JPS62112689A - 炭素材料用原料の製造方法 - Google Patents
炭素材料用原料の製造方法Info
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- JPS62112689A JPS62112689A JP25265785A JP25265785A JPS62112689A JP S62112689 A JPS62112689 A JP S62112689A JP 25265785 A JP25265785 A JP 25265785A JP 25265785 A JP25265785 A JP 25265785A JP S62112689 A JPS62112689 A JP S62112689A
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、炭素材料用原料の製造方法に関し、特に高性
能炭素繊維の他、電気化学用、冶金用、機械用炭素材料
を製造するための原料(前駆物質:ブリカーサ−ピッチ
)の製造方法についての提案である。
能炭素繊維の他、電気化学用、冶金用、機械用炭素材料
を製造するための原料(前駆物質:ブリカーサ−ピッチ
)の製造方法についての提案である。
(従来の技術)
炭素繊維を!il造する一般的な方法としては、ポリア
クリロニトリル(PAN)など合成maを原料とする方
法、石油ピッチやタールピッチ等を原料として製造する
方法が知られている。これらのうち前者の方法は、原料
!l維の価格が高いということの他に、炭化収率が低い
ということが欠点である。
クリロニトリル(PAN)など合成maを原料とする方
法、石油ピッチやタールピッチ等を原料として製造する
方法が知られている。これらのうち前者の方法は、原料
!l維の価格が高いということの他に、炭化収率が低い
ということが欠点である。
一方、後者の方法に関しては、高性能炭素w4雑を製造
しようとする場合には、いわゆる光学的異方性ピッチで
あるメソフェーズピッチを原料としなければならない。
しようとする場合には、いわゆる光学的異方性ピッチで
あるメソフェーズピッチを原料としなければならない。
しかしながら、石油ピッチの場合を例にとると物理化学
的な種々の特殊処理(触媒を用いての水素化処理やある
特定の成分だけを取り出して出発原料とする)が不可欠
であり、これには多大の労力と時間とがかかる。またコ
ールタールピッチの場合では、高温乾留を経ているので
、低分子量成分を多く含み、不融化性や炭化黒鉛化性が
悪く、高性能炭素繊維の製造に適しないという欠点があ
る。
的な種々の特殊処理(触媒を用いての水素化処理やある
特定の成分だけを取り出して出発原料とする)が不可欠
であり、これには多大の労力と時間とがかかる。またコ
ールタールピッチの場合では、高温乾留を経ているので
、低分子量成分を多く含み、不融化性や炭化黒鉛化性が
悪く、高性能炭素繊維の製造に適しないという欠点があ
る。
要するに、従来の原料ピッチは、光学的等方性ピッチを
用いた汎用グレードの炭素繊維にのみ適していたのであ
る。ただ、この等方性ピッチは、不活性ガス雰囲気中の
適当な温度(350〜500℃)に加熱することにより
、光学的に異方性相を生成。
用いた汎用グレードの炭素繊維にのみ適していたのであ
る。ただ、この等方性ピッチは、不活性ガス雰囲気中の
適当な温度(350〜500℃)に加熱することにより
、光学的に異方性相を生成。
成長させることができ、その結果バルクメソフェーズピ
ッチ(等方性組織が分散状態であるメソフェーズピッチ
)となる。このバルクメソフェーズピッチを原料とすれ
ば、高強度・高弾性の高性能炭素繊維を製造することが
できる(特開昭54−55625)。しかし、メソフェ
ーズビツチは、等方性ピッチに比べると、粘度がはるか
に大きく、紡糸に困難を伴う。特に長繊維である高性能
炭素繊維を得るには、溶融紡糸工程が重要であり、その
