ誘導体、並びにトリクロロベンゼンのようなハロゲン
化した芳香族化合物を含む簡単なハロカーボンが好適で
ある。一般に、ピッチと不反応性であり、充分な量でピ
ッチと混合した場合にメソゲンを溶解することができる
ような、約500℃以下の臨界温度を有するいずれかの有
機溶剤が、この発明の方法を行う際に使用され得る。約
500℃を超える温度では、望ましくない反応がピッチ中
の芳香族化合物によりもしくはその芳香族化合物間で起
こり得る。

使用されるフラックス溶剤の量は、混合が行われる温
度およびピッチの組成により変わる。一般に、使用され
る溶剤の量は、ピッチ１重量部当たり溶剤約0.05重量部
ないしピッチ１重量部当たり溶剤約2.5重量部である。
好ましくは、ピッチに対する溶融溶剤の重量比は、約0.
7:1〜約1.5:1の範囲である。フラックス処理操作は、通
常液体状態において系を維持するため高められた温度で
充分な圧力で行われる。混合または攪拌は、フラックス
処理中にメソゲンの溶解を助けるために提供される。通
常、フラックス処理操作は、約30〜約150℃の範囲の温
度で、約0.1〜約2.0時間の時間行われる。しかしなが
ら、フラックス処理は、系の圧力で溶剤の沸点まで行わ
れ得る。望ましくは、融剤混合物は、無制限にタンケー
ジ内に貯蔵され得る。フラックス処理工程が完了した時
に、溶解したメソゲンはピッチの不溶解性部分から沈
降、遠心分離、または瀘過の通常の方法により分離され
る。瀘過が使用される選択された分離方法であるなら
ば、望ましくは固体からの流体物質の分離を助けるため
に瀘過助剤が使用され得る。

流体ピッチから除去された固体物質は、ヒートソーキ
ング中に生じた不溶解性物はもちろん、ヒートソーキン
グ前にピッチ中に存在するコークスおよび触媒微粒子の
ような物質からなる。ヒートソーキング条件が注意深く
制御されないならば、メソフェーズはヒートソーキング
中にピッチ中に発生され得ない。このメソフェーズは、
フラックス処理混合物中で主に不溶解性であるので、こ
のプロセスにおいて部分的に失われ、並びに分離プロセ
ス中に他の不溶解性物と共に除去される。この発明の方
法において、ピッチの前処理であるこの手段が溶剤精製
前にピッチに最大量のメソゲンを提供するように行われ
るので、実質的にメソフェーズのない等方性ピッチが好
ましい。

この系からの固体の除去の後、溶解されたメソゲンを
含む残存するピッチ溶剤混合物が、超臨界温度および圧
力すなわちフラックス溶剤の臨界温度および臨界圧力ま
たはそれ以上に供され、ピッチからのメソゲンの相分離
が行われる。例えば、トルンエンの場合、臨界条件は31
9℃で611psiaである。この系からメソゲンを分離するた
めに必要な時間は、使用される特定のピッチおよび溶剤
並びに分離容器の形状により変わるであろう。望ましく
は、追加のフラックス溶剤が系に加えられ得る。そのよ
うに加えられる溶剤の量は、ピッチ１重量部当たり溶剤
約12重量部までであり、好ましくはピッチ１重量部当た
り溶剤約0.5〜約６重量部である。もし追加のフラック
ス溶剤が加えられるならば、攪拌または混合が相互相接
触を充分に進めるために望ましい。

相互混合溶剤もしくは抗溶剤の使用が含まれる等方性
ピッチの溶剤精製の従来の方法において、溶融操作はメ
ソゲンをメソフェーズピッチに転化するために役立つ。
この発明の方法において、超臨界相分離工程から得られ
る生成物がメソゲンよりむしろメソフェーズであるの
で、溶融はこの転化を行うために必要でない。

この発明の方法を行う際に与えられる超臨界条件は、
使用される溶剤、ピッチの組成、および使用される温度
により変わるであろう。超臨界圧力のレベルは、溶剤へ
のピッチの溶解度を調節するために使用され、これによ
りメソフェーズ生成物の収率および融点を確かめ得る。
例えば、与えられた温度および溶剤−ピッチ比で、系の
圧力が増加したならば、溶剤中のピッチの溶解度も増加
する。これにより比較的に高い融点のメソフェーズ生成
物を低収率で生じる。圧力を低くすると、反対の結果が
得られる。一般に、使用される超臨界温度は、溶剤の臨
界温度またはそれより僅かに高い、例えば溶剤の臨界温
度より０〜約100℃高い。望ましくは、比較的高い温度
が使用されるが、それは必須ではない。系で維持される
圧力は、生成物の特性および収率を調節するために最も
好適に使用されるので広範囲にわたって変わるであろ
う。したがって、系で与えられる圧力は、臨界圧力の２
倍までまたは場合によってはそれ以上である。

