JPS5876523A - ピツチ系炭素繊維の製造方法 - Google Patents
ピツチ系炭素繊維の製造方法Info
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- JPS5876523A JPS5876523A JP56172076A JP17207681A JPS5876523A JP S5876523 A JPS5876523 A JP S5876523A JP 56172076 A JP56172076 A JP 56172076A JP 17207681 A JP17207681 A JP 17207681A JP S5876523 A JPS5876523 A JP S5876523A
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- fibers
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- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
- D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C1/00—Working-up tar
- C10C1/04—Working-up tar by distillation
- C10C1/16—Winning of pitch
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高性能な炭素繊維を製造するのに優れたピッチ
に関する。
に関する。
近年、ピッチを原料として炭素繊維を製造する方法が数
多く報告されている。ピッチを原料として、弾性率、強
度など優れた性能を有する炭素繊維を製造するためには
、いずれの報告においてもメソ相と呼ばれる光学的異方
性の液晶を一定以上含有したピッチを原料として用いる
ことが必須の要件として挙げられて°いる。例えば特公
昭55−37611号では40〜90%のメソ相を含む
ピッチが、特開昭55−144087号には75%以上
のメソ相を含有するピッチが、特開昭54−55625
号には本質上100%からなるピッチが開示されている
。
多く報告されている。ピッチを原料として、弾性率、強
度など優れた性能を有する炭素繊維を製造するためには
、いずれの報告においてもメソ相と呼ばれる光学的異方
性の液晶を一定以上含有したピッチを原料として用いる
ことが必須の要件として挙げられて°いる。例えば特公
昭55−37611号では40〜90%のメソ相を含む
ピッチが、特開昭55−144087号には75%以上
のメソ相を含有するピッチが、特開昭54−55625
号には本質上100%からなるピッチが開示されている
。
このように、ピッチから高性能の炭素繊維を製造するた
めには、メソ相を含有するピッチを用いることが不可欠
であり、メソ相を含有しないピッチ、すなわち光学的に
等方性のピッチからは高性能のピッチは得られず、いわ
ゆる汎用グレード品しか得られないとされていた。
めには、メソ相を含有するピッチを用いることが不可欠
であり、メソ相を含有しないピッチ、すなわち光学的に
等方性のピッチからは高性能のピッチは得られず、いわ
ゆる汎用グレード品しか得られないとされていた。
以上のように、当該技術分野においてはピッチ中のメソ
相の含有が炭素繊維の性能を決定するうえに重要な因子
と考えられてきた。これはメソ相が縮合多環芳香族平面
分子が平行に配列した積層構造を形成しており、溶融紡
糸の過程でその積層構造が繊維軸に平行に配列されやす
いということに基づいている。
相の含有が炭素繊維の性能を決定するうえに重要な因子
と考えられてきた。これはメソ相が縮合多環芳香族平面
分子が平行に配列した積層構造を形成しており、溶融紡
糸の過程でその積層構造が繊維軸に平行に配列されやす
いということに基づいている。
しかしながら、メソ相ピッチは一般に軟化点が高いため
、溶融紡糸の過程において、キノリンネ溶分の増大、分
解ガスの発生など熱的な変質が起こるなど問題が生じる
。特に本質上100%のメソ相からなるピッチの場合に
は、軟化点がきわめて高いため前記の問題は著しい。″
また、メソ相と非メソ相とが混在するピッチの場合には
、規則的に配列した構成分子と不規則な構成分子との不
均一な混合物である結果均一な溶融紡糸が困難となる。