ために紡糸性に優れたメソフェーズピッチを準備しなけ
ればならない。
ッチ(等方性組織が分散状態であるメソフェーズピッチ
)となる。このバルクメソフェーズピッチを原料とすれ
ば、高強度・高弾性の高性能炭素繊維を製造することが
できる(特開昭54−55625)。しかし、メソフェ
ーズビツチは、等方性ピッチに比べると、粘度がはるか
に大きく、紡糸に困難を伴う。特に長繊維である高性能
炭素繊維を得るには、溶融紡糸工程が重要であり、その
ために紡糸性に優れたメソフェーズピッチを準備しなけ
ればならない。
(発明が解決しようとする問題点)
この点に関し、本発明者らは先に特願昭59=4481
7号他において、紡糸性に優れた光学的異方性組織の単
−相からなる低粘度のメソフェーズピッチの製造技術を
確立した。この先行提案の技術は、低粘度のメソフェー
ズピッチを得るために、原料のタールピッチをテトラリ
ン等の溶剤を用いて、水素化する方法であるが、水素化
という工程に多大のコストがかかるという問題点を残し
ていた。
7号他において、紡糸性に優れた光学的異方性組織の単
−相からなる低粘度のメソフェーズピッチの製造技術を
確立した。この先行提案の技術は、低粘度のメソフェー
ズピッチを得るために、原料のタールピッチをテトラリ
ン等の溶剤を用いて、水素化する方法であるが、水素化
という工程に多大のコストがかかるという問題点を残し
ていた。
要するに、紡糸性に優れたメソフェーズピッチというの
は、低粘度でしかも組織的にみて、系が均一であること
が必要である。そこで、本発明は、原料タールピッチを
水素化処理することなく、低粘度でしかも紡糸性に優れ
た炭素材料のIFJ造、とりわけ高性能炭素様N製造用
原料(プリカーサ−ピッチ)の製造法を提供することを
目的とする。
は、低粘度でしかも組織的にみて、系が均一であること
が必要である。そこで、本発明は、原料タールピッチを
水素化処理することなく、低粘度でしかも紡糸性に優れ
た炭素材料のIFJ造、とりわけ高性能炭素様N製造用
原料(プリカーサ−ピッチ)の製造法を提供することを
目的とする。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、上述した従来技術の抱える各種の問題点に対
し、その解決のために、 出発原料としてタールピッチを用い、このタールピッチ
に、溶剤として石炭系タールの軽油中油又は重油(以下
タール油という)を添加して、遠心分離、静置分離又は
濾過することにより、該タールピッチ中のフリー力ボン
を分離除去し、その後溶剤を蒸留してフリーカーボンを
含まない精製ピッチを得る工程、 この精製ピッチを減圧下または不活性ガスの雰囲気下に
おいて、400〜500℃の温度にて熱処理することに
より、キノリン不溶分が10〜40重最%でメソフェー
ズ小球体が50〜200μmの大きさを有するメソフェ
ーズピッチを得る工程、次いでこのメソフェーズピッチ
に上記の処理によって得られると同じ精製ピッチを10
〜30重量%添加し、その後0.1ボイス以下の粘度を
示すような温度に保持静置し、下層に沈降したメソフェ
ーズを分離させ、これを高性能炭素繊維ブリカーザーピ
ッチとする工程 とからなることを特徴とする炭素材料用原料の製造方法
を提案する。
し、その解決のために、 出発原料としてタールピッチを用い、このタールピッチ
に、溶剤として石炭系タールの軽油中油又は重油(以下
タール油という)を添加して、遠心分離、静置分離又は
濾過することにより、該タールピッチ中のフリー力ボン
を分離除去し、その後溶剤を蒸留してフリーカーボンを
含まない精製ピッチを得る工程、 この精製ピッチを減圧下または不活性ガスの雰囲気下に
おいて、400〜500℃の温度にて熱処理することに
より、キノリン不溶分が10〜40重最%でメソフェー
ズ小球体が50〜200μmの大きさを有するメソフェ
ーズピッチを得る工程、次いでこのメソフェーズピッチ
に上記の処理によって得られると同じ精製ピッチを10
