JPS5893786A - 小球体状メソフエ−ズ含有ピツチの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、小球体状メンフェーズ含有ピッチの製造方法
に関するものである。詳しくは、偏光顕微鏡下で観察し
た時に異方性を示す、所謂。

メソフェーズを大量に含み、且つ、そのメソフェーズが
小球体状であるピッチの製造方法に関するものである。

不融不溶成分を除去した石炭系タールピッチや石油系重
質油ピッチ等を３３０〜３００℃の温度で加熱すると、
偏光顕微鏡下で観察した時に異方性を示すメンフェーズ
と称される疑似液晶物質が形成してくることは周知であ
る。このメソフェーズはピッチ等が加熱されることによ
って引起される熱分解反応と重縮合反応によって徐々に
高分子化し、その分子が規則的に配列して積層構造をと
ることによって形成されるものである。加熱の初期の段
階においては、メソフェーズはまだ圧倒的に多い母相ピ
ッチに対する最も安定彦形態として粒径１０−２００μ
程度の小球体状をとるが、加熱が更に進んでメソフェー
ズの割合が増え、相対的に母相ピッチの割合が減少して
くると小球体は合体しやすくなり、より大きな球体を形
成する。更に、加熱が続くとメソフェーズはもはや球体
状を保つことが出来ず、積層単位が平行に配列された偏
光顕微鏡下に観察した、時には流れ模様状にみえる形へ
と変化する。

ところで、近年、小球体状のメンフェーズが従来の炭素
材の原料に見られない新じい素材として注目されている
。即ち、この小球体状メソフェーズはピッチでもなく、
炭素材でもなく、これら両者の性質を有している中間相
であるところから従来の炭素材の原料とは異なる素材と
して注目されている。

しかしながら、メソフェ、−ズの形態の変化を母相ピッ
チに対するメンフェーズの割合との関係でみてみると、
メソフェーズの割合（「偏光顕微鏡下に観察して、一定
面積中に占るメソフェーズの面積の割合」以下同義）が
約３０％程度１ではメンフェーズは小球体状として存在
し得るが、メソフェーズの割合が約３０％以上になると
互いに合体しはじめ、小球体状７を保持することが「シ
くなってくる。殊に、メソフェーズの割合が約５０％以
上になるともはや球体状を保持できなくなり、その大部
分は流れ模様状、更には、系全体が光学的に異方性の、
所謂、バルクメソフェーズへと変化してし壕う。

従って、従来は、新しい素材として有用な小球体状メソ
フェーズを大量６に得ることは困難であった。

本発明者等は、かかる点に留意し銀量検討した結果、ピ
ッチ類を加熱処理してメンフェーズを形成させておき、
次いで、このメソフェーズを加熱熔融条件下に減圧処理
することによって、小球体状のメンフェーズを大量に含
有するピッチな製造することができることを知得し、本
発明に到達した。

すなわち、本発明の要旨は、ピッチ類を加熱処理して光
学的に、異方性のメソフェーズを形成し、次いで、加熱
熔融条件下に減圧処理して該メソフェーズを小球体状と
することを特徴とする小球体状メソフェーズ含有ピッチ
の製造方法に存する。

以下本発明の詳細な説明するに、本発明で使用されるピ
ッチ類としては、公知の種々のものが挙げられる。具体
的には、例えば、乾留コークス製造の際副生ずるコール
タールを蒸留してオイル成分を除去し、さらに涙過等の
手段により不融不溶成分を除去したピッチ等の石炭系タ
ールピッチ、分解残油等の石油精製における重質残渣油
を加圧下で加１熱処理して得られるピッチ等の石油系重
質油ピッチ、あるいは、５ＲＣ（Ｓｏｌｖｅｎｔ　Ｒｅ
ｆｉｎｅｄ　Ｃｏａｌ）　　等の石炭液化物等が挙げら
れる。

本発明においては、１ず、上記ピッチ類を加熱処理して
光学的に異方性のメンフェーズを形成する。

その際、形成するメソフェーズの割合は特に限定される
ものではないが、通常はメソフェーズの割合が約３０％
以上、好ましくは、約３０〜り０％、特に好１しくは、
約５ｏ−ｔｒｏ％となるように加熱処理する。

加熱処理条件は、使用する原料により異なるが、通常、
３！；０−３００℃、好１しくは、３１＃０〜’１３０
℃の温度で、０．ｊ　〜１００時間、好ましくは、１−
＝−０時間の範囲で行なわれる。

