JPH0730337B2 - 炭素繊維用メソフエ−ズピツチ製造の前駆体の製造法 - Google Patents
炭素繊維用メソフエ−ズピツチ製造の前駆体の製造法Info
- Publication number
- JPH0730337B2 JPH0730337B2 JP29036886A JP29036886A JPH0730337B2 JP H0730337 B2 JPH0730337 B2 JP H0730337B2 JP 29036886 A JP29036886 A JP 29036886A JP 29036886 A JP29036886 A JP 29036886A JP H0730337 B2 JPH0730337 B2 JP H0730337B2
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- petroleum
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 石油系ピツチを原料とし炭素繊維製造用100％メソフエ
ーズを製造するための前駆体を製造する方法に関する。
ーズを製造するための前駆体を製造する方法に関する。
近年航空機、自動車、その他輸送機製作工業の急速な成
長の結果、物理的性質がユニークで且つ特別な物質との
組合せで、極めて勝れた特異性を発揮する材料を望む声
が大きくクローズアツプされ、高い強度及び弾性を有
し、同時に軽量で安価な材料が強く要求されている。し
かるに現在の技術では、かゝる材料を多量に安定供給す
ることが不可能であるのでこれに答えるための研究が炭
素繊維をフイラーとする複合材の製造に集中している。
長の結果、物理的性質がユニークで且つ特別な物質との
組合せで、極めて勝れた特異性を発揮する材料を望む声
が大きくクローズアツプされ、高い強度及び弾性を有
し、同時に軽量で安価な材料が強く要求されている。し
かるに現在の技術では、かゝる材料を多量に安定供給す
ることが不可能であるのでこれに答えるための研究が炭
素繊維をフイラーとする複合材の製造に集中している。
複合材に使用される最も有望な材料の一つとして高強度
高弾性炭素繊維がある。この材料は前述の産業の急速な
成長が起りつゝある際に現われて来たもので、この高強
度高弾性炭素繊維をフイラーとしマトリツクスとして樹
脂と組合せると、他に全くその例を見ないようなすぐれ
た特性を発揮する複合材を製造することが出来る。
高弾性炭素繊維がある。この材料は前述の産業の急速な
成長が起りつゝある際に現われて来たもので、この高強
度高弾性炭素繊維をフイラーとしマトリツクスとして樹
脂と組合せると、他に全くその例を見ないようなすぐれ
た特性を発揮する複合材を製造することが出来る。
現在入手出来る炭素繊維はポリアクリロニトリル系繊維
が主であることは公知の事実であるが、このポリアクリ
ロニトリル繊維は前駆体として高価であるばかりでな
く、この前駆体を原料として炭素繊維を製造する場合そ
の収率は約45％以下で極めて悪いため、炭素繊維の製造
コストは極めて高価である。
が主であることは公知の事実であるが、このポリアクリ
ロニトリル繊維は前駆体として高価であるばかりでな
く、この前駆体を原料として炭素繊維を製造する場合そ
の収率は約45％以下で極めて悪いため、炭素繊維の製造
コストは極めて高価である。
炭素繊維製造用の原料のメソフエーズの安価な製造法が
特公昭53−86,717、特公昭53−86,718及び特公昭54−5
5,625等、その他多くの特許出願公報に公知されている
が特公昭53−86,717は石油系ピツチを原料として撹拌し
つゝ下活性ガスを吹き込み、特公昭53−86,718は石油系
ピツチを原料として減圧下で温度350℃乃至450℃、時間
５時間乃至12時間かけて加熱処理してメソフエーズを50
％乃至60％含有するピツチを製造し、更に特公昭54−5
5,625は石油系ピツチより本質的にメソフエーズに転移
し得ない成分を除去するに充分な時間と温度で不活性ガ
スを通じて、石油系ピツチを加熱処理して所謂約100％
メソフエーズを製造している。
特公昭53−86,717、特公昭53−86,718及び特公昭54−5
5,625等、その他多くの特許出願公報に公知されている
が特公昭53−86,717は石油系ピツチを原料として撹拌し
つゝ下活性ガスを吹き込み、特公昭53−86,718は石油系
ピツチを原料として減圧下で温度350℃乃至450℃、時間
５時間乃至12時間かけて加熱処理してメソフエーズを50
％乃至60％含有するピツチを製造し、更に特公昭54−5