〜30重量%添加し、その後0.1ボイス以下の粘度を
示すような温度に保持静置し、下層に沈降したメソフェ
ーズを分離させ、これを高性能炭素繊維ブリカーザーピ
ッチとする工程 とからなることを特徴とする炭素材料用原料の製造方法
を提案する。
(作 用)
本発明の特徴は、石炭系タールピッチのうち工業的規模
で、安価にかつ大量に容易に手に入る軟ピツチまたは中
ピツチを出発原料として、低コストで高性能炭素繊維プ
リカーサ−ピッチを製造する方法を提供するところにあ
る。
で、安価にかつ大量に容易に手に入る軟ピツチまたは中
ピツチを出発原料として、低コストで高性能炭素繊維プ
リカーサ−ピッチを製造する方法を提供するところにあ
る。
石炭を乾留してコークスを製造する際に副成物として発
生するコールタールは、通常固体粒子として直径1μm
以下の微粒子であるフリーカーボンを1〜10重量%含
有している。このフリーカーボンは炭素繊維製造用原料
(プリカーサ−ピッチ)としては、好ましくない成分で
ある。その理由は、該フリーカーボンは不溶不融の固体
粒子であるので、プリカーサ−ピッチの系の均質性を阻
害し、溶融紡糸時においてノズルを閉塞させたり、ti
#1の部となって連続紡糸を著しく妨げる要因になるも
のであった。また炭素繊維の引張強度を低下させる要因
ともなっていた。
生するコールタールは、通常固体粒子として直径1μm
以下の微粒子であるフリーカーボンを1〜10重量%含
有している。このフリーカーボンは炭素繊維製造用原料
(プリカーサ−ピッチ)としては、好ましくない成分で
ある。その理由は、該フリーカーボンは不溶不融の固体
粒子であるので、プリカーサ−ピッチの系の均質性を阻
害し、溶融紡糸時においてノズルを閉塞させたり、ti
#1の部となって連続紡糸を著しく妨げる要因になるも
のであった。また炭素繊維の引張強度を低下させる要因
ともなっていた。
本発明者らの知見によれば高性能炭素繊維を製造するた
めのプリカーサ−ピッチとしては、前記フリーカーボン
含有量は少なくとも0.01重量%以下に抑える必要が
あることが分った。本発明ではこのフリーカーボンを分
離除去する方法として、タールピッチに石炭系タール軽
油、タール中油。
めのプリカーサ−ピッチとしては、前記フリーカーボン
含有量は少なくとも0.01重量%以下に抑える必要が
あることが分った。本発明ではこのフリーカーボンを分
離除去する方法として、タールピッチに石炭系タール軽
油、タール中油。
あるいはタール重油等のタール油を添加し、系の粘度を
充分に下げて、遠心分離、静置分離、あるいは濾過を行
うことにより、フリーカーボンを固形分として分離除去
するのである。フリーカーボンを分離除去した後、溶剤
も蒸留させることにより除去すれば、フリーカーボンを
含まない精製された軟ピツチまたは中ピツチを得ること
ができる。
充分に下げて、遠心分離、静置分離、あるいは濾過を行
うことにより、フリーカーボンを固形分として分離除去
するのである。フリーカーボンを分離除去した後、溶剤
も蒸留させることにより除去すれば、フリーカーボンを
含まない精製された軟ピツチまたは中ピツチを得ること
ができる。
なお、本発明では出発原料として、石炭系のタールピッ
チを用いるが、石炭系のタールは、コークス炉において
1000〜1300℃という高温乾留での熱履歴を受け
ているために芳香族性に冨み、比較的低分子成分より構
成されていることが知られており、このコールタールを
蒸留して得られるタールピッチも同様に芳香族性に富み
かつ比較的低分子成分より構成されたものとなる。この
タールピッチを熱処理してメソフェーズピッチとした場
合、低分子成分がメソフェーズ中に残存しやすい。その
結果、キノリン不溶分で代表される高分子成分より成る
メソフェーズ成分と、低分子成分より成る非メソフェー
ズ成分の化学組成が共存することになるから均一なメソ
フェーズピッチが1qられにくい。
チを用いるが、石炭系のタールは、コークス炉において
