JPS63221194A

JPS63221194A - 高強度超高弾性炭素繊維用メソフエ−ズピツチの連続製造法

Info

Publication number: JPS63221194A
Application number: JP5298387A
Authority: JP
Inventors: Shozo Watabe; 渡部　正三
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1987-03-10
Filing date: 1987-03-10
Publication date: 1988-09-14

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〕本発明は原料の石油系ピッチの加熱処理器とメソフェー
ズ熟成融着器とを備えた装置を用いて、長繊維の高強度
超高弾性炭素繊維製造原料のｉｏ。

係メソフェーズピッチを連続的に製造する方法に係るも
ので、特に複合材のフィラーとして好適な長繊維の高強
客超高弾性炭素尋融紡糸用及びマトリックス用の１００
％メソフェーズピッチを高能率且つ低廉なコストで製造
する方法に関する。

〔従来の技術〕

近年航空機、自動車、その他輸送機製作工業の急速の成
長、更に宇宙産業の為、それに必要な材料として特別な
物質との組み合わせからなり、そのいくつかの物理的性
質が極めて優れ、しかも特異性を発揮しうる材料を望む
声が大きくなっているが、特に強い強度及び高い弾性率
を具備し、同時に軽量で安価な材料の出現が強く要求さ
れている。しかるに現在の技術でか＼る材料を多量に安
定供給することが出来ないので、これに答えるための複
合材（強化樹脂）の製造に関する研究が盛んに行なわれ
ている。

複合材に使用される最も有望な材料の一つとして高強度
高弾性炭素繊維がある。この材料は前述の急速な成長が
起りつ＼ある際に現われたもので、この炭素繊維を樹脂
と組み合わせると、他には全くその例を見ないような特
性を発揮する強化樹脂を得ることが出来る。しかし残念
ながらか＼る強化樹脂用の高強度高弾性炭素繊維は価格
が極めて高価なため、これを使用した強化樹脂が極めて
顕著な特性を発揮するにもか＼わらず、その需要があま
り開拓されていない。

現在入手出来る高強度高弾性炭素繊維の原料はポリアク
リロニトリル繊維が主であることは公知の事実である。

このポリアクリロニトリル繊維は炭素繊維の前駆体とし
て高価であるばかりでなく、更に前駆体からの炭素繊維
の収率は約４”５％以下で極めて悪い。従って最終製品
の炭素繊維の製造コストを高めることになっている。

ｌ；価ｉ？　岑を条紫槍岨σ）」４津に十　　　破４ト
昭４只−ＱＡ　　＋ｇｎ特公昭４８−１２２，１２２及
び特公昭５３−６５　、４２５等その他多くの特許出願
公報に紹介されている。石油系及びタール系ピッチを回
分式で温度３８０℃乃至４４０℃で加熱処理してメソフ
ェーズを４０％乃至叩φ、好ましくは５０％乃至６５チ
含有するピッチを製造し、非メソピッチを含有したま＼
これを炭素繊維の原料としている。従って、このピッチ
は非メソピッチを多く含有しているため、高強度高弾性
炭素繊維用の原料として要求されている１００　％メソ
フェーズ♂ツチとは全く考えられず、それに必要な性質
を充分具備していない。更にこのピッチの製法は回分式
であるため、加熱生成ピッチはその物性が常に安定して
いると云えず、更にその製法そのものも合理的且つ工業
的な方法とは言えない。

更に、高強度高弾性炭素繊維用の原料として本質上１０
０％メソフェーズピッチを製造する方法が特開昭５４−
５５．６２５に開示されている。即ち窒素、アルゴン、
キセノン、ヘリウム、水蒸気等の不活性ガスを原料ｋｇ
当り少なくとも８１７分以上極めて多量に圧入し、等方
性ピッチを強く攪拌しつ＼温度３８０℃乃至４３０℃で
５時間乃至４４時間も加熱して単−相の系に変換され得
る迄、加熱処理して所謂１００チメンフエーズピツチを
製造する試みがなされている。しかるに原料の等方性ピ
ッチは所謂巨大分子で複雑な化合物で不純物も含有する
混合物でエマルジョン状態である。この原料を如何に長
時間不活性ガスを圧入し、強く攪拌し加熱処理を続行し
ても当該エマルジョンを完全に均一化させることは全く
不可能で、この様な方法で如何なる手段を構しても未反
応の等方性ピッチの混入を完全に無くすることは出来な
い。従って所謂１００　％メソフェーズピッチは純粋に
１００％メソフェーズピッチとは言えない。