ここでこの方法のために必要な温度および圧力は、こ
の方法において使用される溶剤の臨界温度および圧力と
同じまたはそれ以上である。好適な溶剤は、約100℃〜
約500℃の範囲の臨界温度を有する溶剤である。温度上
限は、ピッチおよび／または溶剤混合物の熱的安定性に
より調節される。温度下限は、使用される特定の溶剤の
臨界温度に設定される。好ましい溶剤は200℃以上の臨
界温度を有するが、ハロカーボンのような他の溶剤はそ
れより低い臨界温度を有する。例えば、クロロトリフル
オロメタンは、29℃のの臨界温度を有する。プロセス温
度は、通常溶剤の臨界温度より約100℃高い温度までま
たはそれ以上である。

プロセス圧力は、一般に約300psig〜約5000psig、好
ましくは約500psig〜約3000psigである。しかしなが
ら、いくつかのピッチ／溶剤プロセス系がより高いもし
くはより低い圧力を使用し得ることに注意すべきであ
る。系圧力は、生成物の特性および収率を調節するため
に最も好適に使用されるので広範囲にわたって変わる。
したがって、系に与えられる圧力は、臨界圧力の２倍ま
でまたは場合によってはそれ以上である。

この方法において用いられる溶剤の量および使用され
る温度は、また溶剤中におけるピッチの溶解度に影響を
及ぼし、それに代わってメソフェーズ生成物の融点に影
響を及ぼす。例えば、溶剤量が増加すると溶解されるピ
ッチの量が増加し、温度を増加する場合に同じ効果が得
られる。これらの両方の変化により、高められた融点の
メソフェーズ生成物を減少された収率で生じる。

ピッチからのメソゲン（メソフェーズ）の相分離の完
了により、メソフェーズ中に溶解されたフラックス溶剤
は、メソフェーズを液体状態に維持するために充分なレ
ベルで温度を維持しつつ系の圧力を減少することにより
除去され得る。通常溶剤除去は、使用される溶剤除去操
作のタイプにより約300〜約400℃の温度で約0.01〜約２
時間行われる。例えば、薄膜蒸発を用いると、非常に短
い滞留時間のみが必要となる。

この発明の方法で得られたメソフェーズピッチ生成物
は、溶融紡糸のような従来の操作、その後別の安定化お
よび炭化の工程により連続等方性炭素繊維に紡糸され得
る。これらは既知の技術であり、したがって、それらは
この発明の臨界的特徴を構成しない。

従来の溶剤フラックス処理に加えて、この発明の方法
は強められたフラックス処理をも含む。強められたフラ
ックス処理は、フラックス処理混合物に対する臨界条件
までの高められた温度および圧力を使用する。強められ
たフラックス処理は、改良された収率を導く比較的高い
溶解度を提供する。また、この方法において使用される
超臨界条件および低粘度混合物の比較的簡易なフラック
ス瀘過とのより良好な適合性のようなプロセス上の利点
を提供する。強められたフラックス処理で使用される溶
剤比は、ピッチ１重量部当たり約0.5〜約2.5重量部の間
で変わるであろう。

溶剤の除去後、この発明の超臨界条件下で回収された
液状メソフェーズは、直接紡糸され得るか、または代わ
りにこの物質を貯槽に輸送するために固相物質に冷却し
得る。望ましくは、メソフェーズ生成物は、従来の２溶
剤プロセスにおけるように溶剤洗浄され乾燥され得る。

