JPS6172094A - 炭素材用ピツチの製法 - Google Patents
炭素材用ピツチの製法Info
- Publication number
- JPS6172094A JPS6172094A JP59192603A JP19260384A JPS6172094A JP S6172094 A JPS6172094 A JP S6172094A JP 59192603 A JP59192603 A JP 59192603A JP 19260384 A JP19260384 A JP 19260384A JP S6172094 A JPS6172094 A JP S6172094A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pitch
- heavy oil
- heat treatment
- oil
- carbon material
- 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.)
- Granted
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- Inorganic Fibers (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (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法に関し、詳しくは得られ
る炭素繊維の機械的強度が良好である炭素材用ピッチの
製法に関する。
る炭素繊維の機械的強度が良好である炭素材用ピッチの
製法に関する。
従来、炭素繊維は、ポリアクリロニトリルから得られる
繊維を焼成することによって製造されてきた。しかしな
がら、これは原料が高価であり、また焼成時の炭化収率
が低いという問題があった。
繊維を焼成することによって製造されてきた。しかしな
がら、これは原料が高価であり、また焼成時の炭化収率
が低いという問題があった。
そのため、近年は石油ピッチや石炭ピッチを原料とする
製法が数多（提案されている。
製法が数多（提案されている。
しかし、従来提案されている方法によって得られる炭素
繊維の機械的強度は充分に高いものではなかった。
繊維の機械的強度は充分に高いものではなかった。
そこで、本発明者らは、機械的強度の充分に高い炭素繊
維を開発すべく検討した結果、炭素材用ピッチに含まれ
る硫黄分が炭素繊維の機械的強度に大きな影響を与える
ことを究明し、硫黄分の量を低減させることにより、目
的が達成されることを見い出した。本発明はこの知見に
基づいて完成されたのである。
維を開発すべく検討した結果、炭素材用ピッチに含まれ
る硫黄分が炭素繊維の機械的強度に大きな影響を与える
ことを究明し、硫黄分の量を低減させることにより、目
的が達成されることを見い出した。本発明はこの知見に
基づいて完成されたのである。
すなわち本発明は、沸点２５０℃以上の重質油を脱硫処
理して得た硫黄含有量０．２重量％以下の重質油を熱処
理することを特徴とする硫黄含有量０．２重量％以下の
炭素材用ピッチの製法を提供するものである。
理して得た硫黄含有量０．２重量％以下の重質油を熱処
理することを特徴とする硫黄含有量０．２重量％以下の
炭素材用ピッチの製法を提供するものである。
本発明の原料油である沸点２５０°Ｃ以上、好ましくは
４００℃以上の重質油としては種々のものが広く用いら
れる。通常は、原油１石炭などから得られる非点２５０
℃以上のＭ質油、タールなどを使用することができる。
４００℃以上の重質油としては種々のものが広く用いら
れる。通常は、原油１石炭などから得られる非点２５０
℃以上のＭ質油、タールなどを使用することができる。
特に石油の流動接触分解残油などが好適である。これら
の重質油は通常硫黄分を１〜５％程度含有している。
の重質油は通常硫黄分を１〜５％程度含有している。
本発明では、まず上記の如き重質油を脱硫処理して硫黄
含有量を０．２重量え以下の重質油とする。
含有量を０．２重量え以下の重質油とする。
脱硫処理は通常行なわれている方法によれば良く、特に
制限はない、１例えばコバルト−モリブデン酸化物を用
いて水素の存在下に３００〜４００℃の温度で処理する
ことにより行なわれる。脱硫処理後、触媒を除去する。
制限はない、１例えばコバルト−モリブデン酸化物を用
いて水素の存在下に３００〜４００℃の温度で処理する
ことにより行なわれる。脱硫処理後、触媒を除去する。
次いで、この重質油に熱処理を行ないメソ相ピッチとす
る。熱処理を行なうに先立って、重質油中に軽質油分、
特忙沸点４００℃以下の軽質油分が含まれて（・る場合
には、減圧蒸留を行なって留去することが望ましい。
る。熱処理を行なうに先立って、重質油中に軽質油分、
特忙沸点４００℃以下の軽質油分が含まれて（・る場合
には、減圧蒸留を行なって留去することが望ましい。
熱処理の条件については特に制限はなく、１段法、２段
法などにて適宜行なえば良い。特に２段熱処理法により
行なうことが好適である。２段熱処理す次の如（行なわ
れる。
法などにて適宜行なえば良い。特に２段熱処理法により
行なうことが好適である。２段熱処理す次の如（行なわ
れる。
まず、上記で得た重質油（て第１段熱処理を行なう。こ
の第１段熱処理は温度４００〜４６０°Ｃ９圧力５〜５