〔本発明が、解決しようとする問題〕

本発明の目的は石油系ピッチの成分がＨ０成分及びＢ、
成分その他に依り構成され、１００チメソフエーズピツ
チの生成機構の解明に依り、原料のＨ０成分及びＢ、成
分等が加熱処理及びメソフェーズ熟成処理過程に於ける
変化変遷を検知し、それに依り組成の安定した１００％
メンフェーズピッチ（Ｈ，成分、Ｂ、成分、Ｑ、Ｓ、成
分及びＱ、１．成分より成る。）を連続的に製造する方
法を提供することである。

〔問題を解決する手段〕

炭素繊維製造用の特に安価な且つ物性の極めて安定した
１００チメンフエーズピツチを工業的にしかも連続的に
製造する方法として、極めて安価な石油系ピッチを先ず
加熱処理及びメソフェーズ熟成処理に付し、それに依っ
て得られる非メンピッチ中の■、酸成分除去し、これを
前駆体とし加熱処理器とメソフェーズ熟成処理器とを具
えた装置を使いＨ９成分、Ｂ、成分、Ｑ、　Ｓ、成分及
びＱ、１．成分の加熱反応及びメンフェーズ熟成反応に
於ける動向及び変化を追求し１００チメソフエーズピツ
チの生成機構の解明の知見を基にして１００チメソフエ
ーズぎツチを連続的に製造することにある。

その目的とするところは、１００チメソフエーズピツチ
の生成機構を種々研究し、１００　％メソフェーズピッ
チはその成分はＨ１成分、Ｂ、成分、Ｑ、　Ｓ、成分及
びＱ、１．成分とから成り、これ等の成分が共融し合っ
ている。これ等のＨ０成分、Ｂ、成分、Ｑ、Ｓ、成分及
びＱ、１．成分は石油系ピッチ中に既に存在するＨ１成
分及びＢ、成分が加熱処理反応及びメツフェーズ熟成反
応に於て夫々変化しＨ０成分はよシ安定した成分更にＢ
、成分とそのＢ、成分はより安定したＱ．Ｓ、成分及び
Ｑ、１．成分と転じ、一方石油系ピッチ中のＢ、成分は
より安定した成分更にＱ．Ｓ、成分及びＱ、１．成分と
転移変化し、夫々が加熱処理及びメソフェーズ熟成処理
の過程の流れによシ安定した成分Ｈ１成分、Ｂ、成分、
Ｑ、８．成分及びＱ、１、成分と化し、連続的に加熱処
理及びメソフェーズ熟成処理を続行している間に極めて
安定した成分が合理的な割合で、Ｈ０成分、Ｂ、成分、
Ｑ、Ｓ、成分及びＱ．ｉ、成分が相互に溶解、共融し合
って物性が安定し且つ優れたｉｏｏ　％メソフェーズピ
ッチを連続的に製造することにある。この１００％メン
フェーズピッチの組成々分のＨ６成分は平均分子量も最
も小さく最も揮発しやすい、それ故Ｈ１成分を除去した
１００％メンフェーズピッチを連続的に製造することに
依り、を溶融紡糸する際溶融紡糸の紡糸孔からの揮発ガ
スが極めて少なく、糸切れも殆ど無く極めて円滑に長時
間連続的に長繊維を造ることが出来る。これを常法に依
り不融化、焼成化更に黒鉛化して製造する長繊維は径も
小さく物性も極めて優れていて高強度超高弾性の炭素繊
維である。

即ち脱硫減圧軽油の熱接触分解（ＦＣＣ）に依って副生
ずる石油系ピッチ（Ｈ，成分４８．０％乃至８２．０チ
、Ｂ、成分１８．０　％乃至５２．０　％、Ｑ、１．成
分０．２　ｑ６、このＱ、１．成分は水添しても不溶、
且つ無機物質触媒の粉末）を減圧蒸留し８５チカツトし
た留分（初留４６０℃乃至終留５６０℃）に非酸化性ガ
スを吹き込み攪拌しつ＼常圧或は加圧下温度３８０℃乃
至４２０℃で加熱処理しメソフェーズを５％乃至１５％
゛含有する生成ピッチを造り、この生成ピッチを非酸化
性ガス気流下温度２８０℃乃至３５０℃で熟成させ、ピ
ッチ中のメソフェーズのみを融着巨大化させ、その熟成
温度で上層に全くメソフェーズヲ含有せぬ非メンピッチ
（偏光顕微鏡にて確認する。