、溶融紡糸の過程において、キノリンネ溶分の増大、分
解ガスの発生など熱的な変質が起こるなど問題が生じる
。特に本質上100%のメソ相からなるピッチの場合に
は、軟化点がきわめて高いため前記の問題は著しい。″
また、メソ相と非メソ相とが混在するピッチの場合には
、規則的に配列した構成分子と不規則な構成分子との不
均一な混合物である結果均一な溶融紡糸が困難となる。
もし、メソ相を含1ず、低軟化点で、浴融紡糸時におい
て均一であるピッチから高弾性率、高強度の炭素繊維を
製造することができれば最も好ましいものである。
て均一であるピッチから高弾性率、高強度の炭素繊維を
製造することができれば最も好ましいものである。
本発明者らは、前記の課題に着目し、メソ相を含有しな
い光学的lこ等方性のピッチを原料として高性能の炭素
繊維を製造する方法について鋭意研究した結果、光学的
に等方性なピッチであっても特定の反射率を有するピッ
チを用いる場合には、高性能な炭素繊維を製造し得るこ
とができることを見いだし本発明を完成したものである
。このことは従来の事実からは全く予期されないことで
あった。
い光学的lこ等方性のピッチを原料として高性能の炭素
繊維を製造する方法について鋭意研究した結果、光学的
に等方性なピッチであっても特定の反射率を有するピッ
チを用いる場合には、高性能な炭素繊維を製造し得るこ
とができることを見いだし本発明を完成したものである
。このことは従来の事実からは全く予期されないことで
あった。
すなわち、本発明は反射率が90〜110%の範囲内の
値を示す光学的に等方性のピッチを原料として炭素横維
を製造する方法である。
値を示す光学的に等方性のピッチを原料として炭素横維
を製造する方法である。
反射率は、アクリル樹脂等の樹脂中にピッチを包埋せし
めたのち研磨し、反射率測定装置により空気中にて測定
される。かくして、測定された反射率が90〜11.0
%の範囲内の値を示す等方性ピッチのみが高性能炭素繊
維の原料となり得る。
めたのち研磨し、反射率測定装置により空気中にて測定
される。かくして、測定された反射率が90〜11.0
%の範囲内の値を示す等方性ピッチのみが高性能炭素繊
維の原料となり得る。
本発明の特定の反射率゛を有する等方性ピッチが得られ
る限り、製造方法および原料となるピッチについての制
限はない。
る限り、製造方法および原料となるピッチについての制
限はない。
原料となるピッチとしては、コールタールピッチ、石油
系ピッチなどを用いることができるが、特に石油系ピッ
チが好ましい。
系ピッチなどを用いることができるが、特に石油系ピッ
チが好ましい。
原料となるピッチとして適したものを例示すれば、
(1) ナフサ、灯油あるいは軽油等の石油類を通常
700〜1200℃で水蒸気分解して、エチレン、プロ
ピレン等のオレフィン類を製造する際に副生ずる実質的
に沸点範囲が200〜450℃の重質油、 (2)灯油、軽油あるいは常圧残油等の石油類を天然あ
るいは合成のシリカ・アルミナ触媒あるいはぜオライド
触媒の存在下Oこ450〜550℃、常圧〜20 ’I
c9/crit −Gにて流動接触分解することにより
、ガソリン等の軽質油を製造する際に副生ずる実質的に
沸点範囲が200〜450℃の重質油、(3) 前記
(11の重質油100容量部に対し、2項もしくは3環
の芳香族系炭化水素の核水素化物10〜200容量部を
添加し、温度680〜480°C1圧力2〜5 []
kg/cd・0番こて熱処理して得られるピッチ、 (4) 前記(2)の重質油100容量部Gこ対し、
2環もしくは6項の芳香族系炭化水素の核水素化物10
〜200容量部を添加し、温度380〜480℃、圧力
2〜50 kg7/crtl−G lこて熱処理して得
られるピッチ、 (5) 前記(1)の重質油を20〜350 kgl
crl−aの水素加圧下で、温度400〜500℃で熱
処理すること番こより得られるピッチ、 (6)前記(2)の重質油を2’O〜350 kg/c
d−Gの水素加圧下で、温度400〜500℃で熱処理
すること番こより得られるピッチ、 (力 前記(1)の重質油100容量部に対し、石油類
を水蒸気分解した際に得られる沸点範囲160〜400
℃の留分および/または石油類を水蒸気分解した際に得
られる沸点200℃以上の重質油を温度′580〜48
0℃で加熱処理した際番こ生成する沸点範囲160〜4
00℃の留分を、水素化触媒の存在下に水素と接触させ
、該留分中番こ含有される芳香族系炭化水素の芳香族核