1000〜1300℃という高温乾留での熱履歴を受け
ているために芳香族性に冨み、比較的低分子成分より構
成されていることが知られており、このコールタールを
蒸留して得られるタールピッチも同様に芳香族性に富み
かつ比較的低分子成分より構成されたものとなる。この
タールピッチを熱処理してメソフェーズピッチとした場
合、低分子成分がメソフェーズ中に残存しやすい。その
結果、キノリン不溶分で代表される高分子成分より成る
メソフェーズ成分と、低分子成分より成る非メソフェー
ズ成分の化学組成が共存することになるから均一なメソ
フェーズピッチが1qられにくい。
いわゆる炭素繊H製造に供するプリカーサ−ピッチに適
したメソフェーズピッチというのは、光学的異方性組織
の中に等方性組織が分散しているバルクメソフェーズピ
ッチか、全面的に光学的異方性組織の単−相より成るメ
ソフェーズピッチが好ましい。しかし、かようなメソフ
ェーズピッチを得るためには、キノリン不溶分をかなり
含有するメソフェーズピッチ(キノリン不溶分= 50
wt%以上)が必要となり、そのために系の粘度が著し
く高くなり紡糸に困難が伴うのである。
したメソフェーズピッチというのは、光学的異方性組織
の中に等方性組織が分散しているバルクメソフェーズピ
ッチか、全面的に光学的異方性組織の単−相より成るメ
ソフェーズピッチが好ましい。しかし、かようなメソフ
ェーズピッチを得るためには、キノリン不溶分をかなり
含有するメソフェーズピッチ(キノリン不溶分= 50
wt%以上)が必要となり、そのために系の粘度が著し
く高くなり紡糸に困難が伴うのである。
紡糸可能な低粘度のメソフェーズピッチというのは、キ
ノリン不溶分の含有量が少なくかつキノリン不溶分の分
子量の小さいものである。
ノリン不溶分の含有量が少なくかつキノリン不溶分の分
子量の小さいものである。
次に、上述のようにして得られたフリーカーボンを分離
除去した精製ピッチを熱処理すると、まず、光学的等方
性組織の中に、光学的異方性組織であるメソフェーズ小
球体が生成し、さらに熱処理を続けると、メソフェーズ
小球体が成長−合体し、柊いにはバルクメンフェーズピ
ッチとなり、最終的に全面異方性組織に変化する。
除去した精製ピッチを熱処理すると、まず、光学的等方
性組織の中に、光学的異方性組織であるメソフェーズ小
球体が生成し、さらに熱処理を続けると、メソフェーズ
小球体が成長−合体し、柊いにはバルクメンフェーズピ
ッチとなり、最終的に全面異方性組織に変化する。
かような熱処理過程の中で生成するメソフェーズ小球体
(=キノリン不溶分)の特性を調べた結果、メソフェー
ズ小球体の段階でのキノリン不溶分は平均分子量が小さ
く、芳香族性もそれ程大きくないことがわかった。しか
も、メソフェーズ小球体の径が小さければ小さい程、こ
のメソフェーズ小球体の平均分子量が小さく、芳香族性
も小さいことが分った。
(=キノリン不溶分)の特性を調べた結果、メソフェー
ズ小球体の段階でのキノリン不溶分は平均分子量が小さ
く、芳香族性もそれ程大きくないことがわかった。しか
も、メソフェーズ小球体の径が小さければ小さい程、こ
のメソフェーズ小球体の平均分子量が小さく、芳香族性
も小さいことが分った。
本発明は正にこのようなメソフェーズ小球体の特性を利
用して低粘度のメソフェーズピッチを製造する方法を開
発したのである。すなわち、本発明は、フリーカーボン
を分離除去した精製ピッチを減圧下または不活性ガスの
雰囲気下において、400〜500℃の温度にて熱処理
し、キノリン不溶分が10〜40重d%かつメソフェー
ズ小球体が50〜200μmの大きさを有するメソフェ
ーズピッチを得た後、 次いで、該メソフェーズピッチに、フリーカーボンを分
離除去した精製軟ピツチまたは精製中ピツチを10〜3
0重量%添加し、その後0.1ボイス以下の粘度を示す
ような温度にて5〜60m1n保持して静置し、比重の
大きいメソフェーズ小球体を下層に沈降させ、さらにメ