石炭系タールピッチ、或いは、石油系重質油ピッチを使
用する場合、これらは数多くの化合物から成るためにメ
ンフェーズの形成に時間的なむらを生じやすい。更に、
形成されるメソフェーズは母相ピッチとは非相溶性であ
り、かつ、密度が異なるため相分離を起しがちであり、
位置的なむらも生じやすい。このため、例えば、ある部
分は流れ模様状となっているのに、他のある部分は小球
体状であるといった不均質なメソフェーズ含有ピッチに
なりやすい。このような不均質なメソフェーズ含有ピッ
チに後述の減圧処理を施すと、小球体状部分はより小さ
な片状に破壊したり、粒径が不揃いの小球体状メソフェ
ーズが得られるので、加熱処理によって均質なメソフェ
ーズ含有ピッチを形成するのが好ましい。

均質なメソフェーズ含有ピッチを形成する方法としては
、ピッチの加熱処理中に被熱処理ピッチの攪拌を行なう
か、窒素等の不活性ガスを被熱処理ピッチ中に吹き込む
か、或いは、その両方を同時に行なう方法が挙げられる
。

次いで、上述の様な加熱処理によって得られるメツフェ
ーズ含有ピッチを加熱熔融条件下に減圧処理する。

かかる処理により、加熱処理によって形成されたメソフ
ェーズは、はぼその全量が小球体状のメンフェーズに変
換される。

具体的には、例えば、加熱処理して得られるメンフェー
ズ含有ピッチの粘度がｊＯＯポイズ以下、好ましくは＋
　ＳＯＯポイズ以下、特に好筐しくは、１０〜１００ポ
イズとなるように加熱熔融し、かかる状態で２３０ｍｍ
Ｈｇ以下、好１しくは、ｉｏｏ龍Ｈｇ以下、％に好１し
くは、ｉｏ〜ｓｏ朋Ｈｇで０．５〜３０分、好ましくは
。

Ｏ，Ｓ〜ＩＱ分間減圧処理を施す。

得られる小球体状、メンフェーズの粒径は、加熱熔融、
減圧の程度を上記範囲で適宜調節することによってｌＯ
〜３００μの粒径に比較的容易にコントロールすること
ができる。

小球体状メソフェーズへの変換を円滑に行々わせるには
、メンフェーズ含有ピッチの加熱熔融をｔｉｓｏ℃以下
で行なうのが好ましい。あ１り高い温度では、小球体状
への変換と小球体が再び合体し始めることとが競争的で
あり、従って、小球体状への変換が円滑に行わ゛れ難く
なる。

本発明においては、形成されるメソフェーズの割合が約
り０％以下に々るようにピッチ類を加熱処理すれば、ｔ
、ｔｓｏ℃以下の温度で容易にＳＯＯボイズ以下の粘度
になるようＶこ加熱熔融することができ、小球体状への
変換が円滑に行われるので有利である。

かくして小球体状メソフェーズを大量に含有するピッチ
が得ら力２る。−かかるピッチは、例えば、高緻密度成
形炭素材等の高級炭素材用バインダーや骨材の代替とし
て有用である。

また、かかるピッチから、公知の方法により分離した小
球体状メソフェーズは、ノーバインダー成形炭材の様な
特殊炭素材の素原料としても有利に使用できる。

次に実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。

実施例′９、。

しＹＪ 流動接触分解残油加圧熱処理により調製したピッチ（Ｑ
ｉ＝０．ψチ、Ｂｉ＝／コ０ｇ％）を攪拌下にＮ２ガス
を吹き込みながら、ｐｏｏ℃、ｌＯ時間加艷処理した。

形成されたメンフェーズの卵ｉ合は約７０％であり、か
つその大部分が流れ模様状であるピッチを得た（参考写
真−７）。

次いでこのピッチがｊＯボイズの粘度となるまで加熱し
て熔融した。その際の加熱流度は３９ｔ℃であった。こ
の状態で１００１００ｔｎの減圧を１０分間施した。こ
の処理を行なったピッチは異方性の割合は変らず、その
形態は２０〜．２００μの小球体状に変化していた（参
考写真−２）。

かくして得られた小球体状メンフェーズを大量に含むピ
ッチ１０ｇに３倍量のキノリンを添加して、り０℃、１
時間攪拌した後、ｌＯμの目開きのフィルターで瀘過し
た。濾過残に再び３倍量のキノリンを加えて上記操作を
繰返し。

次いで濾過残をベンゼン、アセトン各１０ＯＧｃで洗浄
し、その後乾燥して約３ｇの２０〜２００μの粒径を持
つ単離小球体状メンフェーズを得た。

出願人　三菱化成工業株式会社 代理人　弁理士　長谷用 ほか１名

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　ピッチ類を加熱処理して光学的に異方性のメ
   ソフェーズを形成し、次いで、加熱熔融条件下に減圧処
   理して該メンフェーズを小球体、１天とすることを特徴
   と・する小球体状メソフェーズ含有ピッチの製造方法。
2. （２）　　加熱処理して得られる光学的に異方性のメン
   フェーズの割合が、３ｏ％ＪＪ上である特許請求の範囲
   第１項記載の製造方法。