を10〜70%核水素化して得られる水素化油10〜2
00容量部を添加し、温度580〜480℃、圧力2〜
50に9/cd・Gにて熱処理して得られるピッチ、(
8)前記(1)の重質油と前記(2)の重質油と前記(
7)の水素化油4との混合油(混合割合は重量比で、前
記(1)の重質油:前記(2)の重質油が1:0.1〜
9であり、前記(,1)の重質油と前記(2)の重質油
の総量:前記(7)の水素化油が1:0.1〜2である
)を、温度380℃〜480℃、圧力2〜50icg/
d−Gにて熱処理して得られるピッチ、 など各種のピッチを挙げることができ、特に前記(1)
、(3)、(5)、(7)、(8)のピッチが・好まし
い。
700〜1200℃で水蒸気分解して、エチレン、プロ
ピレン等のオレフィン類を製造する際に副生ずる実質的
に沸点範囲が200〜450℃の重質油、 (2)灯油、軽油あるいは常圧残油等の石油類を天然あ
るいは合成のシリカ・アルミナ触媒あるいはぜオライド
触媒の存在下Oこ450〜550℃、常圧〜20 ’I
c9/crit −Gにて流動接触分解することにより
、ガソリン等の軽質油を製造する際に副生ずる実質的に
沸点範囲が200〜450℃の重質油、(3) 前記
(11の重質油100容量部に対し、2項もしくは3環
の芳香族系炭化水素の核水素化物10〜200容量部を
添加し、温度680〜480°C1圧力2〜5 []
kg/cd・0番こて熱処理して得られるピッチ、 (4) 前記(2)の重質油100容量部Gこ対し、
2環もしくは6項の芳香族系炭化水素の核水素化物10
〜200容量部を添加し、温度380〜480℃、圧力
2〜50 kg7/crtl−G lこて熱処理して得
られるピッチ、 (5) 前記(1)の重質油を20〜350 kgl
crl−aの水素加圧下で、温度400〜500℃で熱
処理すること番こより得られるピッチ、 (6)前記(2)の重質油を2’O〜350 kg/c
d−Gの水素加圧下で、温度400〜500℃で熱処理
すること番こより得られるピッチ、 (力 前記(1)の重質油100容量部に対し、石油類
を水蒸気分解した際に得られる沸点範囲160〜400
℃の留分および/または石油類を水蒸気分解した際に得
られる沸点200℃以上の重質油を温度′580〜48
0℃で加熱処理した際番こ生成する沸点範囲160〜4
00℃の留分を、水素化触媒の存在下に水素と接触させ
、該留分中番こ含有される芳香族系炭化水素の芳香族核
を10〜70%核水素化して得られる水素化油10〜2
00容量部を添加し、温度580〜480℃、圧力2〜
50に9/cd・Gにて熱処理して得られるピッチ、(
8)前記(1)の重質油と前記(2)の重質油と前記(
7)の水素化油4との混合油(混合割合は重量比で、前
記(1)の重質油:前記(2)の重質油が1:0.1〜
9であり、前記(,1)の重質油と前記(2)の重質油
の総量:前記(7)の水素化油が1:0.1〜2である
)を、温度380℃〜480℃、圧力2〜50icg/
d−Gにて熱処理して得られるピッチ、 など各種のピッチを挙げることができ、特に前記(1)
、(3)、(5)、(7)、(8)のピッチが・好まし
い。
前記(3)および(4)で用いられる2環もしくは3環
の芳香族系炭化水素の核水素化物とは、ナフタリン、イ
ンデン、ビフェニル、アセナフチレン、アンスラセン、
フェナンスレンおよびこれらの炭素数1〜3のアルキル
置換体の核水素化物である。
の芳香族系炭化水素の核水素化物とは、ナフタリン、イ
ンデン、ビフェニル、アセナフチレン、アンスラセン、
フェナンスレンおよびこれらの炭素数1〜3のアルキル
置換体の核水素化物である。
具体的には、デカリン、メチルデカリン、テトラリン、
メチルテトラリン、ジメチルテトラリン、エチルテトラ
リン、イソプロピルテトラリン、インダン、デカヒドロ
ビフェニル、アセナフチ/、メチルアセナフテン、テト
ラヒドロアセナフテン、ジヒドロアンスラセン、メチル
ヒドロアンスラセン、ジメチルヒドロアンスラセン、エ
チルヒドロアンスラセン、テトラヒドロアンスラセン、
ヘキサヒドロアンスラセン、オクタヒドロアンスラセン
、ドデカヒドロアンスラセン、テトラデカヒドロアンス
ラセン、ジヒドロフェナンスレン、メチルジヒドロフェ
ナンスレン、テトラヒドロフェナンスレン、ヘキサヒド
ロフェナンスレン、オクタヒドロフェナンスレン、ドデ
カヒドロフェナンスレンおよびテトラデ力ヒドロフェナ
ンスレンヲ挙げることができる。特に2項または3環の