ソフェーズ小球体同志を同温度において成長−合体させ
、バルクメソフェーズピッチか、全面異方性ピッチとす
る。
用して低粘度のメソフェーズピッチを製造する方法を開
発したのである。すなわち、本発明は、フリーカーボン
を分離除去した精製ピッチを減圧下または不活性ガスの
雰囲気下において、400〜500℃の温度にて熱処理
し、キノリン不溶分が10〜40重d%かつメソフェー
ズ小球体が50〜200μmの大きさを有するメソフェ
ーズピッチを得た後、 次いで、該メソフェーズピッチに、フリーカーボンを分
離除去した精製軟ピツチまたは精製中ピツチを10〜3
0重量%添加し、その後0.1ボイス以下の粘度を示す
ような温度にて5〜60m1n保持して静置し、比重の
大きいメソフェーズ小球体を下層に沈降させ、さらにメ
ソフェーズ小球体同志を同温度において成長−合体させ
、バルクメソフェーズピッチか、全面異方性ピッチとす
る。
上記静置分離に供する試料としては、キノリン不溶分が
10〜40重伍%かつメソフェーズ小球体が50〜20
0μmの大きさを有するメソフェーズピッチ単独でも可
能であるが、系の粘度をできるだけ下げた方が、比重の
大きいメソフェーズが下層に容易にかつ短時間で沈降し
やりい。
10〜40重伍%かつメソフェーズ小球体が50〜20
0μmの大きさを有するメソフェーズピッチ単独でも可
能であるが、系の粘度をできるだけ下げた方が、比重の
大きいメソフェーズが下層に容易にかつ短時間で沈降し
やりい。
系の粘度を下げるためには、ピッチの温度を上げれば良
いが、あまり温度が高いと、ピッチの重合1発泡、変質
等の好ましくない現象が起りやすい。
いが、あまり温度が高いと、ピッチの重合1発泡、変質
等の好ましくない現象が起りやすい。
要するに本発明の次の特徴は、メソフェーズ小球体を含
むメソフェーズピッチを静置分離するにあたり軟ピツチ
または中ピツチである精製ピッチを添加することは系の
粘度を下げ、そしてピッチの変質の起こらない温度にお
いてメソフェーズを下層に沈降させることにある。
むメソフェーズピッチを静置分離するにあたり軟ピツチ
または中ピツチである精製ピッチを添加することは系の
粘度を下げ、そしてピッチの変質の起こらない温度にお
いてメソフェーズを下層に沈降させることにある。
静置分離を行う粘度としては、0.1ポイズ以下が良い
。0.1ボイスを越えると、粘度が高いために分離が充
分に起りにくい。
。0.1ボイスを越えると、粘度が高いために分離が充
分に起りにくい。
本発明において、メソフェーズピッチに添加する精製ピ
ッチとしては10〜30重量%が好ましく、10重量%
未満だと系の粘度を下げるだけの効果が認められず、3
0徂酊%を越えると@柊の炭素繊維用プリカーサ−ピッ
チの収率が著しく低下するので好ましくない。メソフェ
ーズピッチにこの精製ピッチを10〜30ffi ff
i%添加したピッチは、300〜350℃の温度におい
て、粘度が0.1ポイズ以下を示すような温度に保持す
る。この温度においては、ピッチの重合1発泡、変質等
の現象が起こらないからである。0.1ポイズ以下の粘
度に静置することにより、メソフェーズ小球体は容易に
かつ短時間で下層に沈降する。下層に沈降したメソフェ
ーズ小球体は芳香族性の増加及び分子量の増加を伴うこ
となく、成長−合体し、やがてバルクメソフェーズとな
る。
ッチとしては10〜30重量%が好ましく、10重量%
未満だと系の粘度を下げるだけの効果が認められず、3
0徂酊%を越えると@柊の炭素繊維用プリカーサ−ピッ
チの収率が著しく低下するので好ましくない。メソフェ
ーズピッチにこの精製ピッチを10〜30ffi ff
i%添加したピッチは、300〜350℃の温度におい
て、粘度が0.1ポイズ以下を示すような温度に保持す
る。この温度においては、ピッチの重合1発泡、変質等
の現象が起こらないからである。0.1ポイズ以下の粘
度に静置することにより、メソフェーズ小球体は容易に
かつ短時間で下層に沈降する。下層に沈降したメソフェ