5,625は石油系ピツチより本質的にメソフエーズに転移
し得ない成分を除去するに充分な時間と温度で不活性ガ
スを通じて、石油系ピツチを加熱処理して所謂約100％
メソフエーズを製造している。
以上の多くの特許出願に於て、これらに使用する原料の
脱硫減圧軽油の熱接触分解に依つて副生される石油系ピ
ツチの組成、成分に就いては全く触れていない。この石
油系ピツチの物性は極めて重要な要素で、これを原料と
し生成されるメソフエーズピツチの物性に極めて大きな
影響を与えると云つても過言でない。而もこの石油系ピ
ツチはそれが造られる熱分解接触（FCC）の分解温度に
依つても物性が変つてくる。次に石油系ピツチの１例と
してその蒸留性状を挙げると次の如くである。
脱硫減圧軽油の熱接触分解に依つて副生される石油系ピ
ツチの組成、成分に就いては全く触れていない。この石
油系ピツチの物性は極めて重要な要素で、これを原料と
し生成されるメソフエーズピツチの物性に極めて大きな
影響を与えると云つても過言でない。而もこの石油系ピ
ツチはそれが造られる熱分解接触（FCC）の分解温度に
依つても物性が変つてくる。次に石油系ピツチの１例と
してその蒸留性状を挙げると次の如くである。
以上の如く原料の脱硫減圧軽油の熱接触分解（FCC）に
依つて副生する石油系ピツチはその蒸留物性を見ても判
る様にそれの構成々分は極めて雑多で、ある特定成分の
みが選択的に混在するものでない。更に原油の油種に依
つて又それを使う熱接触分解（FCC）に依つて副生する
石油系ピツチの組成もより一層変動するので一定性状の
メソフエーズを常時不変的に製造することは全く不可能
であると言わざるを得ない。
依つて副生する石油系ピツチはその蒸留物性を見ても判
る様にそれの構成々分は極めて雑多で、ある特定成分の
みが選択的に混在するものでない。更に原油の油種に依
つて又それを使う熱接触分解（FCC）に依つて副生する
石油系ピツチの組成もより一層変動するので一定性状の
メソフエーズを常時不変的に製造することは全く不可能
であると言わざるを得ない。
本発明の目的は炭素繊維製造用原料として脱硫減圧軽油
の熱接触分解（FCC）に依つて副生する石油系ピツチを
減圧蒸留して85％カツトした留分を使用するに当り、石
油系ピツチ中に混入しているメソフエーズピツチ生成に
不要な成分、更にメソフエーズピツチを生成するための
加熱処理時に副生するメソフエーズ生成反応に有害な成
分を出来るだけ強制的に駆除し、又脱硫減圧軽油の原料
の原油の油種及び熱接触分解の反応条件に依る影響を極
力抑制し且つ一般の回分式の反応器を使用する場合にし
ばしば発生するコーキングを起さず、連続的に炭素繊維
製造用の前駆体を製造する方法を提供することである。
の熱接触分解（FCC）に依つて副生する石油系ピツチを
減圧蒸留して85％カツトした留分を使用するに当り、石
油系ピツチ中に混入しているメソフエーズピツチ生成に
不要な成分、更にメソフエーズピツチを生成するための
加熱処理時に副生するメソフエーズ生成反応に有害な成
分を出来るだけ強制的に駆除し、又脱硫減圧軽油の原料
の原油の油種及び熱接触分解の反応条件に依る影響を極
力抑制し且つ一般の回分式の反応器を使用する場合にし
ばしば発生するコーキングを起さず、連続的に炭素繊維
製造用の前駆体を製造する方法を提供することである。
その目的は脱硫減圧軽油の熱接触分解（FCC）に依つて
副生する石油系ピツチを減圧蒸留して85％カツトした留
分（初留460℃乃至終留560℃、Q.i.成分0.5％以下、無
機質物0.1％以下）を高強度高弾性炭素繊維用のメソフ
エーズピツチ製造用の原料とするに当り、脱硫減圧軽油
の原料の油種に依りその組成々分の割合、更に減圧蒸留
した留分中のH.成分及びB.成分そのものの物性も原料の
原種に依つて変る。即ち脱硫減圧軽油の原料は主として
所謂中東原油（アラビヤ原油、クエート原油、マーバン
原油、ガツチ油）その他の原油等で、これ等原油の油種
に依る影響を無くするため、メソフエーズ製造の妨害と
なる成分の除去、メソフエーズ製造時に副生する妨害成
分の除去、一般的の円筒式反応器を用いて加熱処理する
際には屡々発生するコーキング反応が起り加熱処理を中
止すること余儀なくされる等、これ等の諸問題を解決す
る手段として管状反応器を使用し、それに対応する反応
処理条件を選定してこれ等の問題を出来るだけ解決し高
強度高弾性炭素繊維製造用のメソフエーズピツチを製造
するための前駆体としての非メソピツチを製造する方法
を提供することである。
副生する石油系ピツチを減圧蒸留して85％カツトした留