貸出Ａ１＾　＾イー累１７八ｎｔ　　　’Ｑ　−八〇〇
八ｍＴＬ五４６．０チ、Ｑ、Ｓ、成分４２．０％乃至６
０．０チ、Ｑ、１．成分０．５チ以下、このＱ、１．成
分は水添により可溶）と下層にメソフェーズピッチと比
重の差に依り画然と区分分離し、この下層に分離したメ
ン７エーズピツチ中に原料の石油系ピッチに混在するＱ
、１．成分及び無機質を包含させて除去することも可能
となシ、上層の分離精製する非メソピッチを脂肪族炭化
水素（ヘキサン、ヘプタン、オクタン、これ等の混合物
）を溶媒とする溶剤抽出に依りＨ１成分を除去したラフ
ィネートの非メソピッチ（Ｈ１成分０．５％以下、Ｂ、
成分２４．０チ乃至４４．０チ、Ｑ、Ｓ、成分５１．０
％乃至７２．０チ、Ｑ、１．成分０．８％以下）を高強
度超高弾性炭素繊維用の前駆体として使用する。

先ず１段階としてメソフェーズ熟成処理器の下層から取
り出す１００％メソフェーズピッチ（Ｈ，成分０．０５
チ以下、Ｂ、成分８．０チ乃至２１．０チ、Ｑ．Ｓ、成
分４２．０％乃至５８．０　％、Ｑ、１．成分２８．０
％乃至４５．０チ）を製造するに必要な前駆体の非メソ
ピッチ（Ｈ０成分０．５％以下、Ｂ、成分２４．０％乃
至４４．０％、Ｑ、Ｂ、成分５１．０チ乃至７２．０％
、Ｑ、１．成分０．８チ以下）に非酸化性ガスを吹き込
み常圧或は加圧上攪拌しつ３３８０℃乃至４２０℃で、
１時間乃至１０時間かけて加熱処理を行なうことが出来
る加熱条件に設定されている加熱処理器に連続的に単位
時間当−り所定量送入すると共に、メンフェーズ熟成処
理器の下層より連続的に単位時間当り所定量取り出す１
００チメソフエーズピツチ（Ｈ０成分０．０５　％以下
、Ｂ、成分８．０チ乃至２１．０チ、Ｑ．Ｓ、成分４２
．０％乃至５８．０チ、Ｑ、１．成分２８．０％乃至４
５．０チ）の量を製造する際に、加熱処理器から連続的
に取り出す加熱生成ピッチの量からメソフェーズ熟成処
理器の下層より連続的に単位時間当シ取り出す１００　
％メソフェーズピッチの量を差し引いた量の非メソピッ
チ（Ｈ，成分０．１チ以下、Ｂ、成分２２．０チ乃至３
５．０チ、Ｑ．８．成分６１．０％乃至８７．０　％、
Ｑ．ｉ、成分０．４チ乃至４．０　％　）をメンフェー
ズ熟成処理器の上層から取シ出し、之を連続的に加熱処
理器に添加し加熱処理を続行する。前述加熱処理条件で
処理することに依シ加熱処理器から連続的に単位時間当
り所定量取り出す加熱生成ピッチ中のメンフェーズの含
有量が２０．０　％乃至６０．０　％となるようにし、
加熱処理器に連続的に単位時間当り所定量の前駆体とメ
ンフェーズ熟成処理器の上層から連続的に単位時間当り
取り出す所定量の非メンピッチとを共に加熱処理器に送
入し所定の加熱条件に設定されている加熱処理器中で加
熱処理し、加熱処理器から取り出す生成ピッチ中のメソ
フェーズの含有量が２０．０％乃至６０．０％となりう
る。

即ち加熱処理器に連続的に単位時間当り所定量の前駆体
とメソフェーズ熟成処理器の上層から連続的に単位時間
当り取り出す非メソピッチとを共に添加し、加熱処理器
で加熱処理されることに依り、加熱処理器から取り出す
加熱生成ピッチ中にメン７エーズを２０．０　％乃至６
０．０　％含有する加熱生成ピッチを連続的に単位時間
当り所定量取り出すことが可能となる。