締金環状芳香族系炭化水素の核水素化物が好ましい。ま
た、これらは2種以上の混合物として用いることもでき
る。
メチルテトラリン、ジメチルテトラリン、エチルテトラ
リン、イソプロピルテトラリン、インダン、デカヒドロ
ビフェニル、アセナフチ/、メチルアセナフテン、テト
ラヒドロアセナフテン、ジヒドロアンスラセン、メチル
ヒドロアンスラセン、ジメチルヒドロアンスラセン、エ
チルヒドロアンスラセン、テトラヒドロアンスラセン、
ヘキサヒドロアンスラセン、オクタヒドロアンスラセン
、ドデカヒドロアンスラセン、テトラデカヒドロアンス
ラセン、ジヒドロフェナンスレン、メチルジヒドロフェ
ナンスレン、テトラヒドロフェナンスレン、ヘキサヒド
ロフェナンスレン、オクタヒドロフェナンスレン、ドデ
カヒドロフェナンスレンおよびテトラデ力ヒドロフェナ
ンスレンヲ挙げることができる。特に2項または3環の
締金環状芳香族系炭化水素の核水素化物が好ましい。ま
た、これらは2種以上の混合物として用いることもでき
る。
製造方法についても特定されるものではないが、例えば
不活性ガス雰囲気下で原料となるピッチを溶融し液体状
となし、この液体状ピッチを、好1しくは厚さ5 II
以下の薄膜状とし、250〜350℃、好ましくは28
0〜345℃の温度で、減圧下、好ましくは0.1〜1
0冨i+Hgの減圧下に1〜3゜分、好ましくは5〜2
0分処理する方法を一例として挙げることができる。こ
のような処理によりピッチの反射率を90〜11.0%
の範囲内となるようにする。反射率が90%未満の場合
には高性能な炭素繊維とはなり得す、また11.0%を
越えると均一な紡糸が困難となる。
不活性ガス雰囲気下で原料となるピッチを溶融し液体状
となし、この液体状ピッチを、好1しくは厚さ5 II
以下の薄膜状とし、250〜350℃、好ましくは28
0〜345℃の温度で、減圧下、好ましくは0.1〜1
0冨i+Hgの減圧下に1〜3゜分、好ましくは5〜2
0分処理する方法を一例として挙げることができる。こ
のような処理によりピッチの反射率を90〜11.0%
の範囲内となるようにする。反射率が90%未満の場合
には高性能な炭素繊維とはなり得す、また11.0%を
越えると均一な紡糸が困難となる。
本発明の特定の反射率を有する光学的に等方性のピッチ
は、常法に従い溶融紡糸しピッチ繊維となし、次いで不
融化処理を施し、引き続いて炭化あるいは更に黒鉛化処
理されて高弾性率、高強度の炭素繊維となる。
は、常法に従い溶融紡糸しピッチ繊維となし、次いで不
融化処理を施し、引き続いて炭化あるいは更に黒鉛化処
理されて高弾性率、高強度の炭素繊維となる。
溶融紡糸の条件としては、通常、紡糸温度をピッチの軟
化点よりも40〜70℃程度高めに設定し、直径01〜
0.5朋のノズルから押し出し、200〜2000m/
分の巻き取り速度で巻き取る。
化点よりも40〜70℃程度高めに設定し、直径01〜
0.5朋のノズルから押し出し、200〜2000m/
分の巻き取り速度で巻き取る。
溶融紡糸されて得られるピッチ繊維は、次に20〜10
0%濃度の酸化性ガス雰囲気下で不融化処理が施される
。酸化性ガスとしては、通常、酸素、オゾン、空気、窒
素酸化物、ハロゲン、亜硫酸ガス等の酸化性ガスを1種
あるいは2種以上用いる。この不融化処理は、被処理体
である溶融紡糸されたピッチ繊維が軟化変形しない温度
条件下で実施される。例えば20〜360℃、好ましく
は20〜300℃の温度が採用される。また処理時間は
通常、5分〜10時間である。
0%濃度の酸化性ガス雰囲気下で不融化処理が施される
。酸化性ガスとしては、通常、酸素、オゾン、空気、窒
素酸化物、ハロゲン、亜硫酸ガス等の酸化性ガスを1種
あるいは2種以上用いる。この不融化処理は、被処理体
である溶融紡糸されたピッチ繊維が軟化変形しない温度
条件下で実施される。例えば20〜360℃、好ましく
は20〜300℃の温度が採用される。また処理時間は
通常、5分〜10時間である。
不融化処理されたピッチ繊維は、次に不活性ガス雰囲気
下で炭化あるいは更に黒鉛化を行い、炭素繊維を得る。
下で炭化あるいは更に黒鉛化を行い、炭素繊維を得る。
このときの条件としては、不活性ガス雰囲気中で昇温速
度5〜b 〜3500℃まで昇温し、71秒〜1時間保持する。
度5〜b 〜3500℃まで昇温し、71秒〜1時間保持する。
以下に実施例および比較例により本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
