JPS60255604A - Preparation of mesocarbon microbead - Google Patents
Preparation of mesocarbon microbeadInfo
- Publication number
- JPS60255604A JPS60255604A JP59110046A JP11004684A JPS60255604A JP S60255604 A JPS60255604 A JP S60255604A JP 59110046 A JP59110046 A JP 59110046A JP 11004684 A JP11004684 A JP 11004684A JP S60255604 A JPS60255604 A JP S60255604A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mesophase
- pitch
- spherules
- temperature
- heated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
Abstract
Description
[発明の技術分野〕
本発明は、重質油類またはピッチ類からメソカーボンマ
イクロビーズを製造する方法に関する。
[発明の技術的背景とその問題点]
メソカーボンマイクロビーズ(以下MCと略記する)は
、コールタール、石油系重質油またはピッチ類を液相炭
化する過程で生成する。直径数gmから数百1Lmの光
学的に異方性の液晶小球体(メンフェーズ小球体)を、
母相の光学的等方性ピッチから単離したものの呼称であ
る。
このMCは、近年、石炭系もしくは石油系重質油または
ピッチの高度利用への要求を背景に、高密度炭素材、導
電性複合材、電気抵抗用カーボン、電子写真用トナー、
炭素繊維、カーボンシート、ビーズ状活性炭、カーボン
モレキュラーシーブ等高性能炭素材の原料として多方面
への利用が期待されている物質である。
このようなMCを単離するために、特開昭56−967
10号公報では、重質油を加熱処理して得られたメソフ
ェーズ小球体を含むメソフェーズピッチと母相のみを溶
解する溶剤とを、混合した混合液を液体サイクロンにか
け、軽質液、中質液、重質液に分離した後重質液中の溶
剤を除去してMCを分離する方法が示されており、特開
昭56−125210号公報では、ピッチ類を熱処理し
てメンカーボン小球体を生成させ、この小球体を芳香属
溶剤および脂肪属溶剤よりなる分離助剤を用いて静置分
離法によりピッチマトリックスから分離する方法、特開
昭57−78487号公報では、重質油を熱処理して生
成したメソフェーズ小球体を含有する一次熱処理ピッチ
を軟化点以下に冷却し、さらに二次熱処理を行ない、二
次熱処理で沈澱したメンフェーズ小球体を分離したのち
、残留ピッチ中に生成した球径の揃ったメソフェーズ小
球体を溶剤抽出によって回収する方法をそれぞれ提案し
ている。
これらの方法はMC@@に溶剤を使用するものであるが
、いずれもピッチ1重量部に対して10重量部以上の溶
剤を使用するので処理量が増加すること、溶剤の回収や
精製等の二次的な処理が必要となること等により、製造
コストが高くなるという欠点を有していた。
MC単離に溶剤を使用しない方法として、特開昭57−
200213号公報では重質油を400〜500℃に加
熱しメソフェーズ球体を含有するピッチを得た後、25
0〜400℃で、乱流を付与することによりメンフェー
ズ小球体を凝集させ、母相ピッチより分離する方法を提
案している。この方法は、炭素成型体を最終製品として
ねらっているため、必ずしも小球体である必要はないこ
とに着目し、メソフェ・−ズ小球体の合体したバルク状
メソフェーズを製造するものであり、MCの製造法とし
ては不適当である。さらには、得られた凝集物は、未だ
に20〜70%程度の母相ピッチを含有しているので、
MCの単離法としては不適当である。
[発明の目的]
本発明は上記のεとからに鑑み、研究開発されたもので
あり、本発明の目的とするところは、溶剤を使用せず、
したがって溶剤使用に伴う諸問題を排除することができ
、また、加熱下での遠心分離という極めて簡単な操作に
よってメンカーボンマイクロビーズを高純度で母相ピッ
チから分離することができるという、メンカーボンマイ
クロビーズの製造法の提供にある。
[発明の概要]
上記目的達成のための本発明の要旨は、重質油類または
ピッチ類を350〜5oo℃の温度で加熱処理して、生
成したメンフェーズ小球体を包含するメソフェーズピッ
チを200〜350”Cの温度の条件下で遠心分離する
ことによって、該メソフェーズ小球体を母相から分離す
ることを特徴とするメンカーボンマイクロビーズの製造
法である。
メソフェーズ小球体を母相より分離するのが困難なのは
、(1)母相ピッチの粘度が高い、(2)メソフェーズ
小球体と母相ピッチの比重差が小さいためである。した
がって、加熱によって母相ピッチの粘度を下げ、遠心分
離することによって、比重差の小さいメンフェーズ小球
体と母相ピッチとを分離できるのではないかという知見
を得、本発明に至ったものであり、従来の溶剤分離法に
替えて、メソフェーズ小球体を含むメソフェーズピッチ
を200〜350℃に加熱することによって粘度を下げ
、遠心分離することによって比重差の小さいメンフェー
ズ小球体を母相ピッチから分離するものである。[Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for producing mesocarbon microbeads from heavy oils or pitches. [Technical background of the invention and its problems] Mesocarbon microbeads (hereinafter abbreviated as MC) are generated during the process of liquid-phase carbonization of coal tar, heavy petroleum oil, or pitch. Optically anisotropic liquid crystal spherules (menphase spherules) with a diameter of several gm to several hundred 1 Lm are
It is the name of something isolated from the optically isotropic pitch of the parent phase. In recent years, due to the demand for advanced use of coal-based or petroleum-based heavy oil or pitch, this MC has developed into high-density carbon materials, conductive composite materials, carbon for electrical resistance, toner for electrophotography,
It is a substance that is expected to be used in a wide range of fields as a raw material for high-performance carbon materials such as carbon fibers, carbon sheets, activated carbon beads, and carbon molecular sieves. In order to isolate such MC, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-967
