JPS60130677A - 炭素材用ピツチの製造法 - Google Patents
炭素材用ピツチの製造法Info
- Publication number
- JPS60130677A JPS60130677A JP58237886A JP23788683A JPS60130677A JP S60130677 A JPS60130677 A JP S60130677A JP 58237886 A JP58237886 A JP 58237886A JP 23788683 A JP23788683 A JP 23788683A JP S60130677 A JPS60130677 A JP S60130677A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pitch
- mesophase
- heat treatment
- molecular weight
- oil
- Prior art date
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- Pending
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
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】
本発明は炭素材用ピッチの製造法に関し、詳しくは紡糸
性および機械的強度にすぐれていて炭素材料、特に炭素
繊維の製造に好適なピッチの製造法に関する。
性および機械的強度にすぐれていて炭素材料、特に炭素
繊維の製造に好適なピッチの製造法に関する。
炭素繊維はプラスチックや金属の複合材料として従来か
ら知られておシ、その性能は高く評価されている。これ
まで炭素繊維はポリアクリロニトリル繊維を原料として
製造されてきたが、原本Ｉが高価である上に炭化収率が
低いという問題かぁ−）だ。このため、近年は炭化収率
の良いピンチを原料とする炭素繊維の製造方法が数多く
１に案さＪｌている。
ら知られておシ、その性能は高く評価されている。これ
まで炭素繊維はポリアクリロニトリル繊維を原料として
製造されてきたが、原本Ｉが高価である上に炭化収率が
低いという問題かぁ−）だ。このため、近年は炭化収率
の良いピンチを原料とする炭素繊維の製造方法が数多く
１に案さＪｌている。
しかしながら、たとえばピッチを加熱処理して得たメソ
相が４０〜９０％のピンチを用いる方法では、メソ相ピ
ッチと等方性ざソチの混合物となり、両者の相溶性が悪
いため均一な紡糸が困難であるという欠点がある。捷た
、同様な加熱処理によって得た本質的にメソ相１００％
のピッチを用いる方法では、紡糸時にコークス化しやす
いという欠点がある。
相が４０〜９０％のピンチを用いる方法では、メソ相ピ
ッチと等方性ざソチの混合物となり、両者の相溶性が悪
いため均一な紡糸が困難であるという欠点がある。捷た
、同様な加熱処理によって得た本質的にメソ相１００％
のピッチを用いる方法では、紡糸時にコークス化しやす
いという欠点がある。
このような問題を解消すべくピッチ原料の精製や改質々
どが種々行なわれているが、紡糸性および機械的強度の
いずれをも充分に満足しうるものは未だ見出されていな
い。
どが種々行なわれているが、紡糸性および機械的強度の
いずれをも充分に満足しうるものは未だ見出されていな
い。
本発明者らは上記従来の問題点を解消すへく鋭意研究を
重ねた結果、ぎツチ原料として分子お分布の狭い炭化水
素油を用いることによってピンチ化工程におけるメツ相
形成時期が揃うという知見を得、この知見に基いて本発
明を完成するに至った。
重ねた結果、ぎツチ原料として分子お分布の狭い炭化水
素油を用いることによってピンチ化工程におけるメツ相
形成時期が揃うという知見を得、この知見に基いて本発
明を完成するに至った。
本発明は、石油系重質油を熱処理することにより炭素利
用ピッチを製造するにあたり、原料油として数平均分子
量が３５０〜１ｏｏｏ、重量平均分子量／数平均分子量
が２以下、飽和炭化水素の含有量が１０重量％以下であ
シ、かつ芳香族炭化水素分率が０．５以上である石油系
重質油を用いることを特徴とする炭素材用ぎツチの製造
法を提供するものである。
用ピッチを製造するにあたり、原料油として数平均分子
量が３５０〜１ｏｏｏ、重量平均分子量／数平均分子量
が２以下、飽和炭化水素の含有量が１０重量％以下であ