するが、本発明はこれらに制限されるものではない。
実施例1
ナフサを830℃で水蒸気分解した際番こ副生じた沸点
200℃以上の重質油(A)を採取した。この重質油■
)の性状を第1表に示す。次いで重質油(Alを圧力1
5kg/crI−G1温度400℃にて3時間熱処理し
た。この熱処理油(BJを2509C/1.0朋Hgに
て蒸留し、沸点160〜400℃留分(C)を採取した
。その性状を第2表に示す。この留分(C)を、ニッケ
ルーモリブデン系触媒(NM−502)を用イテ圧力3
5 kg/d−G、 温度330 ’C1空間速度(L
H8V)1.5で水素と接触させて部分核水素化を行な
わせ、水素化油(DJを得た。核水素化率は31%であ
った。
200℃以上の重質油(A)を採取した。この重質油■
)の性状を第1表に示す。次いで重質油(Alを圧力1
5kg/crI−G1温度400℃にて3時間熱処理し
た。この熱処理油(BJを2509C/1.0朋Hgに
て蒸留し、沸点160〜400℃留分(C)を採取した
。その性状を第2表に示す。この留分(C)を、ニッケ
ルーモリブデン系触媒(NM−502)を用イテ圧力3
5 kg/d−G、 温度330 ’C1空間速度(L
H8V)1.5で水素と接触させて部分核水素化を行な
わせ、水素化油(DJを得た。核水素化率は31%であ
った。
前記した重質油(A)50容量部に水素化油(DJ50
容量部を混合し、圧力20 kfl/cd−G 、温度
430’CGこて6時間熱処理した。この熱処理油を2
50℃/10龍Hgで蒸留して軽質分を留出させ、軟1
1点100℃のピッチ(1)を得た。このピッチ(1)
の反射率をライッ社製反射率測定装置を用いてPAI定
したところ8.8%であった。
容量部を混合し、圧力20 kfl/cd−G 、温度
430’CGこて6時間熱処理した。この熱処理油を2
50℃/10龍Hgで蒸留して軽質分を留出させ、軟1
1点100℃のピッチ(1)を得た。このピッチ(1)
の反射率をライッ社製反射率測定装置を用いてPAI定
したところ8.8%であった。
第1表 重質油(A)の性状
第2表 留分(C)の性状
■
次ニヒッチ(1)ヲ、1u+Hg (D減圧下ic 5
45°Cで15分間フィルムエバポレーターで処理ヲ行
い、反射率10.3 %の光学的に等方性のピッチを得
た。
45°Cで15分間フィルムエバポレーターで処理ヲ行
い、反射率10.3 %の光学的に等方性のピッチを得
た。
このピッチをノズル径0.3闘ダ、L/D=1の紡糸器
を用い紡糸温度300 ℃、巻取速度8001分で溶融
紡糸し、12μのピッチ繊維をつくり、さらに下記に示
す条件にて不融化、炭化および黒鉛化処理して炭素繊維
を得た。
を用い紡糸温度300 ℃、巻取速度8001分で溶融
紡糸し、12μのピッチ繊維をつくり、さらに下記に示
す条件にて不融化、炭化および黒鉛化処理して炭素繊維
を得た。
不融化・炭化および黒鉛化の処理条件は以下の如くであ
る。
る。
0不融化条件:空気雰囲気中で、300℃まで1℃/分
の昇温速度で加熱し、300 ℃で30分間保持。
の昇温速度で加熱し、300 ℃で30分間保持。
O炭化条件:窒素雰囲気中、10℃/分で昇温し100
0℃で30分間保持。
0℃で30分間保持。
0黒鉛化条件:アルゴン気流中で50℃/分の昇温速度
で2000℃まで加熱処理 し、1分間保持。
で2000℃まで加熱処理 し、1分間保持。
得られた炭素繊維の径は10μであり、引張強度は25
0 kg/d、ヤング率は25Ton/−であった。
0 kg/d、ヤング率は25Ton/−であった。
比較例1
実施例1で得られたピッチ(1)を、実施例1で使用し
た紡糸器を用いて、紡糸温度150℃、巻取速度800
n/分で溶融紡糸し12μのピッチ繊維を得、実施例1
と同様の条件で不融化、炭化、黒鉛化を行った。得られ
た炭素繊維の径は10μであり、引張強度は80kg/
J、ヤング率は8Ton/−であった。
た紡糸器を用いて、紡糸温度150℃、巻取速度800
n/分で溶融紡糸し12μのピッチ繊維を得、実施例1
と同様の条件で不融化、炭化、黒鉛化を行った。得られ
た炭素繊維の径は10μであり、引張強度は80kg/
J、ヤング率は8Ton/−であった。
比較例2
実施例1で得られたピッチ(1)を、i mm Hgの
減圧下に400℃で15分間フィルムエバポレーターで
処理を行ったところ、反射率11.3%のピッチが得ら
れた。
減圧下に400℃で15分間フィルムエバポレーターで