分（初留460℃乃至終留560℃、Q.i.成分0.5％以下、無
機質物0.1％以下）を高強度高弾性炭素繊維用のメソフ
エーズピツチ製造用の原料とするに当り、脱硫減圧軽油
の原料の油種に依りその組成々分の割合、更に減圧蒸留
した留分中のH.成分及びB.成分そのものの物性も原料の
原種に依つて変る。即ち脱硫減圧軽油の原料は主として
所謂中東原油（アラビヤ原油、クエート原油、マーバン
原油、ガツチ油）その他の原油等で、これ等原油の油種
に依る影響を無くするため、メソフエーズ製造の妨害と
なる成分の除去、メソフエーズ製造時に副生する妨害成
分の除去、一般的の円筒式反応器を用いて加熱処理する
際には屡々発生するコーキング反応が起り加熱処理を中
止すること余儀なくされる等、これ等の諸問題を解決す
る手段として管状反応器を使用し、それに対応する反応
処理条件を選定してこれ等の問題を出来るだけ解決し高
強度高弾性炭素繊維製造用のメソフエーズピツチを製造
するための前駆体としての非メソピツチを製造する方法
を提供することである。
即ち本発明の目的は脱硫減圧軽油の熱接触分解（FCC）
に依つて副生する石油系ピツチを管状の反応管内に非酸
化性ガスを吹き込み、或は非酸化性ガスを使用しない
で、加熱生成ピツチ中に全くメソフエーズを含有しない
軟化点100℃乃至170℃の非メソピツチを連続的に製造す
る加熱処理条件は、加熱温度400℃乃至480℃、SV1/Hr
（反応管内に送入するピツチ量／反応管容量）１乃至８
で、非メソピツチを連続的に製造する。その好ましい処
理条件は加熱温度430℃乃至460℃、SV1/Hr2乃至４で全
くメソフエーズを含有せぬ軟化点120℃乃至160℃の非メ
ソを連続的に製造する。メソフエーズの存在せぬことは
偏光顕微鏡で確認する。
に依つて副生する石油系ピツチを管状の反応管内に非酸
化性ガスを吹き込み、或は非酸化性ガスを使用しない
で、加熱生成ピツチ中に全くメソフエーズを含有しない
軟化点100℃乃至170℃の非メソピツチを連続的に製造す
る加熱処理条件は、加熱温度400℃乃至480℃、SV1/Hr
（反応管内に送入するピツチ量／反応管容量）１乃至８
で、非メソピツチを連続的に製造する。その好ましい処
理条件は加熱温度430℃乃至460℃、SV1/Hr2乃至４で全
くメソフエーズを含有せぬ軟化点120℃乃至160℃の非メ
ソを連続的に製造する。メソフエーズの存在せぬことは
偏光顕微鏡で確認する。
管状の加熱反応管内に送入する非酸化性ガスとしてはエ
タン、プロパン、ブタン等の炭素等の少ない炭化水素
類、沸点が低く重質化しない留分、経済的に最も優れて
いるガスは加熱処理に於て副生するドライガス（主とし
て炭素数の少ない炭化水素類の混合物）、水蒸気を挙げ
ることが出来る。
タン、プロパン、ブタン等の炭素等の少ない炭化水素
類、沸点が低く重質化しない留分、経済的に最も優れて
いるガスは加熱処理に於て副生するドライガス（主とし
て炭素数の少ない炭化水素類の混合物）、水蒸気を挙げ
ることが出来る。
実施例１ 脱硫減圧軽油の熱接触分解（FCC）に依つて副生する石
油系ピツチを減圧蒸留して85％カツトした石油系ピツチ
（初留460℃乃至560℃、H.成分43.8％、B.成分55.2％、
Q.i.0.4％、無機質0.1％、平均分子量325）を１時間当
り7.70kg（比重1.18）管状加熱器（内径4cm長さ2m内容
積2,512cm3）にSV1/Hr2.6でプロパンガスと共に加熱温
度460℃で加熱して反応管内に全くコーキングの反応も
なく、生成物を減圧蒸留して収率62.1％の物性の安定し
た軟化点142℃の非メソ（H.成分14.4％、B.成分59.3
％、キノリン可溶24.4％、Q.i.成分1.9％、無機質0.16
％、分子量523.8）を製造することが出来た。
油系ピツチを減圧蒸留して85％カツトした石油系ピツチ
（初留460℃乃至560℃、H.成分43.8％、B.成分55.2％、
Q.i.0.4％、無機質0.1％、平均分子量325）を１時間当
り7.70kg（比重1.18）管状加熱器（内径4cm長さ2m内容
積2,512cm3）にSV1/Hr2.6でプロパンガスと共に加熱温
度460℃で加熱して反応管内に全くコーキングの反応も
なく、生成物を減圧蒸留して収率62.1％の物性の安定し
た軟化点142℃の非メソ（H.成分14.4％、B.成分59.3
％、キノリン可溶24.4％、Q.i.成分1.9％、無機質0.16
％、分子量523.8）を製造することが出来た。
前述の非メソをベンゼンで溶剤抽出し、非メソよりQ.i.
