KR102070167B1 - Raw Material Pitch for Carbon Fiber Manufacturing - Google Patents

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도시노리 이노우에
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가부시키가이샤 고베 세이코쇼
고쿠리쓰다이가쿠호진 규슈다이가쿠
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Abstract

본 발명은 비교적 저렴하게 인장 강도가 우수한 탄소 섬유를 제조할 수 있는 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명의 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 석탄에서 얻어지고, 용융 방사에 의해 탄소 섬유를 제조하기 위한 피치이며, 산소의 함유율이 1.0질량% 이상, 또한 톨루엔 가용분의 함유율이 20질량% 이상인 것을 특징으로 한다. 상기 석탄이 역청탄 또는 아역청탄이면 된다. 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치가, 석탄의 용제 중에서의 열 분해물로부터 300℃ 미만의 온도에서의 용제 추출 처리에 의해 분리한 가용 성분을 150℃ 이상의 온도에서 열 처리한 것이면 된다.An object of this invention is to provide the raw material pitch for carbon fiber manufacture which can manufacture the carbon fiber excellent in tensile strength comparatively cheaply. The raw material pitch for carbon fiber manufacture of this invention is a pitch obtained from coal, and is a pitch for manufacturing carbon fiber by melt spinning, and the content rate of oxygen is 1.0 mass% or more, and the content rate of toluene soluble content is 20 mass% or more, It is characterized by the above-mentioned. It is done. The coal may be bituminous coal or sub-bituminous coal. The raw material pitch for the carbon fiber production may be one obtained by thermally treating a soluble component separated from a thermal decomposition product in a solvent of coal by a solvent extraction treatment at a temperature of less than 300 ° C.

Description

탄소 섬유 제조용 원료 피치Raw Material Pitch for Carbon Fiber Manufacturing

본 발명은, 탄소 섬유 제조용 원료 피치에 관한 것이다.This invention relates to the raw material pitch for carbon fiber manufacture.

탄소 섬유는, 예를 들어 수지, 콘크리트, 세라믹 등의 구조 재료를 위한 강화재로서 널리 이용되고 있다. 또한, 그 밖에도 탄소 섬유는, 예를 들어 단열재, 활성탄 원료, 도전 재료, 전열 재료 등으로서도 이용된다.Carbon fiber is widely used as a reinforcing material for structural materials, such as resin, concrete, and ceramics, for example. In addition, the carbon fiber is also used as a heat insulating material, an activated carbon raw material, a conductive material, a heat transfer material, or the like, for example.

탄소 섬유는, 일반적으로 폴리아크릴로니트릴 등의 합성 수지나, 석유 또는 석탄에서 얻어지는 피치를 방사에 의해 섬유 형상으로 성형하고, 이 실을 불융화(공기 산화) 및 탄소화함으로써 제조된다. 상기 원료 중, 석탄 피치는, 석탄을 건류하여 코크스를 제조할 때에 부생하는 액상 물질인 콜타르로부터 증류에 의해 나프탈렌 등의 휘발성의 성분을 취출한 후의 잔사이고, 차진 흑색 물질이다. 이러한 석탄 피치는, 벤젠환을 그 골격에 다수 포함한 방향족 화합물을 많이 포함하는 다수의 화합물의 혼합물이다.Carbon fibers are generally produced by molding a pitch obtained from synthetic resins such as polyacrylonitrile, petroleum or coal into a fibrous form by spinning, and impregnating (air oxidation) and carbonizing the yarn. Coal pitch is a residue after taking out volatile components, such as naphthalene, by distillation from the coal tar which is a by-product liquid substance at the time of distilling coal and manufacturing coke among the said raw materials, and is a black material. Such coal pitch is a mixture of many compounds containing many aromatic compounds containing many benzene rings in the skeleton.

더 자세하게 설명하면, 석탄 피치는 코크스 제조 시에 1000℃ 정도까지 가열되기 때문에, 환 축합도가 높은 다환 방향족 화합물이 주성분이며, 예를 들어 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 알킬 측쇄나, 예를 들어 에테르 결합, 페놀기 등의 산소를 함유하는 구조의 함유율이 극히 작다. 이들 구조의 함유율의 지표로서는, 산소 함유율을 사용할 수 있지만, 석탄 피치의 산소 함유율은, 일반적으로는 1질량% 이하, 많은 경우에는 0.5질량% 이하이다.In more detail, since coal pitch is heated to about 1000 degreeC at the time of coke manufacture, the polycyclic aromatic compound with high ring condensation degree is a main component, For example, alkyl side chains, such as a methyl group, an ethyl group, and a propyl group, For example, The content rate of the structure containing oxygen, such as an ether bond and a phenol group, is extremely small. Although the oxygen content rate can be used as an index of the content rate of these structures, the oxygen content rate of coal pitch is generally 1 mass% or less, and in many cases is 0.5 mass% or less.