In Publication No. 10, a mixture of mesophase pitch containing mesophase spherules obtained by heat-treating heavy oil and a solvent that dissolves only the parent phase is passed through a hydrocyclone to produce light liquid, medium liquid, A method is disclosed in which MC is separated by separating into a heavy liquid and then removing the solvent in the heavy liquid, and in JP-A-56-125210, pitches are heat treated to generate mencarbon spherules. JP-A-57-78487 discloses a method in which the small spheres are separated from the pitch matrix by a static separation method using a separation aid consisting of an aromatic solvent and a fatty solvent. The primary heat-treated pitch containing the generated mesophase spherules is cooled below its softening point, and then subjected to secondary heat treatment to separate the mesophase spherules precipitated in the secondary heat treatment. We have proposed a method for recovering the assembled mesophase spherules by solvent extraction. These methods use a solvent for MC@@, but since all of them use 10 parts by weight or more of solvent per 1 part by weight of pitch, the amount of processing increases, and it takes time to recover and purify the solvent. This method has the drawback of increasing manufacturing costs due to the need for secondary processing. As a method that does not use a solvent for MC isolation, JP-A-57-
In Publication No. 200213, after heating heavy oil to 400 to 500°C to obtain a pitch containing mesophase spheres,
We have proposed a method of agglomerating menphase spherules by applying turbulent flow at 0 to 400°C and separating them from the matrix pitch. This method focuses on the fact that the final product is a carbon molded body, so it does not necessarily have to be a small sphere, and produces a bulk mesophase that is a combination of mesophase small spheres. This is inappropriate as a manufacturing method. Furthermore, since the obtained aggregate still contains about 20 to 70% matrix pitch,
It is unsuitable as a method for isolating MC. [Object of the Invention] The present invention has been researched and developed in view of the above-mentioned ε.
Therefore, various problems associated with the use of solvents can be eliminated, and mencarbon microbeads can be separated from the matrix pitch with high purity by an extremely simple operation of centrifugation under heating. The goal is to provide a method for manufacturing beads. [Summary of the Invention] The gist of the present invention for achieving the above object is to heat-treat heavy oils or pitches at a temperature of 350 to 50°C to produce mesophase pitch containing menphase spherules at 200 °C. This is a method for producing mencarbon microbeads, characterized in that the mesophase spherules are separated from the parent phase by centrifugation at a temperature of ~350"C. The mesophase spherules are separated from the parent phase. This is difficult because (1) the viscosity of the matrix pitch is high, and (2) the difference in specific gravity between the mesophase spherules and the matrix pitch is small. Therefore, the viscosity of the matrix pitch is lowered by heating and centrifugation is performed. This led to the discovery that the mesophase spherules and the matrix pitch, which have a small difference in specific gravity, could be separated by this method, and this led to the present invention. The viscosity is lowered by heating the mesophase pitch contained therein to 200 to 350°C, and the mesophase spherules, which have a small difference in specific gravity, are separated from the parent phase pitch by centrifugation.