シ、かつ芳香族炭化水素分率が０．５以上である石油系
重質油を用いることを特徴とする炭素材用ぎツチの製造
法を提供するものである。
すなわち本発明は原料油として特定組成の石油系重質油
を用いることを特徴とするものである。
を用いることを特徴とするものである。
ここで粗原料たる石油系重質油としては様々なものが挙
げられるが、特に接触分解残油やナフサ熱分解残油など
の芳香族炭化水素に富む重質油が好適である。
げられるが、特に接触分解残油やナフサ熱分解残油など
の芳香族炭化水素に富む重質油が好適である。
本発明は、このような石油系重質油の内、数平均分子量
が３５０〜１０００．重量平均分子量／数平均分子量が
２以下、飽和炭化水素の含有量が１０重量％以下であり
、かつ芳香族炭化水素分率が０．５以上であるものを用
いる。ここで数平均分子量が３５０未満であると熱処理
に時間がかかり、一方数平均分子量が１０００を超える
とコーキングを起しやすくなるので好丑しくない。丑だ
、小量平均分子量／数平均分子量（’ Ｍｗ／ Ｍｎ
）は分子量分布の広狭を示す指標となるものであり、本
発明ではこの分子量分布が狭いものを用いる。ずなわち
、 Ｍｗ ／ Ｍｎが２以下のものを用いることが必要
である。ここでＭｗ／Ｍｎが２を超えるとピッチ化工程
においてメソ相の形成時期が不揃いとなり、したがって
得られるピッチが不均質なｋめ紡糸（＜１の低下を招く
。さらに、飽和炭化水素の含イｊ”、ｆｆｔ”Ａ・１０
重量置部超えるとメソ相の生成量が少なくなシ、また芳
香族炭化水素分率（ｆａ ）が０５未満であると同様に
メソ相の生成量が少なくなるので々ｒ１しくない。
が３５０〜１０００．重量平均分子量／数平均分子量が
２以下、飽和炭化水素の含有量が１０重量％以下であり
、かつ芳香族炭化水素分率が０．５以上であるものを用
いる。ここで数平均分子量が３５０未満であると熱処理
に時間がかかり、一方数平均分子量が１０００を超える
とコーキングを起しやすくなるので好丑しくない。丑だ
、小量平均分子量／数平均分子量（’ Ｍｗ／ Ｍｎ
）は分子量分布の広狭を示す指標となるものであり、本
発明ではこの分子量分布が狭いものを用いる。ずなわち
、 Ｍｗ ／ Ｍｎが２以下のものを用いることが必要
である。ここでＭｗ／Ｍｎが２を超えるとピッチ化工程
においてメソ相の形成時期が不揃いとなり、したがって
得られるピッチが不均質なｋめ紡糸（＜１の低下を招く
。さらに、飽和炭化水素の含イｊ”、ｆｆｔ”Ａ・１０
重量置部超えるとメソ相の生成量が少なくなシ、また芳
香族炭化水素分率（ｆａ ）が０５未満であると同様に
メソ相の生成量が少なくなるので々ｒ１しくない。
上記組成の石油系重質？１１１を得る方法としては、粗
原料である石油系重質油として飽和炭化水素含有量が１
０重量％以下であり、かつ芳香族炭化水素分率（ｆａ）
が０．５以上のものを用い、これを蒸留あるいは溶剤処
理など常法により分子量分布の狭い原料とすればよい。
原料である石油系重質油として飽和炭化水素含有量が１
０重量％以下であり、かつ芳香族炭化水素分率（ｆａ）
が０．５以上のものを用い、これを蒸留あるいは溶剤処
理など常法により分子量分布の狭い原料とすればよい。
例えば溶剤を使用して行なう場合、予め常法により飽和
炭化水素の含有量や芳香族炭化水素分率を調整した石油
系重質油を、良溶媒であるトルエン等と貧溶媒であるヘ
キサン等を用いて分別沈澱させ、分子量分布を調整する
ことにより得ることができる。
炭化水素の含有量や芳香族炭化水素分率を調整した石油
系重質油を、良溶媒であるトルエン等と貧溶媒であるヘ
キサン等を用いて分別沈澱させ、分子量分布を調整する
ことにより得ることができる。
このようにして得られた特定組成を有する石油系重質油
を以下、常法により熱処理してメソ相含有ピッチを得、
次いで該メソ相含有ピッチからメソ相ピッチを分離して
炭素材用ピッチを製造すればよい。
を以下、常法により熱処理してメソ相含有ピッチを得、
次いで該メソ相含有ピッチからメソ相ピッチを分離して
炭素材用ピッチを製造すればよい。
すなわち、まず常圧において４００〜５００°Ｃの温度
で１〜１２時間熱処理する。この熱処理は窒素ガスなど
不活性ガスの流通下に行なわれる。
で１〜１２時間熱処理する。この熱処理は窒素ガスなど
不活性ガスの流通下に行なわれる。
なお、この熱処理は通常は減圧ストリッピング等による
軽質分除去工程を必要とするが本発明の方法によれば不
要となる。