이러한 석탄 피치는, 100℃에서 200℃ 정도로 가열하면, 용융하여 차진 액체가 되므로, 이것을 노즐로부터 압출함으로써 방사할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 석탄 피치는 코크스 제조 시의 부생성물이며, 잔사로서 회수되는 것이기 때문에, 예를 들어 금속 불순물이나 고형 탄소분 등의 방사 및 그 후의 불융화 및 탄소화를 저해하는 여러가지 성분을 포함하고 있다. 이로 인해, 석탄 피치로부터 안정되게 효율적으로 탄소 섬유를 제조하는 것은 어렵다. 또한, 이들의 불순물은, 제조되는 탄소 섬유의 결함 원인이 될 수 있기 때문에, 얻어지는 탄소 섬유의 인장 강도를 저하시킨다.When the coal pitch is heated at about 100 ° C. to about 200 ° C., the coal pitch melts and becomes a charged liquid. Thus, the coal pitch can be spun by extruding it from the nozzle. However, as described above, the coal pitch is a by-product during coke production and is recovered as a residue, and thus, for example, various components that inhibit spinning and subsequent incompatibility and carbonization of metal impurities or solid carbon powder, etc. It is included. For this reason, it is difficult to manufacture carbon fiber stably and efficiently from coal pitch. In addition, these impurities may cause the defect of the carbon fibers produced, and thus lower the tensile strength of the carbon fibers obtained.

또한, 탄소 섬유의 제조에 사용하는 원료 피치는, 방사시에 일정한 온도에서 균일하게 용융하는 것이 바람직하다. 또한, 원료 피치의 연화점으로서는, 원료 피치를 방사한 섬유의 형상 고정을 위한 불융화 처리의 온도를 높여서 효율화할 수 있도록 150℃ 이상이 바람직하고, 또한 방사 시에 열분해 반응이 일어나지 않는 온도에서 방사할 수 있도록 350℃ 이하가 바람직하다.Moreover, it is preferable that the raw material pitch used for manufacture of carbon fiber melt | dissolves uniformly at a fixed temperature at the time of spinning. The softening point of the raw material pitch is preferably 150 ° C. or more so as to increase the efficiency of the incompatibility treatment for fixing the shape of the fiber spun with the raw material pitch, and to perform spinning at a temperature at which pyrolysis reaction does not occur during spinning. 350 ℃ or less is preferable so that.

이들 요구를 충족시키기 위해서, 석탄의 용제 추출 처리에 의해 얻어진 피치에 대하여 예를 들어 성분의 조정, 불순물의 제거 등의 처리를 행하여 석탄 피치를 개질하는 것이 제안되어 있다(예를 들어 일본 특허 공고 평 7-15099호 공보 참조).In order to satisfy these demands, it is proposed to modify the pitch of coal by, for example, adjusting components, removing impurities, etc., on the pitch obtained by the solvent extraction treatment of coal (for example, Japanese Patent Publication No. See publication 7-15099).

그러나, 상기와 같은 석탄 피치의 개질 처리는, 탄소 섬유의 제조 비용을 밀어올리는 요인이 된다.However, the reforming treatment of coal pitch as described above becomes a factor that boosts the production cost of carbon fibers.

일본 특허 공고 평 7-15099호 공보Japanese Patent Publication Hei 7-15099

상기 문제에 감안하여, 본 발명은 비교적 저렴하게 인장 강도가 우수한 탄소 섬유를 제조할 수 있는 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 제공하는 것을 과제로 한다.In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a raw material pitch for producing carbon fibers which can produce carbon fibers having excellent tensile strength at a relatively low cost.

