JPS63135487A - 炭素質微小球体の製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は各種炭素材料の原料となる炭素質微小球体の製
造方法に関する。

［従来の技術］ 炭素質微小球体は、高密度炭素材料等の構造材料又は吸
着材、触媒等の機能性材料の原料として非常に重要な位
置を占めている。そしてこの主な製造方法としては、コ
ールタールピッチなどの重質分に含まれる炭化水素を熱
分解し、生成するメソフェーズ小球体を遠心分離等によ
り分離する方法、スプレーなどにより成形する方法等が
ある。

しかしながらこれらの方法では、収率が低い、粒度の均
一なものが得られない等の欠点がある。例えば特開昭６
０−５１６１２号公報に開示されている方法は収率が２
％と低く、粒度も５〜７μ尻とばらついている。また特
開昭６１−８３２３９号公報にはピッチ微小中空体の製
造方法か開示されているが、粒度の分布はさらに広く、
平均の粒径もｌＩｎ１１と大きくなっている。またこの
方法では軟化点が２４０℃と低い。軟化点が低いと球状
に溶融成形するのが難しく、また不融化処理が極めて困
難で好ましくない。さらにポリジビニルベンゼンなどの
高分子物を高圧下で熱分解すると、高収率で数μｍの粒
径ををする等方性球体が得られることか報告されている
（「炭素材料工学」第４２〜第５０頁、稲垣道夫著、１
９８５年、日刊工業新聞社）。しかし高圧を用いるため
、安価に大量供給をすることは容易でない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、次に
掲げる事項を目的とする。１）ピッチ類から生成した微
小球体と母材との分離を容易にして収率を高める。

２）微小球体の粒度をそろえ、構造材料の原料として用
いる場合も分級操作の必要をなくする。

３）軟化点を高くし、等方性の微小球体を得やすくする
。

４）ポリマーから製造する場合も高圧下での熱分解の必
要をなくする。

５）安価に天童生産ができるようにする。

［問題点を解決するための手段］ 即ち本発明においては石油系又は石炭系ピッチと、一般
式Φ、−（−Ｘ−Φ２　　）ｎ　　Ｘ−Φ３で表される
化合物（Ｉ）を混合し、該混合物を熱処理して炭素質微
小球体を製造する。ここでΦ１、Φ２及びΦ３は芳香族
単位で、ベンゼン、ナフタレン、フェナントレン、アン
トラセン、ピレンなどを示すが、メチル、エチル、プロ
ピルなどの置換基ををしていてもよい。Ｘは−ＣＨ２−
ｌ−０−１−ＮＨ−１−８−又は−３ｏ２−を示す。

Ｘは互いに同じものでも異なるものでもよい。またｎ（
整数）はθ〜２０のものが使用可能であるが、熱処理中
でも液体であるものが望ましい。

得られる炭素質微小球体はコロイド状で、粒度がそろっ
ている（平均粒径５〜６μｍ）。このとき原料のピッチ
として、バルクメソフェーズを用いると、光学的に異方
性の微小球体と等方性の微小球体の両方が得られる。ま
たメソフェーズが存在しないピッチからは、等方性の球
体のみが得られる。本発明で用いられるピッチ類は石油
系、石炭系のいずれも使用可能であるが、メトラー軟化
点で８０〜３５０℃のものが望ましい。

本発明の方法はピッチに対し０．５〜１００倍量の化合
物（１）を混合し、不活性雰囲気下で、２００〜５００
℃、好ましくは２５０〜４５０℃で一定時間撹はんする
ことにより達成される。炭素質微小球体は反応液を原料
ピッチの軟化点以下に冷却することにより得られ、分離
は口過で容易に達成することができる。

本発明によって得られる微小球体は、軟化点が２５０°
Ｃ以上である。メソフェーズピッチから得られる異方性
の微小球体はメソカーボンマイクロビーズと類似してい
る。メソフェーズを含有しないピッチから得られる等方
性球体は今までに報告されていないが、メソカーボンマ
イクロビーズと同様に高密度炭素材、機能性材料としそ
利用できるほか、ガラス状炭素材料への利用も可能であ
る。