本発明をさらに詳述する。
本発明で用いる重質油またはピッチ類としては、コール
タール、石油系重質油等の重質油類あるいはコールター
ルピッチ、石油系ピッチ等のピッチ類である。
これらの重質油類またはピッチ類を300〜500℃の
温度で加熱すると数分〜5時間程度で数μm〜数百gm
のメソフェーズ小球体が数マof%〜40マo1%生成
する。350℃未満の温度ではメソフェーズの生成速度
は遅くほとんどメン7エーズは生成しない、また、50
0’Cを超える温度では急速な重縮合反応が起こり、コ
ークス状バルクメソフェーズやコークス状炭化物が生じ
る。したがって熱処理温度は350〜500℃の範囲が
適している。
以上のように加熱処理することによって、光学的等方性
の母相ピッチの中にメソフェーズ小球体が分散した状態
のメンフェーズピッチが得られる。
さらに、このメソフェーズピッチを200〜350℃の
温度に加熱しながら遠心分離を行う、この200〜35
0℃という温度は、従来の溶剤分離法に基づいて母相ピ
ッチとメソフェーズ小球体とを分別採取し、それぞれの
比重および母相ピッチの粘度一温度の関係を測定し、ス
トークスの法則から導き出される(1)式に従って算出
した沈降速度から工業的な遠心分離に適した沈降速度と
なる加熱温度を選定したものである。
ここでvg:メソフェーズ小球体の沈降速度[C層/5
ecl
Δρ:メソフェーズ小球体と母相ピッチの比重差 E
g/ crn’1
d:メソフェーズ小球体の゛最小粒径
[Cl3
g:重力加速度 980 [g/sec ]川用粘度
[c、p、]
第1図にあるコールタールピッチをいずれも400℃で
5分、20分、40分およ680分加熱処理したものの
メソフェーズ小球体のある温度下での沈降速度と加熱温
度との開襟を示す。第1図より明らかなように、加熱処
理時間が長くなるにつれてメンフェーズ小球体の沈降速
度が遅くなっている。破線aは工業的遠心分離機の適用
可能範囲の下限値である。400℃で5分加熱処理した
ものは、約5マof%のメソフェーズ小球体を含有し、
工業的遠心分離機の適用可能温度は200℃以上であり
、400℃80分加熱処理したものは、約30マof%
のメンフェーズ小球体を含有するにもかかわらず335
℃以上で工業的な遠心分離が可能となる。ところが一般
に350℃を超えると、新たなメンフェーズ小球体の発
生と、メンフェーズ小球体の合体が生じる。したがって
遠心分離のための加熱温度は200〜350℃が好まし
い。
得られた沈澱物は、未だ5〜lO%程度の母相ピッチを
含有しているので、必要に応じて洗浄してその純度を上
げることができるが、収率や溶剤使用量等の点で前述の
溶剤分離法とは根本的に異なるものである。
[実施例]
以下実施例について述べる。
不溶性固形物を除去したコールタールピッチ間1〜6を
真空度5 +smHgの減圧下430℃で15゜30.
45分間熱処理してメソフェーズピッチを得た。これら
のメソフェーズピッチを加熱下で10 X 10 G
++ seeの遠心分離効率で遠心分離し沈ε物を回収
した。偏光顕微鏡下で観察される面積比から測定したメ
ソフェーズピッチ中のメソフェーズ小球体の含有量(マ
O1%)、遠心分離の加熱温度、沈澱物中のメソフェー
ズ小球体含有量(マ01%)および粒度範囲を第1表に
示す。
第 1 表
t:
し
1′
1−・
−
1・
第1表から明らかなように、NOlは遠心分離温度が1
50℃(<200℃)で、沈澱物中のメソフェーズ小球
体の含有量が48マO1%と低く分離が不充分であった
。また、!’&)6は遠心分離温度が40θ℃(>35
0℃)で、粒径範囲が5〜1300pmとなり、メソフ
ェーズ小球体の合体が生じていた。
No2 、3 、4 、5は遠心分離温度が200〜3
50℃で、沈澱物中のメソフェーズ小球体含有率が90
%以上と高く、粒径範囲も5〜60ILmであった。
さらにNb2および4の沈澱物を2 t/cゴの圧力で
成形後Arガス中で2800℃まで昇温し、焼成した。
この黒鉛化成形品はいずれも割れ、ふくれ等の変形は認
められず、かさ密度は、それぞれ1.98,2.00で
品質の良いものであった。
[発明の効果]
以上のように本発明は、溶剤を全く使用せず、したがっ
て、溶剤使用に伴う諸間勝を排除することができ、また
加熱下での遠心分離という極めて簡単な操−作によって
高純度なメソカーボンマイクロビーズが高回収率で製造
できる工業的に有効な方法である。The invention will now be described in further detail. The heavy oils or pitches used in the present invention include heavy oils such as coal tar and petroleum-based heavy oils, and pitches such as coal tar pitch and petroleum-based pitch. When these heavy oils or pitches are heated at a temperature of 300 to 500 degrees Celsius, they can be heated to several micrometers to several hundred grams in a few minutes to 5 hours.