상기 과제를 해결하기 위하여 이루어진 발명은, 석탄에서 얻어지고, 용융 방사에 의해 탄소 섬유를 제조하기 위한 피치이며, 산소의 함유율이 1.0질량% 이상, 또한 톨루엔 가용(可溶)분의 함유율이 20질량% 이상인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 제조용 원료 피치이다.Invention made in order to solve the said subject is a pitch obtained from coal, and is a pitch for manufacturing carbon fiber by melt spinning, content of oxygen is 1.0 mass% or more, and content of toluene soluble matter is 20 mass It is% or more, It is a raw material pitch for carbon fiber manufacture.

당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 산소의 함유율이 1.0질량% 이상임으로써, 탄소화 공정에서, 산소가 분자 사이에 가교를 형성한다. 이로 인해, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 방향환의 적층 형성을 저해하여, 결정의 발달을 억제할 수 있다. 이에 의해, 탄소 섬유에 응력이 작용했을 때의 미결정 사이로의 응력 집중을 완화할 수 있으므로, 얻어지는 탄소 섬유의 인장 강도가 향상된다. 또한, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 비교적 분자량이 작은 화합물로 구성되는 톨루엔 가용분의 함유율이 20질량% 이상임으로써, 용융 방사 공정에서의 용융성이나 방사성이 우수하다. 따라서, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 사용함으로써, 비교적 저렴하게 인장 강도가 우수한 탄소 섬유를 제조할 수 있다.As for the raw material pitch for carbon fiber manufacture, since content rate of oxygen is 1.0 mass% or more, oxygen forms bridge | crosslinking between molecules in a carbonization process. For this reason, the said raw material pitch for carbon fiber manufacture inhibits the lamination formation of an aromatic ring, and can suppress the development of a crystal | crystallization. As a result, the stress concentration between the microcrystals when stress acts on the carbon fiber can be alleviated, so that the tensile strength of the carbon fiber obtained is improved. Moreover, since the content rate of the toluene soluble component comprised from the compound with a comparatively small molecular weight is 20 mass% or more, the raw material pitch for carbon fiber manufacture is excellent in meltability and spinning property in a melt spinning process. Therefore, by using the said raw material pitch for carbon fiber manufacture, the carbon fiber excellent in tensile strength can be manufactured comparatively cheaply.

상기 석탄이 역청탄 또는 아역청탄이면 된다. 이와 같이, 상기 석탄이 역청탄 또는 아역청탄임으로써, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 수율이 비교적 높아지므로, 결과적으로, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치, 나아가서는 탄소 섬유를 비교적 저렴하게 제조할 수 있다.The coal may be bituminous coal or sub-bituminous coal. As described above, since the coal is bituminous coal or sub-bituminous coal, the yield of the raw material pitch for producing the carbon fiber is relatively high. As a result, the raw material pitch for producing the carbon fiber, and moreover, the carbon fiber can be produced relatively inexpensively.

당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 석탄의 용제 중에서 열 분해물로부터 300℃ 미만의 온도에서의 용제 추출 처리에 의해 분리한 가용 성분을 150℃ 이상의 온도에서 열 처리한 것이면 된다. 이와 같이, 탄소 섬유 제조용 원료 피치가, 석탄의 용제 중에서의 열 분해물로부터 300℃ 미만의 온도에서의 용제 추출 처리에 의해 분리한 가용 성분을 150℃ 이상의 온도에서 열 처리한 것인 것임으로써, 산소의 함유율 및 톨루엔 가용분의 함유율을 용이하면서도 확실하게 상기 범위 내로 할 수 있다. 이 결과, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치, 나아가서는 인장 강도가 우수한 탄소 섬유를 비교적 저렴하게 제조할 수 있다.The said raw material pitch for carbon fiber manufacture should just heat-process the soluble component isolate | separated by the solvent extraction process at the temperature below 300 degreeC from the thermal decomposition product in the solvent of coal. Thus, since the raw material pitch for carbon fiber manufacture heat-processes the soluble component isolate | separated by the solvent extraction process at the temperature below 300 degreeC from the thermal decomposition product in the solvent of coal, it is a thing of oxygen The content rate and content rate of the toluene soluble content can be easily and reliably within the said range. As a result, the raw material pitch for carbon fiber manufacture, and also the carbon fiber excellent in tensile strength can be manufactured comparatively cheaply.