０−ｇ、好ましくは温度４１０〜４５０℃、圧力１０〜
５〇−籠の条件で行なわれる。なお、熱処理時間は通常
０．１〜２０時間、好ましくは０．２〜１０時間である
。ここで第１段熱処理の温度が４００℃未満であると、
反応が遅く熱処理に長時間を要し、一方４６０℃を超え
ると、揮発分の除去量が多くなり収率が低下し、コーキ
ングが発生するので好ましくない。また、第１段熱処理
の圧力が５ ｍｄ１ｇ未満であると、揮発分の除去量が
多くなり収率が低下し、５０ ｍＥｇを超えると、軽質
分の除去が不十分となり、分子量分布が広くなるので好
ましくない。
の第１段熱処理は温度４００〜４６０°Ｃ９圧力５〜５
０−ｇ、好ましくは温度４１０〜４５０℃、圧力１０〜
５〇−籠の条件で行なわれる。なお、熱処理時間は通常
０．１〜２０時間、好ましくは０．２〜１０時間である
。ここで第１段熱処理の温度が４００℃未満であると、
反応が遅く熱処理に長時間を要し、一方４６０℃を超え
ると、揮発分の除去量が多くなり収率が低下し、コーキ
ングが発生するので好ましくない。また、第１段熱処理
の圧力が５ ｍｄ１ｇ未満であると、揮発分の除去量が
多くなり収率が低下し、５０ ｍＥｇを超えると、軽質
分の除去が不十分となり、分子量分布が広くなるので好
ましくない。
第１段熱処理工程においてメソ相ピッチを多量に生成さ
せた場合、比重差分離等によりメソ相ピッチを除去した
方がよい。また、メソ相ピッチを生成させない場合は重
質油１′−そのまま次の第２段熱処理を適用してもよ〜
・。
せた場合、比重差分離等によりメソ相ピッチを除去した
方がよい。また、メソ相ピッチを生成させない場合は重
質油１′−そのまま次の第２段熱処理を適用してもよ〜
・。
このようにして得られた等方性ピッチを第２段熱処理す
る。この第２段熱処理は、等方性ピッチ或いは僅かにメ
ソ相ピッチを含む等方性ヒツチを第１段熱処理より厳し
い条件で行なうものであり、通常、温度４５０〜５００
℃、圧力０．１〜５ｉｌｊｌＨｇ１好ま１． ＜は温度
４６０〜５００℃、圧力０．５〜３欝ｙＥＦｆ、の条件
で０．２〜３０分間行なう。ここで第２段熱処理の温度
が４５０°Ｃ未満であると、軽質分の除去が困難となっ
て熱処理時間が長くなり、一方５００℃を超えると、収
率が低下し、コーキングが発生し反応速度の制御が困難
となるので好ましくない。また、第２段熱処理の圧力が
０．１＋ｍＨｇ未満であると、収率が低下し真空装置が
犬がかりなものとなり、５ ｐｗＨｇを超えると、軽質
分の除去が不十分となり、分子量分布が広くなるので好
ましくない。さらに、軟化点を上げるためには圧力を低
（するか、或いは処理時間を長くすればよい。
る。この第２段熱処理は、等方性ピッチ或いは僅かにメ
ソ相ピッチを含む等方性ヒツチを第１段熱処理より厳し
い条件で行なうものであり、通常、温度４５０〜５００
℃、圧力０．１〜５ｉｌｊｌＨｇ１好ま１． ＜は温度
４６０〜５００℃、圧力０．５〜３欝ｙＥＦｆ、の条件
で０．２〜３０分間行なう。ここで第２段熱処理の温度
が４５０°Ｃ未満であると、軽質分の除去が困難となっ
て熱処理時間が長くなり、一方５００℃を超えると、収
率が低下し、コーキングが発生し反応速度の制御が困難
となるので好ましくない。また、第２段熱処理の圧力が
０．１＋ｍＨｇ未満であると、収率が低下し真空装置が
犬がかりなものとなり、５ ｐｗＨｇを超えると、軽質
分の除去が不十分となり、分子量分布が広くなるので好
ましくない。さらに、軟化点を上げるためには圧力を低
（するか、或いは処理時間を長くすればよい。
このようにして炭素材用ピッチが得られる。この炭素材
用ピッチより製造される炭素ｍ維、フィルム、フィラメ
ント、ヤーンなどは、機械的強度、特に引張強度、引張
弾性率などに優れたものである。したがって、本発明の
炭素材用ピッチの製法は種々の炭紫材、炭素繊維、フィ
ルム、フィラメント、ヤーンなどの原料の製造に極めて
有用である。
用ピッチより製造される炭素ｍ維、フィルム、フィラメ
ント、ヤーンなどは、機械的強度、特に引張強度、引張
弾性率などに優れたものである。したがって、本発明の
炭素材用ピッチの製法は種々の炭紫材、炭素繊維、フィ
ルム、フィラメント、ヤーンなどの原料の製造に極めて
有用である。
次に、実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例１
重質軽油の流動接触分解残油（硫黄分１．２重量％）８
０ｇを内容積３００ｄのオートクレーブに入れ、脱硫触
媒としてコバルト−モリブデン酸化物のアルミナ担持触
媒２０ｇを加えて水素ガスを６０ｋｇ／ｃＷＬ２となる
ように導入し、反応温度３７０℃において１時間攪拌し
ながら反応を行なった。
０ｇを内容積３００ｄのオートクレーブに入れ、脱硫触
媒としてコバルト−モリブデン酸化物のアルミナ担持触
媒２０ｇを加えて水素ガスを６０ｋｇ／ｃＷＬ２となる
ように導入し、反応温度３７０℃において１時間攪拌し
ながら反応を行なった。
その結果、硫黄分０．１重量％の脱硫重質油を得た。
この脱硫重質油を濾過して触媒を除去し、次いで減圧蒸
留によって軽質油分を除去することにより軟化点１００
℃でトルエンに可溶な残渣油を得た。
留によって軽質油分を除去することにより軟化点１００
℃でトルエンに可溶な残渣油を得た。
得られた残渣油を第１段熱処理工程において、４２０℃