この発明の好ましい態様において、前述したように、
ヒートソーキングされた等方性ピッチの溶剤フラックス
処理およびフラックス処理混合物の瀘過は、所望の生成
物から無機異物およびフラックス処理不溶解性成分を除
去する。これにより、非常に低いキノリン不溶解性物含
有量を有する高品質のメソフェーズが生じる。ピッチか
らのメソゲンの高密度相分離または超臨界分離は、フラ
ックス処理または瀘過工程なしで行われて、所望のメソ
フェーズ生成物を提供し得る。この簡易化した方法によ
り得られたメソフェーズは、フラックス処理および瀘過
から得られたものほど高品質ではないが、多くの用途に
おける使用に好適であり、ガススパージ、重力分離のよ
うな他のプロセスによる等方性ピッチから得られたメソ
フェーズよりも高い品質である。この発明のこの態様に
おいて、メソゲンを含むヒートソーキングされた等方性
ピッチは、好適な方法で溶剤と混合される。例えば、ピ
ッチは溶融され、加熱された溶媒と混合され、その後そ
の混合物が超臨界条件に供される。あるいは、ピッチが
使用される特定の溶剤の超臨界条件に供され、その後溶
剤と混合され、また超臨界条件下に提供される。混合
後、ピッチおよび溶剤は混合もしくは攪拌に供され、相
分離を行う前に物質の密接な混合物を提供する。その
後、後の操作は、この発明の好ましい態様のために前に
記述されたものと同じ、瀘過工程に続く。この発明のこ
の態様において使用される溶剤は、好ましい態様のため
に前に挙げたものと同じである。使用される溶剤の量
は、ピッチ１重量部当たり溶剤約12重量部までであり、
好ましくはピッチ１重量部当たり溶剤約0.5〜約８重量
部である。

この発明の方法は、さらに図面において示すフロー機
構を参照することにより例示され得る。図面において、
等方性ピッチ、溶剤、および溶解されたメソゲンの混合
物である瀘過されたフラックス処理液体は、導管２によ
りミキサー５に導入され、導管28を経て供給された溶剤
により合わされる。これらの両方の流れは、それらがミ
キサーに導入される前に超臨界条件まで圧力および温度
が上げられる。完全に混合した後、物質は相分離器４に
導入され、その中で相分離が起こり分離器の上部におい
て等方性ピッチと溶剤の混合物、および分離器の下部に
おいて溶解した溶剤を含むメソフェーズを提供する。分
離器の底部相は導管６により移され、回収塔８に導入さ
れ、そこで溶剤の分離および回収が行われる。このた
め、分解ガスが導管10により回収塔に導入される。メソ
フェーズピッチ生成物は、導管12により回収塔の底部か
ら取り出され、分解ガスおよび溶剤は導管14により上方
に移され、フラッシュドラム16に通される。フラッシュ
ドラム内の溶剤および分離ガスは、導管18により相分離
器４から上方に移された等方性ピッチおよび溶剤と合流
される。フラッシュドラム内の温度および圧力の条件
は、導管20によりフラッシュドラムの底部から取り出さ
れる等方性ピッチからの溶剤および分離ガスの分離を提
供するように維持される。溶剤および分離ガスは導管22
により上方に運ばれ、溶剤および分離ガスが分離される
分離器24に導入される。ガスは導管30により上方に取り
出され、溶剤は分離器の底部から移され、導管26により
フラックス処理操作に再循環される。溶剤の一部は、前
述したようにミキサー５に入る瀘過されたフラックスと
合わせるために導管28により再び移される。

図面はこの発明の好ましい態様に関して記述されてい
るが、フラックス処理および瀘過が行われない場合に同
様のプロセス操作を行う。この場合、導管１によるミキ
サー５への原料は、瀘過されたフラックスよりむしろメ
ソゲンを含む等方性ピッチである。

以下の実施例はこの発明を行って得られた結果を説明
する。

実施例１ FCCユニットからのデカントオイルの850＋゜F留分を7
40゜Fで６時間ヒートソーキングすることにより等方性
原料油を調製した。その後、ピッチと融剤溶剤（トルエ
ン）をほぼ等量でトルエンの還流温度で混合することに
より常法によりヒートソーキングされたピッチをフラッ
クス処理した。混合物のフラックス濾過でサブミクロン
サイズより小さい粒子を除去した。濾過したフラックス
処理液体をその後真空蒸留してトルエンを除去した。12
3℃の高温状態融点を有するヒートソーキングされた清
浄な固体ピッチがこの操作により結果として生じた。こ
のピッチ285gmを２リットル高圧攪拌オートクレーブ内
ではじめの950gmのトルエンと混合した、この系を自生
圧力下で340℃の処理温度まで加熱した。操作温度に達
したとき、さらに834gmのトルエンを加えて操作圧力を1
215psiaに上げた。その後、トルエン中のピッチ約22.8
％の混合物を500rpmで１時間攪拌した。攪拌中の処理条
件は340℃、1215psiaとした。１時間後、攪拌器を停止
し、混合物を30分間平衡にさせ静置させた。静置期間の
後、加熱した試料コンテナを用いてオートクレーブの頂
部および底部から操作圧力を試料を得た。これらの試料
を以後のすべての分析の基準とした。