Mesophase spherules of several to 40 mao1% are produced. At temperatures below 350°C, the mesophase formation rate is slow and almost no mesophase is formed;
At temperatures above 0'C, rapid polycondensation reactions occur, resulting in coke-like bulk mesophase and coke-like char. Therefore, a heat treatment temperature range of 350 to 500°C is suitable. By performing the heat treatment as described above, a menphase pitch in which mesophase spherules are dispersed in an optically isotropic matrix pitch can be obtained. Furthermore, centrifugation is performed while heating this mesophase pitch to a temperature of 200 to 350°C.
The temperature of 0°C is derived from Stokes' law by separately collecting the matrix pitch and mesophase spherules based on the conventional solvent separation method, measuring the specific gravity of each and the relationship between the viscosity and temperature of the matrix pitch. From the sedimentation rate calculated according to equation (1), the heating temperature that would give a sedimentation rate suitable for industrial centrifugation was selected. Here, vg: Sedimentation velocity of mesophase spherules [C layer/5
ecl Δρ: Specific gravity difference between mesophase spherules and matrix pitch E
g/ crn'1 d: Minimum particle size of mesophase spherules [Cl3 g: Gravitational acceleration 980 [g/sec] River viscosity
[c, p,] Sedimentation rate and heating temperature of mesophase spherules at a certain temperature for each of the coal tar pitches shown in Figure 1 that were heat-treated at 400°C for 5 minutes, 20 minutes, 40 minutes, and 680 minutes. Showing an open collar. As is clear from FIG. 1, as the heat treatment time becomes longer, the sedimentation rate of the menphase spherules becomes slower. The broken line a is the lower limit of the applicable range of industrial centrifuges. The one heated at 400°C for 5 minutes contains about 5% of mesophase spherules,
The applicable temperature of industrial centrifugal separators is 200°C or higher, and those heated at 400°C for 80 minutes produce approximately 30%
335 despite containing menphasic spherules of
Industrial centrifugation becomes possible at temperatures above ℃. However, when the temperature exceeds 350° C., new menphase microspheres are generated and the menphase microspheres coalesce. Therefore, the heating temperature for centrifugation is preferably 200 to 350°C. The obtained precipitate still contains about 5 to 10% of matrix pitch, so it can be washed to increase its purity if necessary, but this is difficult in terms of yield and amount of solvent used. This is fundamentally different from the solvent separation methods described above. [Example] Examples will be described below. Coal tar pitches 1 to 6 from which insoluble solids have been removed are heated at 430°C for 15°30°C under a reduced pressure of 5+smHg.
Mesophase pitch was obtained by heat treatment for 45 minutes. These mesophase pitches were heated to 10 x 10 G
The precipitate was collected by centrifugation at a centrifugal efficiency of ++see. Content of mesophase spherules in mesophase pitch (MaO 1%), centrifugation heating temperature, mesophase spherule content in precipitate (Ma 01%), and particle size measured from area ratio observed under a polarizing microscope. The range is shown in Table 1. Table 1 t: 1′ 1−・ − 1・ As is clear from Table 1, NOl has a temperature of
At 50°C (<200°C), the content of mesophase spherules in the precipitate was as low as 48 MaO1%, and separation was insufficient. Also,! '&) 6 has a centrifugation temperature of 40θ℃ (>35
(0°C), the particle size ranged from 5 to 1300 pm, and coalescence of mesophase spherules occurred. No. 2, 3, 4, and 5 have a centrifugation temperature of 200-3
At 50°C, the content of mesophase spherules in the precipitate was 90
% or more, and the particle size range was 5 to 60 ILm. Furthermore, the precipitates of Nb2 and 4 were molded at a pressure of 2 t/c, heated to 2800° C. in Ar gas, and fired. None of the graphitized molded products showed any deformation such as cracking or blistering, and their bulk densities were 1.98 and 2.00, respectively, and were of good quality. [Effects of the Invention] As described above, the present invention does not use any solvent at all, and therefore can eliminate the problems associated with the use of solvents, and can be performed using an extremely simple operation of centrifugation under heating. This is an industrially effective method that can produce highly pure mesocarbon microbeads with a high recovery rate.