ーズ小球体は芳香族性の増加及び分子量の増加を伴うこ
となく、成長−合体し、やがてバルクメソフェーズとな
る。
なお軟ピツチまたは中ピツチである精製ピッチに添加す
るメソフェーズピッチとしては、キノリン不溶分が10
〜40重措%かつメソフェーズ小球体が50〜200μ
mの大きさを有するメソフェーズピッチが望ましい。キ
ノリン不溶分が101旦%未満、又はメソフェーズ小球
体が50μm未満の大きさの場合、精製ピッチを添加後
、静置分離した場合に下層として(qられる高性能炭素
II M製造用プリカーサ−ピッチの収率が低くなるの
で好ましくない。
るメソフェーズピッチとしては、キノリン不溶分が10
〜40重措%かつメソフェーズ小球体が50〜200μ
mの大きさを有するメソフェーズピッチが望ましい。キ
ノリン不溶分が101旦%未満、又はメソフェーズ小球
体が50μm未満の大きさの場合、精製ピッチを添加後
、静置分離した場合に下層として(qられる高性能炭素
II M製造用プリカーサ−ピッチの収率が低くなるの
で好ましくない。
キノリン不溶分が40重間%を越えるか又はメソフェー
ズ小球体が200μmを越える大きさの場合、メソフェ
ーズ小球体の特性は芳香族性が大きく、かつ分子量も大
きいために、高性能炭素繊維用ブリカーナーピッチとし
て、不適である。以上のことがら静置分離に供するメソ
フェーズピッチは、キノリン不溶分が10〜40重量%
かつメソフェーズ小球体が50〜200μmの大きさを
有するものが望ましい。
ズ小球体が200μmを越える大きさの場合、メソフェ
ーズ小球体の特性は芳香族性が大きく、かつ分子量も大
きいために、高性能炭素繊維用ブリカーナーピッチとし
て、不適である。以上のことがら静置分離に供するメソ
フェーズピッチは、キノリン不溶分が10〜40重量%
かつメソフェーズ小球体が50〜200μmの大きさを
有するものが望ましい。
(実施例)
実施例−1
軟化点−73,2℃、ベンゼン不溶分= 13,8wt
%。
%。
キノリン不溶分= 3.6vt%の特性を有する石炭系
のタールピッチに、タール中油(沸点範囲180〜26
0℃)を5倍量(重量化〉加え、60℃の温度にて遠心
分離により原料ピッチ中のキノリン不溶分くフリーカー
ボン)を重液として分離除去した。
のタールピッチに、タール中油(沸点範囲180〜26
0℃)を5倍量(重量化〉加え、60℃の温度にて遠心
分離により原料ピッチ中のキノリン不溶分くフリーカー
ボン)を重液として分離除去した。
フリーカーボンを含まない軽液は蒸留により溶剤を除去
し、精製ピッチを得た。
し、精製ピッチを得た。
この精製ピッチの特性は、軟化点=72.3°C、ベン
ゼン不溶分= 11,2wt%、キノリン不溶分=トレ
ースの分析値を持つものであった。この精製ピッチをN
2ガス流通下において昇温速度3℃/minで460℃
で熱処理し、メソフェーズピッチを11だ。
ゼン不溶分= 11,2wt%、キノリン不溶分=トレ
ースの分析値を持つものであった。この精製ピッチをN
2ガス流通下において昇温速度3℃/minで460℃
で熱処理し、メソフェーズピッチを11だ。
このメソフェーズピッチはベンゼン不溶分= 80,3
wt%、キノリン不溶分−33,2wt%の分析値を持
つものであり、偏光顕微鏡観察によると、直径40〜1
80μmのメソフェーズ小球体が分散していて、メソフ
ェーズ小球体く光学的異方性組織)の占める割合は、6
0vo 1%であった。このメソフェーズピッチに先程
の軟化点=72.3℃の精製ピッチを20wt%添加し
、この混合されたピッチを円筒型の容器(直径24mm
φ×高さ320uun )に70g 1人し、340℃
において30分間静置した。この時340℃におけるピ
ッチ粘度は0,1ポイズであった。
wt%、キノリン不溶分−33,2wt%の分析値を持
つものであり、偏光顕微鏡観察によると、直径40〜1
80μmのメソフェーズ小球体が分散していて、メソフ