次に２段階として加熱処理器から連続的に単位時間当り
所定量の２０．０　％乃至６０．０％のメソフェーズを
含有する加熱生成ピッチを非酸化性ガス下常圧或は加圧
下温度２８０で乃至３５０でで１０時間乃至４０時間の
熟成処理条件に設定されているメソフェーズ熟成処理器
に添加し、熟成処理器内で添加される加熱生成ピッチ中
のメン７エーズのみを融着巨大化させ、メソフェーズ熟
成処理器内熟成温度で上層に全くメソフェーズを含有せ
ぬ非メソピッチ（Ｈ，成分０．１　％以下、Ｂ、成分２
２．０％乃至３５．０チ、Ｑ．Ｓ、成分６１．０　％乃
至８７．（１、Ｑ、１．成分０．４チ乃至４．０％）と
下層に１００％メソフェーズピッチ　（Ｈ，成分０．０
！１以下、Ｂ、成分８．０％乃至２１．０％、Ｑ、８．
成分４２．０チ乃至５８．０チ、Ｑ、１．成分２８．Ｏ
チ乃至、ｉｓ、ｏ％）とに比重の差に依り画然と区分し
、この下層の１００　％メソフェーズピッチをメソフェ
ーズ熟成処理器の下層から極めて円滑に、安定した物性
の１００　％メンフェーズピッチを連続的に単位時間当
シ所定量取り出す。この取り出す量は加熱処理器に連続
的に単位時間当り添加する前駆体から生成する１００％
メンフェーズピッチに相当スル量である。

それと同時にメソフェーズ熟成処理器に連続的に添加す
る加熱生成ぎツチの量からメソフェーズ熟成処理器の下
層から連続的に取り出す１００チメソフエーズピツチの
量を差し引いた量に相当する所定量の非メソピッチ（Ｈ
，成分０．１チ以下、Ｂ、成分２２．Ｏチ乃至３５．０
チ、Ｑ．Ｓ、成分６１．０　％乃至８７．０チ、Ｑ、１
．成分０．４％乃至４．０　％　）を連続的に単位時間
当り加熱処理器に返し、加熱処理器に新らたに添加する
前駆体と共に非酸化性ガスを吹き込み攪拌加熱処理を繰
返えす。それと同時に他方メソフェーズ熟成処理器の下
層から物性の安定した１００チメソフエーズピツチ（Ｈ
０成分０．０５％以下、Ｂ、成分８．０チ乃至２１．０
　％、　Ｑ．Ｓ、成分４２．Ｏチ乃至５８．０チ、Ｑ、
１．成分２８．０チ乃至４５゜０チ）を連続的に単位時
間当りメンフェーズ熟成器の下層から取り出す方法に依
シ高強度超高弾性炭素繊維用の１００％メソフェーズピ
ッチを連続的に製造する。

尚非酸化性ガスとして使用するガスはエタン、プロ・２
ン、ブタン等炭素数の少ない脂肪族炭化水素類、沸点の
低い重質化しないナフサ留分であるが、経済的に最も優
れている非酸化性ガスは前述の加熱処理時に副生ずるド
ライガス（例えば水素６．０チ、メタン７４．６チ、エ
タン１３．３俤、プロパン３．６％、ブタン１．３チ、
滅ンタン０．９％、オレフィン約帆３チ）を挙げること
が出来る。

本発明は次の５の新規の事実に依り成り立っている。

■　前駆体を所定の加熱条件で設定されている加熱処理
器に連続的に送入し、加熱処理器内で加熱処理する加熱
処理器と、連続的に加熱処理器から取り出す加熱生成ピ
ッチを所定の熟成条件で設定されている熟成処理器に送
入し熟成処理する熟成処理器との２つの処理器を設備し
、熟成処理器の下層から連続的に単位時間当り所定量の
１００チメソフエーズピツチを製造し得ること。

■　メソフェーズ熟成処理器の上層から連続的に分離し
、取り出す非メソピッチが加熱処理器に添加される前駆
体と混合され加熱処理する際、メソフェーズ熟成処理器
から取り出す非メソピッチ中に含有する多量のＱ、Ｓ、
成分がその溶解性に依り、加熱処理器での加熱処理を円
滑に進められる効果を与えること。

■　メソフェーズ熟成処理器の下層から連続的に単位時
間当り取り出す所定量の１００チメソフエーズピツチ（
Ｈ０成分０．０５チ以下、Ｂ、成分８．０チ乃至２１．
０チ、Ｑ．Ｓ、成分４２．０チ乃至５８．０チ、Ｑ、ｉ
。

成分２８．０　％乃至４５．０　％　）の物性は極めて
安定した成分に依り構成されていること。

■　メソフェーズ熟成処理器内でその熟成温度で比重の
差に依り上層に全くメンフェーズを含有せぬ非メソピッ
チ（偏光顕微鏡に依り確認する）と下層に１００％メソ
フェーズピッチとに画然と区分分離されていること。