軽質分除去工程を必要とするが本発明の方法によれば不
要となる。
次に上記熱処理で生成したメソ相含有ピッチをメソ相ピ
ッチと等方性ピッチに分離する。とのメソ相ピッチと等
方性ピンチとの分離は比重差分離により行なってもよく
、あるいは溶剤を用いて行なってもよい。ここで比重差
分離は通常２５０〜４３０℃の温度で０．５〜２時間静
置することにより行なわれる。このようにして実質的に
１００％メソ相ぎツチを得ることができる。
ッチと等方性ピッチに分離する。とのメソ相ピッチと等
方性ピンチとの分離は比重差分離により行なってもよく
、あるいは溶剤を用いて行なってもよい。ここで比重差
分離は通常２５０〜４３０℃の温度で０．５〜２時間静
置することにより行なわれる。このようにして実質的に
１００％メソ相ぎツチを得ることができる。
本発明によればピッチ化工程における熱処理時間を従来
の約１０時間に比し１〜６時間と短縮することができ、
キノリンネ溶分の少ないメソ相ピッチを得ることができ
る。しだがって、本発明によれば紡糸性が良好であり、
しかも機械的強度にもすぐれたピッチを得ることができ
る。さらに本発明によれば熱処理する際に真空ストリッ
ピング等による軽質分除去工程を行なう必要がなくなる
などの実用上の効果を有する。
の約１０時間に比し１〜６時間と短縮することができ、
キノリンネ溶分の少ないメソ相ピッチを得ることができ
る。しだがって、本発明によれば紡糸性が良好であり、
しかも機械的強度にもすぐれたピッチを得ることができ
る。さらに本発明によれば熱処理する際に真空ストリッ
ピング等による軽質分除去工程を行なう必要がなくなる
などの実用上の効果を有する。
しだがって、本発明の方法によって得られるピッチは炭
素材料、例えば繊維、フィラメント、ヤーン、フィルム
、バインダーの原料、特に炭素繊維の原料として好適に
用いられる。
素材料、例えば繊維、フィラメント、ヤーン、フィルム
、バインダーの原料、特に炭素繊維の原料として好適に
用いられる。
次に本発明を実施例により詳細に説明する。
実施例１〜４
軽油の流動接触分解により得られた残油をフィルターに
より灰分等を除去した後減圧蒸留し、軽質留分として全
体の９０％を留去した。得られた残〆１（「油６００Ｐ
を良溶媒であるトルエ／１．５看中に溶解し、貧溶媒で
あるへキサン０．６Ａを添加して不溶分〔Ｉ〕と可溶分
に分別した。次いでこの可溶分にへギザンＯ６ｅを添加
し、不溶分〔ＩＩ）と可溶分に分別した。さらに、この
可溶分にヘキサン２．４−ｅを添加して不溶分〔■〕と
可溶分〔■〕に分別した。これら各面分〔■〕、 ００
、 Ｃ［および〔■〕は溶媒を留去したのちその性状
を測定した。結果を第１表に示す。
より灰分等を除去した後減圧蒸留し、軽質留分として全
体の９０％を留去した。得られた残〆１（「油６００Ｐ
を良溶媒であるトルエ／１．５看中に溶解し、貧溶媒で
あるへキサン０．６Ａを添加して不溶分〔Ｉ〕と可溶分
に分別した。次いでこの可溶分にへギザンＯ６ｅを添加
し、不溶分〔ＩＩ）と可溶分に分別した。さらに、この
可溶分にヘキサン２．４−ｅを添加して不溶分〔■〕と
可溶分〔■〕に分別した。これら各面分〔■〕、 ００
、 Ｃ［および〔■〕は溶媒を留去したのちその性状
を測定した。結果を第１表に示す。
次に試験管に上記画分［’Ｄを２０５’採取し、窒素気
流下、常圧において４２０’Ｃで所定時間熱処理を行な
った。生成したピッチを窒素気流下、３８０℃において
静置分離し、下部からメソ相ピッチを抜き出した。生成
したピッチ中のメソ相ピッチの含有量と熱処理時間との
関係を第２表に示す。またメソ相ピッチ中のキノリ／不
溶分の含イ］量と熱処理時間との関係を第３表に示す。
流下、常圧において４２０’Ｃで所定時間熱処理を行な
った。生成したピッチを窒素気流下、３８０℃において
静置分離し、下部からメソ相ピッチを抜き出した。生成
したピッチ中のメソ相ピッチの含有量と熱処理時間との
関係を第２表に示す。またメソ相ピッチ中のキノリ／不
溶分の含イ］量と熱処理時間との関係を第３表に示す。
さらに、このようにして得られたメソ相ピッチを孔径０
．５ｆｉのノズルを有する口金から溶融紡糸することに
より炭素繊維を製造した（実施例１）、。
．５ｆｉのノズルを有する口金から溶融紡糸することに
より炭素繊維を製造した（実施例１）、。
得られた炭素繊維の物性を第４表に示す。
また、−上記の両分Ｏｆ’］ 、 ［１１１）お」：び