処理を行ったところ、反射率11.3%のピッチが得ら
れた。
このピッチを、実施例1で使用した紡糸器を用い、紡糸
温度320℃、巻取速度800m/分で溶融紡糸を行っ
たところ、均一なピッチ繊維を得ることができなかった
。
温度320℃、巻取速度800m/分で溶融紡糸を行っ
たところ、均一なピッチ繊維を得ることができなかった
。
実施例2
実施例1で得られた重質油(AJ150mを内容積30
0rnlの攪拌機付きオートクレーブ中で水素初圧10
0kg/d−Gで、昇温速度3°C/分にて450℃ま
で加熱し、430℃で3時間保持した。しかる後、■熱
を停止し、室温まで冷却した。得られた液状生成物を2
50℃/1酎Hgで蒸留して軽質分を留出させピッチ(
2)を得た。このピッチ(2)の軟化点は105℃であ
り、反射率は8.9%であった。
0rnlの攪拌機付きオートクレーブ中で水素初圧10
0kg/d−Gで、昇温速度3°C/分にて450℃ま
で加熱し、430℃で3時間保持した。しかる後、■熱
を停止し、室温まで冷却した。得られた液状生成物を2
50℃/1酎Hgで蒸留して軽質分を留出させピッチ(
2)を得た。このピッチ(2)の軟化点は105℃であ
り、反射率は8.9%であった。
次にピッチ(2)をlllHgの減圧下に345℃で1
5分間フィルムエバポレーターで処理を行イ、反射率9
8チの等方性ピッチを得た。
5分間フィルムエバポレーターで処理を行イ、反射率9
8チの等方性ピッチを得た。
このピッチをノズル径0.15 illダ、L/D =
1の紡糸器を用い、紡糸温度305℃、巻取速度25
0m 分で溶融紡糸し、16μのピッチ繊維を得、実施
例1と同様な条件番ごて不融化、炭化、黒鉛化を行った
。得られた炭素噴維の径は10μであり、引張強度は2
40に9/d、ヤング率は23 Ton /−でめった
。
1の紡糸器を用い、紡糸温度305℃、巻取速度25
0m 分で溶融紡糸し、16μのピッチ繊維を得、実施
例1と同様な条件番ごて不融化、炭化、黒鉛化を行った
。得られた炭素噴維の径は10μであり、引張強度は2
40に9/d、ヤング率は23 Ton /−でめった
。
比較例ろ
実施例2で得られたピッチ(2)を、ノズル径3朋グ、
L/D = 2の紡糸器を用い、紡糸温度160℃、巻
取速度780m/分で浴融紡糸し、13μのピッチ繊維
を得、実施例1と同様な方法で不融化、炭化、黒鉛化を
行った。得られた炭素繊維の径は11μであり、引張強
度は70/i/J、ヤング率は7 Ton /−であっ
た。
L/D = 2の紡糸器を用い、紡糸温度160℃、巻
取速度780m/分で浴融紡糸し、13μのピッチ繊維
を得、実施例1と同様な方法で不融化、炭化、黒鉛化を
行った。得られた炭素繊維の径は11μであり、引張強
度は70/i/J、ヤング率は7 Ton /−であっ
た。
比較例4
実施例2で得られたピッチ(2)を、llllHgの減
圧下に680℃で20分間フィルムエバポレーターで処
理したところ、反射率114%のピッチが得られた。
圧下に680℃で20分間フィルムエバポレーターで処
理したところ、反射率114%のピッチが得られた。
このピッチを、ノズル径0.3朋p、L/D=2の紡糸
器を用い、紡糸温度330℃、巻取速度780m/分で
溶融紡糸を行ったところ、均一なピッチ繊維を得ること
ができなかった。
器を用い、紡糸温度330℃、巻取速度780m/分で
溶融紡糸を行ったところ、均一なピッチ繊維を得ること
ができなかった。
実施例3
軽油をゼオライト触媒の存在下に500℃、1に9/c
d −Gにて流動接触分解した際に副生じた沸点200
℃以上の重質油(E)を採取した。その性状を第6表に
示す。次に重質油(EJ150dを内容積600Mの攪
拌機付きオートクレーブ中で水素初圧1oota;1/
crd−aで、昇温速度6°C/分にて43[1℃まで
加熱し、430℃で5時間保持した。しかる後、加熱を
停止し、室温まで冷却した。得られた液状生成物を25
0℃/1111IHgで蒸留して軽質分を留出させピッ
チ(3)を得た。このピッチ(3)の軟化点は110℃
、反射率は8.8チであった。
d −Gにて流動接触分解した際に副生じた沸点200
℃以上の重質油(E)を採取した。その性状を第6表に
示す。次に重質油(EJ150dを内容積600Mの攪
拌機付きオートクレーブ中で水素初圧1oota;1/
crd−aで、昇温速度6°C/分にて43[1℃まで
加熱し、430℃で5時間保持した。しかる後、加熱を