■　石油系ピッチ中に混在する微小の無機質及びＱ、１
．成分（水添するも尚不溶）を除去する予備処理を行な
う際分離精製する非メソピッチ中のＨ０成分を除去した
非メソピッチを前駆体として１００　％メンフェーズピ
ッチを製造すること。Ｈ０成分を除去した非メソピッチ
を前駆体上する発想はＨ１１チ、Ｂ、成分、Ｑ．Ｓ、成
分及びＱ、１．成分等が夫々加熱及び熟成過程での変化
、挙動をもとにして、１００チメソ７エーズピツチの生
成機構の究明に依り定めている。

加熱処理器から連続的に単位時間当り取り出す所定量の
加熱生成ピッチ中のメソフェーズの含有量が２０チ乃至
５０％となる好適な処理条件は非酸化性ガスを吹き込み
攪拌しながら温度３８０　’Ｃ乃至４２０　”Ｃで１時
間乃至８時間、加熱生成ピッチが連続的に送入されるメ
ンフェーズ熟成処理器内での好適な処理条件は非酸化性
ガス気流下温度３００’Ｃ乃至３４０″Ｃで１０時間乃
至（９）時間である。尚取り出す１００％メソフェーズ
ピッチは偏光顕微瑛に依り確認することが出来る。

最も本連続製法の利点は製品の１００％メンフェーズピ
ッチを製造するための工程にある。即ち運転される加熱
処理器及び熟成処理器の夫々の運転条件が常に同じであ
り加熱処理器に添加する前駆体の組成が常時一定且つ同
じであれば凡て加熱処理器内生成ピッチ、加熱処理器よ
シ熟成融着器内添加される生成ピッチ、熟成融着器内の
下層から分離精製され熟成融着器から分離される１００
　％メンフェーズピッチ更に熟成融着器の上層に分離さ
れ取り出し加熱処理器に添加する非メソピッチの組成、
成分は夫々常に全く安定且つ同じである。

従って紡糸用の１００チメソフエーズピツチは常に紡糸
に最適の物性を有するピッチで而も連続的に円滑にｉｏ
ｏ　係メソ７エーズピツチを造ることが出来る。

尚連続方式は工業的にこれを運転する場合、前駆体の組
成、成分が一定であれば夫々の装置の運転条件が設定さ
れ、それを保持するのみで製品の１００チメンフエーズ
ピツチの組成、成分は一定となる。これが回分式（所謂
バッチ式）であると加熱器及び熟成融着器は加熱及び冷
却を繰返すため計測器、それのレコーダーが複雑、装置
の拡大化、運転のｋｎｏｗ　ｈｏｗ　が複雑で、ノζツ
チ式を工業的操業に採用すると連続式と比較する１００
％メソフェーズピッチの装置建設費は約３０％以上も高
価となり、それの変動費は２倍程度高くなる。

実施例１脱硫減圧軽油の熱接触分解（ＦＣＣ）に依り副生ずる石
油系ピッチを減圧蒸留して８５％カットした留分（初留
４６０℃乃至終留５６０°（：’、Ｈ，成分７６．１８
チ、Ｂ、成分２３　、８２チ、Ｑ、１．成分０．１チ、
このＱ、１゜成分は水添しても溶剤に不溶）中にプロパ
ンガスを吹き込み攪拌しながら温度４００”Ｃで６時間
加熱処理してメソフェーズを約１０％含有するピッチを
造り、この生成ピッチをプロパンガス気流下温度３２０
℃で加持間熟成させ、生成ピッチ中のメソフェーズのみ
を融着巨大化させ比重の差に依りその熟成温度３２０℃
で上層に全くメソフェーズを含有せぬ非メソピッチ（Ｈ
，成分１１．３４％、Ｂ、成分４２．３９チ、Ｑ、Ｓ、
成分４５．８９％、Ｑ、１．成分０．３８％、このＱ、
１゜成分はリチュムで水添すると溶剤に溶解する）と下
層にメソフェーズピッチとに画然と区分分離する。この
下層のメソフェーズ中に原料の石油系ピッチ中に混入し
ていたＱ、１．成分の有機物（リチュムで水添しても溶
剤に不溶）及び無機物をも包含されて、非メンピッチを
精製することが出来る。