ェーズ小球体く光学的異方性組織)の占める割合は、6
0vo 1%であった。このメソフェーズピッチに先程
の軟化点=72.3℃の精製ピッチを20wt%添加し
、この混合されたピッチを円筒型の容器(直径24mm
φ×高さ320uun )に70g 1人し、340℃
において30分間静置した。この時340℃におけるピ
ッチ粘度は0,1ポイズであった。
室温にまで冷却した後、25wt%を下層として取り出
し、分析した結果、ベンゼン不溶分= 84.2wt%
、キノリン不溶分= 38.3wt%、偏光顕微鏡下に
観察すると、直径10〜20μmの光学的等方性相が異
方性組織の中に均一に分散しているバルクメソフェーズ
ピッチであり、360℃において300ポイズ、370
℃において100ポイズの粘度を有するものであった。
し、分析した結果、ベンゼン不溶分= 84.2wt%
、キノリン不溶分= 38.3wt%、偏光顕微鏡下に
観察すると、直径10〜20μmの光学的等方性相が異
方性組織の中に均一に分散しているバルクメソフェーズ
ピッチであり、360℃において300ポイズ、370
℃において100ポイズの粘度を有するものであった。
上記バルクメソフェーズピッチは、360℃の温度でN
2ガスの加圧下において溶融紡糸した結果、1時間以上
にわたって糸切れすることな(紡糸でき、しかも繊維径
は10〜11μmと非常に均一であった。この繊維を空
気中で350℃で30分間不融化処理後、A19100
0℃で炭化処理した。この炭素繊維はiIN径9〜10
μm、引張強度230kg/mm2゜弾性率11.2t
7mm2の特性を有するものであり、さらに2500
℃で黒鉛化処理すると、繊維径8〜9μm、引張強度2
80kg/nun2.弾性率50t/lW1の高性能炭
素繊維が得られた。
2ガスの加圧下において溶融紡糸した結果、1時間以上
にわたって糸切れすることな(紡糸でき、しかも繊維径
は10〜11μmと非常に均一であった。この繊維を空
気中で350℃で30分間不融化処理後、A19100
0℃で炭化処理した。この炭素繊維はiIN径9〜10
μm、引張強度230kg/mm2゜弾性率11.2t
7mm2の特性を有するものであり、さらに2500
℃で黒鉛化処理すると、繊維径8〜9μm、引張強度2
80kg/nun2.弾性率50t/lW1の高性能炭
素繊維が得られた。
実施例−2
軟化点= 88.3℃、ベンゼン不溶分= 28,9w
t%、キノリン不溶分= 9.2wt%の特性を有する
石炭系タールピッチに、タール重油(沸点範囲220℃
〜310℃)を4倍量〈重量圧)加え、70℃において
加圧濾過により原料ビッヂ中のキノリン不溶分を分離除
去した。濾液は蒸留により溶剤を除去し、フリーカーボ
ンを含有しない精製ピッチを得た。
t%、キノリン不溶分= 9.2wt%の特性を有する
石炭系タールピッチに、タール重油(沸点範囲220℃
〜310℃)を4倍量〈重量圧)加え、70℃において
加圧濾過により原料ビッヂ中のキノリン不溶分を分離除
去した。濾液は蒸留により溶剤を除去し、フリーカーボ
ンを含有しない精製ピッチを得た。
この精製ピッチの特性は、軟化点=79.2℃、ベンゼ
ン不溶分= 11,2wt%、キノリン不溶分=トレー
スの分析値を持つものであった。この精製ピッチを20
1111H(Jの減圧下において昇温速度5℃/min
で470℃で熱処理し、メソフェーズピッチを得た。こ
のメソフェーズピッチは、ベンゼン不溶分−78,2w
t%、キノリン不溶分−28,5wt%の分析値を持つ
ものであり、偏光顕微鏡下に観察すると、直径50〜2
00μmのメソフェーズ小球体が分散していて、メゾフ
ェーズ小球体(光学的異方性組織)の占める割合は、
65vo1%であった。このメソフェーズピッチに、先
程の軟化点= 79.2℃の精製ピッチを10wt%添
加し、これらの混合されたピッチを実施例−1で用いた
円筒型の容器に70g装入し、345℃におて20分間
静置した。この時345℃におけるピッチの粘度は0.