頂部の平衡相はトルエン81.9重量％であり、残部は抽
出されたピッチオイルであった。底部相はトルエン24.9
重量％であり、残部は不揮発性メソフェーズピッチであ
った。原料重量の割合として底部相内の生成物収率は、
無トルエン基準で27％であった。底部相からの不揮発性
物質を試料コンテナから移し、真空下で360℃に加熱
し、30分間保持して揮発性物を除去した。

高温状態の試料による底部相からの生成物のメソフェ
ーズ含有量を光学的画像分析により研磨断面から決定し
た。その生成物は100％メソフェーズであった。その物
質の高温状態融点は337℃であった。その物質を360℃の
紡糸温度で連続繊維にうまく加圧紡糸した。繊維を常法
により安定化し、炭化した。繊維試料の特性は以下の通
りである。

引張り強度（Kpsi） 320 弾性率（Mpsi） 33 伸び（％） 0.81 これらの特性は満足な品質の繊維を示す。

実施例２実施例１において調製されたヒートソーキングされた
芳香族ピッチの試料1000gmをトルエンと1:1で110℃でフ
ラックス処理した。フラックス瀘過で正味4.6％の不溶
解性物が得られた。フラックス処理濾液をピッチ原料１
グラム当たり8mlの比で相互混合溶剤（トルンエン／ヘ
プタン）を用いて希釈した。この除かれた混合物を30℃
まで冷却し、沈殿物を瀘過により単離し、洗浄して乾燥
した、収率、沈殿物の融点およびメソフェーズ含有量、
並びにトルエン：ヘプタン相互混合比を以下に示す。

相互混合−トルエン：ヘプタン（ml:ml） 88:12 沈殿物特性収率，重量％ 20,1 融点，℃ 322 メソフェーズ含有量，％ 100 従来の溶剤精留方法を用いてこの実施例において得ら
れたメソフェーズピッチの特性は、この発明の方法を用
いて実施例１において得られた収率27重量％、融点337
℃、およびメソフェーズ含有量100％に匹敵する。

相互混合トルエン：ヘプタン比は、沈殿物の融点を制
御するために使用され得る。取り除く時にヘプタンの量
を増加すると、より柔らかい（融点が低い）生成物が沈
殿し、結果として僅かに収率が高くなるであろう。

実施例３実施例１の原料油を用い２つのテストを行った。操作
圧力および溶剤−ピッチ比を以下の表に示すように変化
させることを除いて、ヒートソーキング、フラックス瀘
過、およびメソフェーズの回収を実施例１と同じ条件下
に同じ方法で行った。

テスト１は溶解性およびピッチ融点に対する圧力の結
果を示す。圧力を増加すると、溶剤中のピッチの溶解性
が増大し、比較的高い融点を有する分離されたメソフェ
ーズ生成物を提供する。

テスト２は溶解性およびメソフェーズ融点に対する溶
剤−ピッチ比の効果を示す。溶剤量が減少すると、溶剤
中のピッチの溶解性が減少し、結果として比較的低い融
点の分離されたメソフェーズ生成物が生じる。

ある一定の態様および詳細がこの発明を説明するため
に示されているが、種々の変化および変形例がこの発明
の精神および範囲から逸脱しないでここに含まれ得るこ
とは当業者に明らかであろう。

この発明の方法において、上記の変数のすべてが相互
に影響し合いおよび調節されて、所望のメソフェーズ生
成物およびそのような生成物から作られた優れた特性の
繊維を提供する。