溶剤としてｎ−へキサンを使用して前述の非メソピッチ
を溶剤抽出して得られる所謂ラフィネートの非メソピッ
チ（Ｈ１成分０．１５％、Ｂ、成分４７．６８チ、Ｑ．
Ｓ、成分５１．７５　ｑ６、Ｑ、１．成分０．４２チ）
を前駆体とし、前、躯体タンク（］）から送入管（２）
を通じて前駆体の非メソピッチをｌ　ｋｇ／　Ｈｒ連続
的に加熱処理器（３）に添加すると共に、メンフェーズ
熟成処理器（６）の上層から全くメソフェーズを含有せ
ぬ非メソピッチ（Ｌ成分ｏ、ｏｉ％以下、Ｂ、成分３２
．７１係、Ｑ．Ｓ。

成分６４．２９％、Ｑ、１．成分２．９９％）を３．２
０　ＩＫ９／　Ｈｒ取り出し、これを非メソピッチ添加
管（７）を通じて加熱処理器（３）に投入し、前述の前
駆体と共に加熱処理器（３）内にプロパンガスをガス管
（９）を通じて処理液中に吹きこみ、攪拌機（４）で攪
拌されつ＼温度４００℃で２時間滞留加熱処理され、加
熱処理器（３）からメンフェーズを２２．０％含有する
加熱生成ピッチを４．１０　ｋｇ／　Ｈｒ連続的に取り
出し管（５）を通じてメンフェーズ熟成処理器（６）に
添加し、プロ、Ｑンガスをガス管（１１１を通じて流し
ながら温度３２０℃で加持間熟成してメンフェーズのみ
を融着巨大化させ、この熟成温度でメソフェーズ熟成処
理器（６）の下層から生成物取り出し管（８）を通じて
円滑に物性の極めて安定した１００　％メン７エーズピ
ツチ（Ｈ，成分痕跡、Ｂ、成分２０．１２チ、Ｑ．Ｓ、
成分５１．１０チ、Ｑ、ｉ。

成分２９．７８　％　）を連続的に０．９０　ｋｇ　／
　Ｈｒの量取り出すと同時に、加熱処理器（３）から取
り出し管（５）を通じて連続的に取り出す加熱生成ピッ
チ４　、１０　ｋｇ　／ＨｒＯ量より、メソフェーズ熟
成処理器（６）の下層から取り生成物取り出し管（８）
を通じて連続的に取り出す１００％メソフェーズピッチ
０．９０　ｋｇ　／　Ｈｒの量を差し引いた量に相当す
る量３．２０　ｋｇ／　Ｈｒの非メンピッチ（Ｈ，成分
０．０１％以下、Ｂ、成分３２．７１チ、Ｑ、Ｓ、成分
６４　、２９％、Ｑ、１．成分２．９９チ）をメソフェ
ーズ熟成処理器の上層から非メソピッチ取り出し管（７
）を通じて加熱処理器（３）に添加し、前駆体タンク（
１）から連続的に取り出す前駆体１．０’に９／Ｈｒを
投入管（２）を通じ加熱処理器（３）に投入し、加熱処
理器（３）内で常時加熱処理が続行されると同時に連続
的に常に物性の安定した１００チメソフエーズピツチを
０．９ｋｇ／Ｈｒをメソフェーズ熟成処理器の下層から
製品取り出し管（８）を通じ円滑に取り出すことが出す
ことが出来る。

この１００　ｑ６メン７エーズピツチを溶融紡糸し長繊
維のフィラメント原紙束２　Ｋ　（２，０００本）を溶
融糸機の紡糸穴の口金の表面で揮発成分も極めて円滑に
ボビンに糸切れも殆ど無くこれをボビンに一応巻き取り
、次にこれを巻き返し空気で３２０　”Ｃで不融化し、
不融化糸束を焼成、炭化し、後アルゴンガス中にて２　
、７００℃で黒鉛化し、強度３１８　ｋｇＺ順２、弾性
率７２　Ｔ　／ｒｒｒｍ２の２にの長繊維の高強度超高
弾性炭素繊維を造る。

〔発明の効果〕

脱硫減圧軽油の熱接触分解（Ｆ’ＣＧ　）に依って造る
石油系ピッチの留分を予備処理して造る非メソピッチよ
りＨ０成分を除去した前駆体（Ｂ、成分、Ｑ．Ｓ。

成分、その他）を原料とし、１００　％メソフェーズピ
ッチの生成機構の解明にもとすき、Ｂ、成分、Ｑ、Ｓ。

成分及びＱ、１．成分よシ成る組成々分の安定した溶融
紡糸の糸切れの無い１００チメンフエーズピツチを造る
ことは全く驚異的である。

【図面の簡単な説明】

図面は高強度超高弾性炭素繊維用メソフェーズピッチの
連続製造を行なう装置の７０−シートである。（１）　　前駆体タンク　　　　（力　非メソピッチ取
り出し管（２）　　前駆体送入管　（８）　　１００％
メソフェーズピッチ取り出し管（３）　　加熱処理器　
　　　　　（９）　　プロ・Ｑンガス送入管（４）撹拌
機　　　　　　　００）廃ガス吐出管（５）　　加熱生
成ピッチ取り管　　　（１１）　　プロ／Ｑンガス送入
管（６）　　メンフェーズ熟成処理器　　（１２１廃ガ
ス吐出管手続補正書昭和６２年６月ｑ日