［実施例］ 実施例１ 窒素吸込み管、撹はん棒及び熱雷対を有する５００Ｉｌ
ｉの三ロフラスコに、メソフェーズを７０％生成するコ
ールタールピッチ１００９（２ｒａ＋程度に粉砕したも
の）、ｐ（ｐ−−メチルベンジル）下、撹はんしなから
３５’　０℃に上昇させ３０分間保持した。次いで１０
０℃まで冷却した後、口過し、残留物をトルエンで洗浄
し減圧乾燥した。得られた残留物は、原料のメソフェー
ズピッチに対して７０９６の収率であった。偏光顕微鏡
観察によると、粒度は５〜６μｍで光学的に異方性及び
等方性球体の混合物であった。なお両者の生成比はほぼ
１：１であり、その分離は反応液を静置することにより
容易に達成された。上澄み液からは等方性球体が、沈降
物からは異方性球体が得られた。

この球体は等方性球体であることが分る。

実施例２ 実施例１と同様の手順で、メソフェーズを５０９６生成
する軟化点２８０℃のコールタールピッチ１００９及び
ｐ、ｐ−−ジ（ｐ−メチルベンジル）った。収率２５９
６の異方性球体と収率３０％の等方性球体が得られた。

実施例３ 実施例１と同様の手順で軟化点２５０　’Ｃの等方性コ
ールタールピッチ１００ｇ及びＩ）（ｐ−−メチルベン
ジル）ジフェニルメタン３００ｇを仕込み、熱処理を行
った。軟化点３２５℃の等方性微小球体が、２２％の収
率で得られた。

［発明の効果］ 本発明によれば、従来ピッチの熱処理をコントロールし
たり、特殊な分離方法や機械成形を行って製造していた
炭素質微小球体が、ある特定の化合物を溶媒として用い
ることにより非常に容易に、しかも高収率で得られる。

本発明の化合物が作用する機構はわかっていないが、熱
的に安定でしかもメソフェーズを溶解しない構造を有す
るためと考えられる。またピッチを熱処理すると粘度が
増大するが、本発明の化合物を用いた溶液は粘度が低い
ため、反応が均一に進みやすく、分離も容易になる。

さらに炭素質微小球体は、従来製造方法が複雑であった
ために、各種炭素材原料として用いられにくかったが、
本発明により安価な大量供給が可能となるため、より広
範な用途に応用できる。

出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 手続補正書 １．事件の表示 特願昭６１−２８０６１６号 ２、発明の名称 炭素質微小球体の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 （４１２）日本鋼管株式会社 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号　ＵＢＥビル７、
補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。

（２）　　明細書第３頁第２０行の「化合物（１）を混
合し、」を［化合物（１）あるいはこれらの混合物を混
合し、」と訂正する。

（３）明細書第５頁第１８行及び第６頁第１８行の「生
成する」を「含有する」と訂正する。

２、特許請求の範囲 （１）石油系又は石炭系ピッチと、一般式Φ１−（−Ｘ
−Φ２　　）ｎ　　Ｘ−Φ３　（Φ１、Φ２及びΦ３は
芳香族単位、Ｘは−ＣＨ２−１−〇−１−ＮＨ−ｌ−８
−又は−３Ｏ２−１ｎは０〜２０の整数）で表される化
合物（Ｉ）あるいはこれらの混合物を混合し、該混合物
を熱処理して炭素質微小球体を製造する方法。

（２）前記熱処理は２５０〜４５０℃で行う特許請求の
範囲第１項記載の方法。

（３）前記炭素質微小球体は、光学的に異方性の微小球
体若しくは等方性の微小球体、又は両者を同時に含む特
許請求の範囲第１項記載の方法。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）石油系又は石炭系ピッチと、一般式Φ＿１−（−
   Ｘ−Φ＿２−）ｎ−Ｘ−Φ＿３（Φ＿１、Φ＿２及びΦ
   ＿３は芳香族単位、Ｘは−ＣＨ＿２−、−Ｏ−、−ＮＨ
   −、−Ｓ−又は−ＳＯ＿２−、ｎは０〜２０の整数）で
   表される化合物（ I ）を混合し、該混合物を熱処理し
   て炭素質微小球体を製造する方法。
2. （２）前記熱処理は２５０〜４５０℃で行う特許請求の
   範囲第１項記載の方法。
3. （３）前記炭素質微小球体は、光学的に異方性の微小球
   体若しくは等方性の微小球体、又は両者を同時に含む特
   許請求の範囲第１項記載の方法。