成分及び無機質物を除去した非メソにプロパンガスを吹
き込み撹拌しつゝ温度400℃で１時間加熱処理して、メ
ソフエーズを23.6％含有するピツチを製造し、これを温
度320℃で20時間熟成してその熟成温度で上層に全くメ
ソフエーズを含有せず非メソピツチと下層に軟化点232
℃の100％メソフエーズピツチと比重の差に依り分離精
製して、紡糸用の100％メソフエーズピツチを製造し
た。これを次の溶融紡糸条件で紡糸して長繊維の炭素繊
維を造ることが出来た。
成分及び無機質物を除去した非メソにプロパンガスを吹
き込み撹拌しつゝ温度400℃で１時間加熱処理して、メ
ソフエーズを23.6％含有するピツチを製造し、これを温
度320℃で20時間熟成してその熟成温度で上層に全くメ
ソフエーズを含有せず非メソピツチと下層に軟化点232
℃の100％メソフエーズピツチと比重の差に依り分離精
製して、紡糸用の100％メソフエーズピツチを製造し
た。これを次の溶融紡糸条件で紡糸して長繊維の炭素繊
維を造ることが出来た。
紡糸条件：紡糸温度 304℃ 紡糸速度 210m/分 繊維の径 ９μ→11μ 繊維束 2,000本（2K）
Claims (2)
- 【請求項１】H.成分：サンプル10grをヘプタン150cc温
度98.4℃で抽出される成分。 B.成分：前述のH.成分の溶剤抽出に依つて生ずるH.不溶
分をベンゼン150cc、温度80.1℃で抽出される成分。 Q.i.成分：前述のB.成分の溶剤抽出に依つて生ずるB.不
溶分をキノリン150cc抽出温度237℃で生ずる不溶分とし
て、 脱硫減圧軽油の熱接触分解（FCC）に依つて副生する石
油系ピツチを減圧蒸留して85％カツトした留分（初留46
0℃乃至終留560℃、Q.i.成分0.5％以下、無機質物0.1％
以下）を管状の加熱反応器内に非酸化性ガスと共に送入
し、常圧或は加圧下温度400℃乃至500℃、SV1/Hr（反応
管内に送入する石油系ピツチ量／反応管容量）１乃至８
で加熱処理して軟化点100℃乃至170℃の全くメソフエー
ズを含有せぬ非メソピツチ（H.成分10.0％乃至36.0％、
B.成分36.0％乃至48.0％Q.i.成分0.8％以下、残りQ.S.
成分）を連続的に製造する方法。 - 【請求項２】加熱反応管に送入する非酸化性ガスとして
プロパン、ブタン、ペンタン、水蒸気及び加熱反応時副
生する分解ガスを使用する特許請求の範囲の第１項の製
造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29036886A JPH0730337B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 炭素繊維用メソフエ−ズピツチ製造の前駆体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29036886A JPH0730337B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 炭素繊維用メソフエ−ズピツチ製造の前駆体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63145393A JPS63145393A (ja) | 1988-06-17 |
| JPH0730337B2 true JPH0730337B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=17755124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29036886A Expired - Lifetime JPH0730337B2 (ja) | 1986-12-08 | 1986-12-08 | 炭素繊維用メソフエ−ズピツチ製造の前駆体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730337B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4951596B2 (ja) * | 2008-07-31 | 2012-06-13 | 株式会社日立製作所 | 冷却システム及び電子装置 |
| CN104593031B (zh) * | 2014-12-19 | 2016-11-02 | 四川创越炭材料有限公司 | 一种中间相沥青前驱体的制备方法 |
-
1986
- 1986-12-08 JP JP29036886A patent/JPH0730337B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63145393A (ja) | 1988-06-17 |
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