Claims

【特許請求の範囲】１）Ｈ．成分：サンプル１０ｇｒをヘプタン１５０ＣＣ
を用い、温度９８．４℃で抽出して抽出される成分。Ｂ．成分：前述のＨ．成分の溶剤抽出で抽出されないＨ
．不溶分をベンゼン１５０ＣＣを用い温度８０．１℃で抽出し抽出される成分。Ｑ．Ｓ．成分：前述のＢ．成分の溶剤抽出で抽出されな
いＢ．不溶分をキノリン１５０ＣＣを用い温度２３７℃で抽出される成分。Ｑ．ｉ．成分：前述のＱ．Ｓ．成分の溶剤抽出に依り得
られる不溶分と定義し脱硫減圧軽油の熱接触分解（ＦＣＣ）に依り副生する石
油系ピッチ（Ｈ．成分４８．０％乃至８２．０％、Ｂ．
成分１８．０％乃至５２．０％、Ｑ．１．成分０．１％
以下このＱ．ｉ．成分は水添に依っても尚不溶）を減圧
蒸留して８５％カットした留分（初留４６０℃乃至終留
５６０℃、Ｈ．成分２０．０％乃至８４．０％、Ｂ．成
分１６．０％乃至８０．０％、Ｑ．１．成分０．２％以
下）に非酸化性ガスを吹き込み常圧或は加圧下で攪拌し
つゝ温度３８０℃乃至４２０℃で２時間乃至１０時間加
熱処理し、メソフェーズを５％乃至１５％含有するピッ
チを造り、この生成ピッチを非酸化性ガスの気流下温度
３００℃乃至３５０℃で１０時間乃至３０時間熟成させ
、ピッチ中のメソフェーズのみを融着巨大化させ、この
熟成温度で上層にメソフェーズを全く含有しない非メソ
ピッチ（Ｈ．成分１０．０％乃至１７．０％、Ｂ．成分
２２．０％乃至４６．０％、Ｑ．Ｓ．成分４２．０％乃
至６０．０％、Ｑ．１．成分０．５％以下、このＱ．１
．成分は水添に依り溶剤に可溶）と下層にメソフェーズ
ピッチとに比重の差に依り画然と分離区分し、この精製
した上層の非メソピッチを脂肪族炭化水素（ヘキサン、
ヘプタン、オクタン、それ等の混合物）の溶剤抽出に依
って得られる所謂ラフイネート（Ｈ．成分０．５％以下
、Ｂ．成分２４．０％乃至４４．０％、Ｑ．Ｓ．成分５
１．０％乃至７２．０％、Ｑ．ｉ．成分０．８％以下）
を溶融紡糸用のメソフェーズピッチの前駆体として使用
し、加熱処理及びメソフェーズ熟成処理などの反応の異
なる処理には別々独立した装置を使用して付し、前記の
前駆体の単位時間当りの所定量を加熱処理器に連続的に
添加し常圧或は加圧下で非酸化性ガスを吹き込み攪拌し
ながら、温度３８０℃乃至４２０℃で所定時間加熱処理
し、この加熱処理器から生成ピッチを単位時間当り所定
量連続的に取り出し、これをそのまゝ連続的にメソフェ
ーズ熟成融着器に添加し、メソフェーズ熟成融着器内で
非酸化性ガス下常圧或は加圧下で熟成温度３００℃乃至
３５０℃で所定時間ピッチ中のメソフェーズのみを熟成
させ之を融着巨大化させ、その熟成温度で上層に全くメ
ソフェーズを含有せぬ非メソピッチ（Ｈ．成分０．１％
以下、Ｂ．成分２２．０％乃至３５．０％、Ｑ．Ｓ．成
分６１．０％乃至８７．０％、Ｑ．ｉ．成分０．４％乃
至４．０％）と下層に１００％メソフェーズピッチ（Ｈ
．成分０．０５％以下、Ｂ．成分８．０％乃至２１ D０％、Ｑ．Ｓ．成分４２．０％乃至５８．０％、Ｑ．
ｉ．成分２８．０％乃至４５．０％とに比重の差により
画然と区分分離し、メソフェーズ熟成処理器の上層から
連続的に単位時間当り所定量の非メソピッチを取り出し
之を加熱処理器に送入すると同時に、メソフェーズ熟成
処理器の下層から所定量の１００％メソフェーズピッチ
を単位時間当り取り出し、この１００％メソフェーズピ