08ポイズであった。室温まで冷却した後、30W[%
を下層として取り出し、分析の結果ベンゼン不溶分=
82.6wt%、キノリン不溶分= 40,2wt%、
偏光顕微鏡下に観察すると直径10〜60μmの光学的
等方性相が異方性組織の中に均一に分散しているバルク
メソフェーズピッチであった。このバルクメソフェーズ
ピッチは350℃において350ポイズ、365℃にお
いて100ポイズの粘度を有するものであった。
ン不溶分= 11,2wt%、キノリン不溶分=トレー
スの分析値を持つものであった。この精製ピッチを20
1111H(Jの減圧下において昇温速度5℃/min
で470℃で熱処理し、メソフェーズピッチを得た。こ
のメソフェーズピッチは、ベンゼン不溶分−78,2w
t%、キノリン不溶分−28,5wt%の分析値を持つ
ものであり、偏光顕微鏡下に観察すると、直径50〜2
00μmのメソフェーズ小球体が分散していて、メゾフ
ェーズ小球体(光学的異方性組織)の占める割合は、
65vo1%であった。このメソフェーズピッチに、先
程の軟化点= 79.2℃の精製ピッチを10wt%添
加し、これらの混合されたピッチを実施例−1で用いた
円筒型の容器に70g装入し、345℃におて20分間
静置した。この時345℃におけるピッチの粘度は0.
08ポイズであった。室温まで冷却した後、30W[%
を下層として取り出し、分析の結果ベンゼン不溶分=
82.6wt%、キノリン不溶分= 40,2wt%、
偏光顕微鏡下に観察すると直径10〜60μmの光学的
等方性相が異方性組織の中に均一に分散しているバルク
メソフェーズピッチであった。このバルクメソフェーズ
ピッチは350℃において350ポイズ、365℃にお
いて100ポイズの粘度を有するものであった。
このバルクメソフェーズピッチを355℃の温度でN2
ガスの加圧下において溶融紡糸した結果、1時間以上に
わたって糸切れすることなく紡糸できしかも繊維径は1
1〜12μmと非常に均一であった。この繊維を空気中
で350℃で30分間不融化処理後、Ar中で1000
℃で炭化処理した。この炭素illは、繊維径10〜1
1μm、引張強度232kg/mm2.弾性率12.8
t 7mm2の特性を有するものであり、さらに250
0℃で黒鉛化処理すると、繊維径9〜10μm、引張強
度300kg/mm2.弾性率50t/mm2の高性能
炭素繊維が得られた。
ガスの加圧下において溶融紡糸した結果、1時間以上に
わたって糸切れすることなく紡糸できしかも繊維径は1
1〜12μmと非常に均一であった。この繊維を空気中
で350℃で30分間不融化処理後、Ar中で1000
℃で炭化処理した。この炭素illは、繊維径10〜1
1μm、引張強度232kg/mm2.弾性率12.8
t 7mm2の特性を有するものであり、さらに250
0℃で黒鉛化処理すると、繊維径9〜10μm、引張強
度300kg/mm2.弾性率50t/mm2の高性能
炭素繊維が得られた。
(発明の効果)
以上説明したように本発明によれば、低粘度で紡糸性に
優れた高性能な炭素繊維等炭素材料を支間に1!j造す
ることができる。
優れた高性能な炭素繊維等炭素材料を支間に1!j造す
ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、タールピッチにタール油を溶剤として添加し、該タ
ールピッチ中のフリーカーボンの分離除去ならびに溶剤
分別の処理をして精製ピッチを得、この精製ピッチを4
00〜500℃の温度にて熱処理することによりメソフ
ェーズピッチをつくり、次いでかかるメソフェーズピッ
チにフリーカーボンを除去した精製ピッチを10〜30
重量%添加し、その後0.1ポイズ以下の粘度を示す温
度に保持静置することにより下層にプリカーサーピッチ
を沈降させることを特徴とする炭素材料用原料の製造方
法。 2、精製ピッチの上記熱処理を減圧下で行うことを特徴
とする特許請求の範囲1に記載の製造方法。 3、精製ピッチの上記熱処理を不活性雰囲気で行うこと
を特徴とする特許請求の範囲1に記載の製造方法。 4、上記熱処理により得られるメソフェーズピッチは、
キノリン不溶分を10〜40重量%含み、50〜200
μmの大きさのメソフェーズ小球体であることを特徴と
する特許請求の範囲1に記載の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25265785A JPS62112689A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 炭素材料用原料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25265785A JPS62112689A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 炭素材料用原料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62112689A true JPS62112689A (ja) | 1987-05-23 |
Family
ID=17240405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25265785A Pending JPS62112689A (ja) | 1985-11-13 | 1985-11-13 | 炭素材料用原料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62112689A (ja) |
-
1985
- 1985-11-13 JP JP25265785A patent/JPS62112689A/ja active Pending
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