第1図は、コTルタールピッチを400℃で5分、20
分、40分および80分加熱処理したもののメソフェー
ズ小球体の沈降速度と加熱温度との関係図である。
a・・工業的遠心分離機の適用可能範囲の下限値特許出
願人 住友金属工業株式会社
代理人弁理士 永 井 義 久
第1図
加*L@ (’0Figure 1 shows Kotaltar pitch heated to 400°C for 5 minutes and 20 minutes.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the sedimentation rate and heating temperature of mesophase spherules heated for 1, 40 minutes, and 80 minutes. a. Lower limit of the applicable range of industrial centrifuges Patent applicant Yoshihisa Nagai, Patent attorney representing Sumitomo Metal Industries, Ltd. Figure 1 Addition *L@ ('0
Claims (1)
度で加熱処理して、生成したメソフェーズ小球体を包含
するメソフェーズピッチを200〜350℃の温度の条
件下で遠心分離することによって、該メソフェーズ小球
体を母相から分離することを特徴とするメンカーボンマ
イクロビーズの製造法。(1) By heating heavy oils or pitches at a temperature of 350 to 500°C and centrifuging the mesophase pitch containing the generated mesophase spherules at a temperature of 200 to 350°C, A method for producing mencarbon microbeads, which comprises separating the mesophase spherules from a parent phase.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59110046A JPS60255604A (en) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | Preparation of mesocarbon microbead |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59110046A JPS60255604A (en) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | Preparation of mesocarbon microbead |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60255604A true JPS60255604A (en) | 1985-12-17 |
Family
ID=14525731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59110046A Pending JPS60255604A (en) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | Preparation of mesocarbon microbead |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60255604A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6429493A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Nippon Carbon Co Ltd | Carbonaceous microbead and production thereof |
JPS6481890A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Nippon Carbon Co Ltd | Porous carbonaceous spherule and production thereof |
EP0366796A1 (en) * | 1987-11-20 | 1990-05-09 | Osaka Gas Co., Ltd | Activated carbon and process for its production |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP59110046A patent/JPS60255604A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6429493A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Nippon Carbon Co Ltd | Carbonaceous microbead and production thereof |
JPS6481890A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Nippon Carbon Co Ltd | Porous carbonaceous spherule and production thereof |
EP0366796A1 (en) * | 1987-11-20 | 1990-05-09 | Osaka Gas Co., Ltd | Activated carbon and process for its production |
US5143889A (en) * | 1987-11-20 | 1992-09-01 | Osaka Gas Company Limited | Active carbon and processes for preparation of same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2159267C2 (en) | Solvated mesophase resins, method of preparing resin, recovery thereof and molding products therefrom | |
US4381990A (en) | Process for producing mesocarbon microbeads of uniform particle-size distribution | |
JPS635433B2 (en) | ||
JPS58185612A (en) | Mesophase pitch with ellipsoidal molecule and manufacture | |
JPH0354997B2 (en) | ||
US4640761A (en) | Process for preparing pitch | |
US2549298A (en) | Manufacture of activated carbon | |
JPH0233679B2 (en) | ||
DK155677B (en) | CONTINUOUS PROCEDURE FOR INDUSTRIAL MANUFACTURING MESOCARBON MICROPERLES | |
JPS60255604A (en) | Preparation of mesocarbon microbead | |
JPH0149316B2 (en) | ||
JPH0127968B2 (en) | ||
JPS6034599B2 (en) | Manufacturing method of binder pitch for carbon materials | |
JPS5822070B2 (en) | Method for refining coal-based heavy oil | |
JPS58181711A (en) | Manufacture of mesocarbon microbead | |
EP0585193A1 (en) | Method for the industrial manufacture of carbon-containing mesophase microspheres and derived carbon objects | |
PL96887B1 (en) | METHOD OF FLOWING COAL | |
JPH01247487A (en) | Production of mesophase pitch | |
JPH0362753B2 (en) | ||
JPH0356600B2 (en) | ||
JPH0776342B2 (en) | Method for producing carbonaceous microspheres | |
JPH0320431B2 (en) | ||
JPS61233080A (en) | Porous bulk mesophase and production thereof | |
JPS61222913A (en) | Production of mesocarbon microbead free from attached ingredient on surface | |
JP2000230178A (en) | Production of mesophase microbeads |