明らかに、前に示したようなこの発明の多くの変形例
および変化は、それらの精神および範囲から逸脱しない
で作られ得る。したがって、そのような限定が添付した
特許請求の範囲に示されるように課されるにとどまる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を説明するメソフェーズピッチの製造
用に好適なプロセスユニットの概略図である。４……相分離器、５……ミキサー、８……回収塔、16…
…フラッシュドラム、24……分離器。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭62−243830（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C10C 3/02 C10C 3/08 C10C 3/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）メソゲンを含む等方性ピッチと溶剤
を混合する工程、（Ｂ）溶剤の超臨界温度および圧力条件下において等方
性ピッチからメソゲンの相分離を行う工程、前記メソゲ
ンは溶剤の超臨界温度および圧力下において互いに会合
してメソフェーズピッチを形成する、並びに（Ｃ）前記メソフェーズピッチを回収する工程、を具備するメソフェーズピッチの製造方法。
【請求項２】等方性ピッチがピッチをヒートソーキング
することにより得られる請求項１記載の方法。
【請求項３】等方性ピッチが石油ピッチをヒートソーキ
ングすることにより得られる請求項２記載の方法。
【請求項４】メソゲンを溶解するために使用される溶剤
が、臨界温度が約500℃以下であって、芳香族化合物、
ナフテノ芳香族化合物、アルキル芳香族化合物、ヘテロ
芳香族化合物、１〜４個の炭素原子を含むパラフィン系
のハロ誘導体、ハロゲン化された芳香族化合物、および
これらの混合物からなる群から選ばれたものである請求
項３記載の方法。
【請求項５】メソゲンを溶解するために使用される溶剤
がトルエンである請求項４記載の方法。
【請求項６】メソゲンを溶解するために使用される溶剤
がキシレンである請求項４記載の方法。
【請求項７】（Ａ）メソゲンを含む等方性ピッチを溶剤
を用いたフラックス処理に供してメソゲンを溶解する工
程、（Ｂ）フラックス処理混合物を濾過して不溶解物を移す
工程、（Ｃ）溶剤の超臨界温度および圧力条件下においてフラ
ックス溶剤から溶解されたメソゲンを分離する工程、前
記メソゲンは溶剤の超臨界温度および圧力下において互
いに会合してメソフェーズピッチを形成する、（Ｄ）メソフェーズピッチを回収する工程を具備するメソフェーズピッチの製造方法。
【請求項８】等方性ピッチがピッチをヒートソーキング
することにより得られる請求項７記載の方法。
【請求項９】等方性ピッチが石油ピッチをヒートソーキ
ングすることにより得られる請求項８記載の方法。
【請求項１０】メソゲンを溶解するために使用される溶
剤が、臨界温度が約500℃以下であって、芳香族化合
物、ナフテノ芳香族化合物、アルキル芳香族化合物、ヘ
テロ芳香族化合物、１〜４個の炭素原子を含むパラフィ
ン系のハロ誘導体およびハロゲン化された芳香族化合物
からなる群から選ばれたものである請求項９記載の方
法。
【請求項１１】加える融剤溶剤が工程（Ｃ）における系
に加えられる請求項10記載の方法。
【請求項１２】メソゲンを溶解するために使用される溶
剤がトルエンである請求項11記載の方法。
【請求項１３】メソゲンを溶解するために使用される溶
剤がキシレンである請求項11記載の方法。
【請求項１４】（Ａ）ピッチをヒートソーキングに供
し、実質的にはメソフェーズはないがメソゲンを含む等
方性ピッチを形成する工程、（Ｂ）溶剤を用いて等方性ピッチをフラックス処理し、
混合物を形成しメソゲンを溶解する工程、（Ｃ）工程（Ｂ）においてフラックス処理混合物を濾過
して、不溶解物およびメソフェーズを移す工程、（Ｄ）溶剤の超臨界温度および圧力条件下において工程
（Ｂ）で溶剤から溶解されたメソゲンを相分離する工
程、前記メソゲンは溶剤の超臨界温度および圧力下にお
いて互いに会合してメソフェーズピッチを形成する、並
びに（Ｅ）メソフェーズピッチを回収する工程、を具備するメソフェーズピッチの製造方法。
【請求項１５】ヒートソーキングに供されたピッチが石
油ピッチである請求項14記載の方法。
【請求項１６】ヒートソーキングが約370℃〜約500℃で
約0.10〜約240時間の時間で行われる請求項15記載の方
法。
【請求項１７】メソゲンを溶解するために使用される溶
剤が、臨界温度が約500℃以下であって、芳香族化合
物、ナフテノ芳香族化合物、アルキル芳香族化合物、ヘ
テロ芳香族化合物、１〜４個の炭素原子を含むパラフィ
ン系のハロ誘導体およびハロゲン化された芳香族化合物
からなる群から選ばれたものである請求項16記載の方
法。
【請求項１８】加えるフラックス溶剤が工程（Ｄ）にお
ける系に加えられる請求項17記載の方法。
【請求項１９】メソゲンを溶解するために使用される溶
剤がトルエンである請求項18記載の方法。
【請求項２０】メソゲンを溶解するために使用される溶
剤がキシレンである請求項18記載の方法。
【請求項２１】フラックス処理が約30〜約150℃の温度
で約0.1〜約2.0時間で行われる請求項14記載の方法。
【請求項２２】温度および圧力のプロセス条件が、319
℃もしくはそれ以上および611psiaもしくはそれ以上で
ある請求項19記載の方法。
【請求項２３】メソフェーズピッチが、溶融紡糸の後、
繊維の安定化および炭化することにより炭素繊維中に形
成される請求項１記載の方法。