停止し、室温まで冷却した。得られた液状生成物を25
0℃/1111IHgで蒸留して軽質分を留出させピッ
チ(3)を得た。このピッチ(3)の軟化点は110℃
、反射率は8.8チであった。
第3表 重質油(E)の性状
次にピッチ(3)を1朋Hgの減圧下に345℃で15
分間フィルムエバポレーターで処理を行い、反射率9.
4%の等方性ピッチを得た。
分間フィルムエバポレーターで処理を行い、反射率9.
4%の等方性ピッチを得た。
このピッチを実施例1で使用した紡糸器を用いて、紡糸
温度295℃、巻取速度810m/分で溶融紡糸し12
μのピッチ繊維を得、実施例1と同様な条件にて不融化
、炭化、黒鉛化を行った。
温度295℃、巻取速度810m/分で溶融紡糸し12
μのピッチ繊維を得、実施例1と同様な条件にて不融化
、炭化、黒鉛化を行った。
得られた炭素繊維の径は11μであり、引張強度は20
0に9/J、ヤング率は2 D Ton /−であった
。
0に9/J、ヤング率は2 D Ton /−であった
。
比較例5
実施例3で得られたピッチ(3)を、実施例1で使用し
た紡糸器を用いて、紡糸温度160℃、巻取速度770
m/分で溶融紡糸し16μのピッチ繊維を得、実施例1
と同様な条件で不融化、炭化、黒鉛化を行った。得られ
た炭素繊維の径は11゛μであり、B1張強度は100
kg/−であり、ヤング率は9 Ton /−でめった
。
た紡糸器を用いて、紡糸温度160℃、巻取速度770
m/分で溶融紡糸し16μのピッチ繊維を得、実施例1
と同様な条件で不融化、炭化、黒鉛化を行った。得られ
た炭素繊維の径は11゛μであり、B1張強度は100
kg/−であり、ヤング率は9 Ton /−でめった
。
比較例6
実施例6で得られたピッチ(3)をIIm)(gの減圧
下に400℃で15分間フィルムエバポレーターで処理
したところ反射率12.0%のピッチが得られた。
下に400℃で15分間フィルムエバポレーターで処理
したところ反射率12.0%のピッチが得られた。
このピッチを実施例1で使用した紡糸器を用いて、紡糸
温度335℃、巻取速度790m/分で溶融紡糸を行っ
たところ、均一なピッチ繊維を得ることができなかった
。
温度335℃、巻取速度790m/分で溶融紡糸を行っ
たところ、均一なピッチ繊維を得ることができなかった
。
比較例7
市販の石油ピッチであるアッシュランド処理したところ
反射率11.2%のピッチが得られた。
反射率11.2%のピッチが得られた。
このピッチを実施例1で使用した紡糸器を用いて、紡糸
温度310℃、巻取速度800m/分で溶融紡糸を行っ
たところ、均一なピッチ繊維を得ることができなかった
。
温度310℃、巻取速度800m/分で溶融紡糸を行っ
たところ、均一なピッチ繊維を得ることができなかった
。
実施例4
実施例1で得られた重質油(A)60重量部、実施例3
で得られた重質油(E) 30重量部および実施例1で
得られた水素化油(D) 10重量部との混合油を、圧
力20 kg/cd−G 、温度410℃で3時間熱処
理した。この熱処理油を250℃/ 1.01111H
gで蒸留して軽質分を留去し、軟化点100℃、反射率
8.8qbのピッチ(4)を得た。
で得られた重質油(E) 30重量部および実施例1で
得られた水素化油(D) 10重量部との混合油を、圧
力20 kg/cd−G 、温度410℃で3時間熱処
理した。この熱処理油を250℃/ 1.01111H
gで蒸留して軽質分を留去し、軟化点100℃、反射率
8.8qbのピッチ(4)を得た。
次にピッチ(4)を1朋Hgの減圧下lこ345℃で1
5分間フィルムエバポレーターで処理を行い、反射率i
o、 1 %の等方性ピッチを得た。
5分間フィルムエバポレーターで処理を行い、反射率i
o、 1 %の等方性ピッチを得た。
このピッチを実施例1と同様の条件にて溶融紡糸、不融
化、炭化および黒鉛化を行った。得られた炭素繊維の径
は10μであり、引張強度は255に9 / wi、ヤ
ング率は50 Ton /−であった。
化、炭化および黒鉛化を行った。得られた炭素繊維の径
は10μであり、引張強度は255に9 / wi、ヤ
ング率は50 Ton /−であった。
特許出願人 日本石油株式会社
代理人 弁理士伊東辰雄
〃 〃 伊束哲也
Claims (1)
- 反射率が9.0〜11.0%の範囲内の値を示す光学的
に等方性のピッチを原料として炭素繊維を製造する方法