ＣＩＶ’）についても両分〔Ｉ〕の場合（実施例１）と
同様にしてメソ相ピッチを製造し、溶融紡糸してそれぞ
れ炭素繊維を製造した（実施例２，３および４）。得ら
れた各炭素繊維の物性を第４表に示す。
ＣＩＶ’）についても両分〔Ｉ〕の場合（実施例１）と
同様にしてメソ相ピッチを製造し、溶融紡糸してそれぞ
れ炭素繊維を製造した（実施例２，３および４）。得ら
れた各炭素繊維の物性を第４表に示す。
比較例１
実施例１において、軽油の流動接触分解により得られだ
残油から減圧蒸留により得た留分中、数平均分子量が２
８０であるものを用いたこと以外は実施例１と同様にし
て熱処理を行なったが、１０時間熱処理してもメソ相ピ
ッチは得られなかった。
残油から減圧蒸留により得た留分中、数平均分子量が２
８０であるものを用いたこと以外は実施例１と同様にし
て熱処理を行なったが、１０時間熱処理してもメソ相ピ
ッチは得られなかった。
比較例２
実施例１において、軽油の訛動汝崩かＩ’ｌ！１に」：
り得られた残油から減圧蒸留によって得られだ留分中、
数平均分子量が４８０であり、Ｍｗ ／ Ｍｎが２５で
あるものを用いたこと以外は実施例Ｉと同様にして熱処
理しメソ相ピッチを得た。得られたメソ相ピッチはキノ
リンネ溶分が７０重量％を越えるものであり、紡糸が困
難であった。
り得られた残油から減圧蒸留によって得られだ留分中、
数平均分子量が４８０であり、Ｍｗ ／ Ｍｎが２５で
あるものを用いたこと以外は実施例Ｉと同様にして熱処
理しメソ相ピッチを得た。得られたメソ相ピッチはキノ
リンネ溶分が７０重量％を越えるものであり、紡糸が困
難であった。
第、 ２ 表
Claims (1)
- １ 石油系重質油を熱処理することにより炭素材用ピッ
チを製造するにあたり、原料油として数平均分子量が３
５０〜１０００．重量平均分子量／数平均分子量が２以
下、飽和炭化水素の含有量が１０ｆｉ量％以下であり、
かつ芳香族炭化水素分率が０．５以上である石油系重質
油を用いることを特徴とする炭素材用ピンチの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237886A JPS60130677A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 炭素材用ピツチの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58237886A JPS60130677A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 炭素材用ピツチの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60130677A true JPS60130677A (ja) | 1985-07-12 |
Family
ID=17021874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58237886A Pending JPS60130677A (ja) | 1983-12-19 | 1983-12-19 | 炭素材用ピツチの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60130677A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57125289A (en) * | 1981-01-28 | 1982-08-04 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Preparation of optically anisotropic carbonaceous pitch |
-
1983
- 1983-12-19 JP JP58237886A patent/JPS60130677A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57125289A (en) * | 1981-01-28 | 1982-08-04 | Toa Nenryo Kogyo Kk | Preparation of optically anisotropic carbonaceous pitch |
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