ッチ（Ｈ．成分０．０５％以下、Ｂ．成分８．０％乃至
２１．０％、Ｑ．Ｓ．成分４２．０％乃至５８．０％、
Ｑ．ｉ．成分２８．０％乃至４５．０％）を造るに必要
な量の前駆体と共にメソフェーズ熟成処理器の上層から
取り出す所定量の非メソピッチも加熱処理器に添加し連
続的に加熱処理及び熟成処理を実施し、連続的に物性の
安定した１００％メソフェーズピッチを製造することを
特徴とする長繊維の高強度超高弾性炭素繊維用のメソフ
ェーズピッチの連続製造法。２）メソフェーズ熟成処理器の下層から連続的に取り出
す所定量の１００％メソフェーズピッチを造るために、
加熱処理器から単位時間当り連続的に取り出す所定量の
生成ピッチ中に共存共溶する非メソピッチの量に相当す
る量の非メソピッチをメソフェーズ熟成処理器の上層か
ら連続的に取り出し、之を加熱処理器に添加すると同時
に、メソフェーズ熟成処理器の下層から単位時間当り連
続的に取り出す所定量の１００％メソフェーズピッチ（
Ｈ．成分０．０５％以下、Ｂ．成分８．０％乃至２１．
０％、Ｑ．Ｓ．成分４２．０％乃至５８．０％、Ｑ．ｉ
．成分２８．０％乃至４５．０％）を製造するに必要な
量の前駆体を単位時間当り加熱処理器に前述の非メソピ
ッチと共に送入し、加熱処理中で非酸化性ガスを吹き込
み常圧或は加圧下で攪拌しながら加熱処理を行ない、加
熱処理器から連続的に単位時間当り取り出す加熱生成ピ
ッチ中にメソフェーズを２０．０％乃至６０．０％含有
するように加熱温度３８０℃乃至４２０℃で２時間乃至
１０時間加熱処理し、メソフェーズ熟成処理器に連続的
に単位時間当り所定量加熱生成ピッチを添加することを
特徴とする特許請求の範囲の第１項目の１００％メソフ
ェーズピッチの連続製造法。３）加熱処理器からメソフェーズピッチを１０％乃至６
０％含有する加熱生成ピッチを単位時間当り所定量連続
的に取り出し之をメソフェーズ熟成処理器に送入し、熟
成処理器内で非酸化性ガス気流下、温度３８０℃乃至４
２０℃で１０時間乃至３０間熟成させ送入される加熱生
成ピッチ中のメソフェーズを融着巨大化させ、その熟成
温度でメソフェーズ熟成処理器の下層に比重の差に依り
区分分離される１００％メソフェーズピッチ（Ｈ．成分
０．０５％以下、Ｂ．成分８．０％乃至２１．０％、Ｑ
．Ｓ．成分４２．０％乃至５８．０％、Ｑ．ｉ．成分２
８．０％乃至４５．０％）をメソフェーズ熟成処理器の
下層から単位時間当り連続的に取り出し、これと同時に
、連続的に単位時間当り加熱処理器から取り出し、メソ
フェーズ熟成処理に送入する所定量の加熱生成量からメ
ソフェーズ熟成処理器の下層から連続的に単位時間当り
取り出す１００％メソフェーズピッチの量に相当する量
の全くメソフェーズを含有せぬ非メソピッチ（Ｈ．成分
０．１％以下、Ｂ．成分２２．０％乃至３５．０％、Ｑ
．Ｓ．成分６１．０％乃至８７．０％、Ｑ．ｉ．成分０
．４％乃至４．０％）の量をメソフェーズ熟成処理器の
上層から取り出し、之を加熱処理器に返えすと同時に、
メソフェーズ熟成融着器の下層から取り出す１００％メ
ソフェーズピッチを製造するに必要な量の前駆体を加熱
処理器に添加し非酸化性ガスを吹き込み加熱処理を連続
的に行なうことに依り、メソフェーズ熟成融着器の下層
から所定量の１００％メソフェーズピッチを連続的に単
位時間当り取り出すことを特徴とする特許請求の範囲第
１項目の連続製造法。