。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56172076A JPS5876523A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
CA000414169A CA1189261A (en) | 1981-10-29 | 1982-10-26 | Process for the production of pitch-derived carbon fibers |
US06/437,132 US4470960A (en) | 1981-10-29 | 1982-10-27 | Process for the production of pitch-derived carbon fibers |
KR8204854A KR860001156B1 (ko) | 1981-10-29 | 1982-10-28 | 피치계 탄소섬유의 제조방법 |
GB08231061A GB2109001B (en) | 1981-10-29 | 1982-10-29 | Process for the production of pitch-derived carbon fibers |
FR8218225A FR2515694B1 (fr) | 1981-10-29 | 1982-10-29 | Procede de production de fibres de carbone a partir d'un brai |
DE19823240170 DE3240170A1 (de) | 1981-10-29 | 1982-10-29 | Verfahren zur herstellung von kohlefasern aus pech |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56172076A JPS5876523A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5876523A true JPS5876523A (ja) | 1983-05-09 |
JPS6356324B2 JPS6356324B2 (ja) | 1988-11-08 |
Family
ID=15935089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56172076A Granted JPS5876523A (ja) | 1981-10-29 | 1981-10-29 | ピツチ系炭素繊維の製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4470960A (ja) |
JP (1) | JPS5876523A (ja) |
KR (1) | KR860001156B1 (ja) |
CA (1) | CA1189261A (ja) |
DE (1) | DE3240170A1 (ja) |
FR (1) | FR2515694B1 (ja) |
GB (1) | GB2109001B (ja) |
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1981
- 1981-10-29 JP JP56172076A patent/JPS5876523A/ja active Granted
-
1982
- 1982-10-26 CA CA000414169A patent/CA1189261A/en not_active Expired
- 1982-10-27 US US06/437,132 patent/US4470960A/en not_active Expired - Lifetime
- 1982-10-28 KR KR8204854A patent/KR860001156B1/ko active
- 1982-10-29 GB GB08231061A patent/GB2109001B/en not_active Expired
- 1982-10-29 DE DE19823240170 patent/DE3240170A1/de active Granted
- 1982-10-29 FR FR8218225A patent/FR2515694B1/fr not_active Expired
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