、１０ｒ累’Ｈｇの条件下にて１時間３０分熱処理を行
ない、続いて第２段熱処理工程において４６０℃、１１
ｇの条件下に２０分間熱処理した。
、１０ｒ累’Ｈｇの条件下にて１時間３０分熱処理を行
ない、続いて第２段熱処理工程において４６０℃、１１
ｇの条件下に２０分間熱処理した。
この結果、硫黄分が０．１重量％であり、軟化点３００
℃、光学的異方性相１００％の炭素材用ピッチを得た。
℃、光学的異方性相１００％の炭素材用ピッチを得た。
このピッチを糸径１０μの繊維に紡糸した後、空気中で
１０分間かげて２００℃から４００℃まで昇温すること
によって、不融化を行なった。次いで、１５００℃で１
０分間焼成することにより炭素櫓維を得た。得られた炭
素繊維は引張強度３００ ｋｇ／ｇ２．引張弾性率２８
ｔｏｎ／朋、”であり、機械的強度の大きなものであ
った。
１０分間かげて２００℃から４００℃まで昇温すること
によって、不融化を行なった。次いで、１５００℃で１
０分間焼成することにより炭素櫓維を得た。得られた炭
素繊維は引張強度３００ ｋｇ／ｇ２．引張弾性率２８
ｔｏｎ／朋、”であり、機械的強度の大きなものであ
った。
比較例１
重質軽油の流動接触分解残油（硫黄分１．２重量％）を
脱硫処理することなく、実施例１と同様の条件にて熱処
理を行なった。熱処理後、硫黄分０．８重量％、軟化点
３１０℃、光学的異方性相１００％の炭素材用ピッチを
得た。
脱硫処理することなく、実施例１と同様の条件にて熱処
理を行なった。熱処理後、硫黄分０．８重量％、軟化点
３１０℃、光学的異方性相１００％の炭素材用ピッチを
得た。
得られたピッチより実施例１と同様にして炭素繊維を得
た。得られた炭素ｍ、ｍは引張強度２５０に９／ｌｓ♂
、引張弾性率２５ ｔｏｎ／Ｉ＋ｊであった。
た。得られた炭素ｍ、ｍは引張強度２５０に９／ｌｓ♂
、引張弾性率２５ ｔｏｎ／Ｉ＋ｊであった。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）沸点２５０℃以上の重質油を脱硫処理して得た硫黄
含有量０．２重量％以下の重質油を熱処理することを特
徴とする硫黄含有量０．２重量％以下の炭素材用ピッチ
の製法。 ２）熱処理を、第１段においては温度４００〜４６０℃
、圧力５〜５０ｍｍＨｇにて行ない、第２段においては
温度４５０〜５００℃、圧力０．１〜５ｍｍＨｇにて行
なう特許請求の範囲第１項記載の製法。 ３）重質油が、石油の流動接触分解残油である特許請求
の範囲第１項記載の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192603A JPS6172094A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 炭素材用ピツチの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192603A JPS6172094A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 炭素材用ピツチの製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6172094A true JPS6172094A (ja) | 1986-04-14 |
| JPH0321590B2 JPH0321590B2 (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=16294006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59192603A Granted JPS6172094A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 炭素材用ピツチの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6172094A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4966701A (ja) * | 1972-10-30 | 1974-06-28 | ||
| JPS4972303A (ja) * | 1972-11-11 | 1974-07-12 | ||
| JPS4990720A (ja) * | 1972-12-30 | 1974-08-29 |
-
1984
- 1984-09-17 JP JP59192603A patent/JPS6172094A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4966701A (ja) * | 1972-10-30 | 1974-06-28 | ||
| JPS4972303A (ja) * | 1972-11-11 | 1974-07-12 | ||
| JPS4990720A (ja) * | 1972-12-30 | 1974-08-29 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0321590B2 (ja) | 1991-03-25 |
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