여기서, 「산소의 함유율」이란, 산소 분자뿐만 아니라 다른 원자와 결합하고 있는 원자를 포함하는 산소 원자의 함유율을 의미하고, 구체적으로는 JIS-M8813(2004)에 준거하여 측정되는 값을 의미한다. 또한, 「톨루엔 가용분의 함유율」이란, JIS-K2207(1996)에 준거하여 측정되는 값이다. 또한, 「역청탄」 및 「아역청탄」이란, JIS-M1002(1978)에 규정되는 탄질을 갖는 석탄을 말한다.Here, "the oxygen content rate" means the content rate of the oxygen atom containing not only oxygen molecule but the atom couple | bonded with another atom, and specifically means the value measured based on JIS-M8813 (2004). In addition, "the content rate of toluene soluble content" is a value measured based on JIS-K2207 (1996). In addition, "bituminous coal" and "sub-bituminous coal" refer to coal having coal quality as defined in JIS-M1002 (1978).

이상과 같이, 본 발명의 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 사용함으로써, 저렴하게 탄소 섬유를 제조할 수 있다.As mentioned above, carbon fiber can be manufactured inexpensively by using the raw material pitch for carbon fiber manufacture of this invention.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태의 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 제조 방법의 수순을 나타내는 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a flowchart which shows the procedure of the manufacturing method of the raw material pitch for carbon fiber manufacture of one Embodiment of this invention.

이하, 적절히 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시 형태를 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail, referring drawings suitably.

[탄소 섬유 제조용 원료 피치][Raw pitch for carbon fiber manufacturing]

본 발명의 일 실시 형태에 따른 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 석탄에서 얻어지고, 용융 방사에 의해 탄소 섬유를 제조하기 위한 원료 피치이다.The raw material pitch for carbon fiber manufacture which concerns on one Embodiment of this invention is obtained from coal, and is a raw material pitch for producing carbon fiber by melt spinning.

당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 석탄의 용제 중에서 열 분해물에서 얻어지는 것인 것이 바람직하다. 석탄은, 비교적 고온에서 처리되고 있는 석탄 타르나 석유 제조 잔사에 비하여, 알킬 측쇄 등의 산소를 함유하는 구조를 많이 포함하고, 또한 톨루엔 가용분을 많이 포함한다. 이로 인해, 석탄의 용제 중에서 열 분해물에서 얻어지는 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 이하에 설명하는 것과 같은 특징을 갖출 수 있다.It is preferable that the raw material pitch for carbon fiber manufacture is obtained from a thermal decomposition product in the solvent of coal. Coal contains many structures containing oxygen, such as an alkyl side chain, compared with the coal tar and petroleum residue which are processed at comparatively high temperature, and also contains many toluene soluble components. For this reason, the said raw material pitch for carbon fiber manufacture obtained from the thermal decomposition product in the solvent of coal can have the characteristics as demonstrated below.

당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치에 있어서의 산소의 함유율의 하한으로서는, 1.0질량%이고, 1.5질량%가 바람직하고, 1.7질량%가 보다 바람직하다. 한편, 산소의 함유율의 상한으로서는 5.0질량%가 바람직하고, 4.0질량%가 보다 바람직하고, 3.0질량%가 더욱 바람직하다. 산소의 함유율이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 탄소화 시의 결정 발달을 충분히 억제할 수 없고, 얻어지는 탄소 섬유가 응력 집중에 의해 파단하기 쉬워질 우려가 있다. 반대로, 산소의 함유율이 상기 상한을 초과하는 경우, 탄소화 시의 질량 감소율이 크고, 탄소 섬유의 수율이 저하됨으로써 탄소 섬유의 제조 비용이 상승할 우려가 있다.As a minimum of the content rate of oxygen in the raw material pitch for carbon fiber manufacture, it is 1.0 mass%, 1.5 mass% is preferable, and 1.7 mass% is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the content rate of oxygen, 5.0 mass% is preferable, 4.0 mass% is more preferable, 3.0 mass% is more preferable. When the content of oxygen does not fall below the lower limit, there is a possibility that the crystal development at the time of carbonization cannot be sufficiently suppressed, and the carbon fiber obtained is easily broken by stress concentration. On the contrary, when the oxygen content exceeds the above upper limit, the mass reduction rate at the time of carbonization is large, and there is a fear that the production cost of the carbon fiber may increase because the yield of the carbon fiber is lowered.

당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치에 있어서의 톨루엔 가용분의 함유율의 하한으로서는, 20질량%이고, 30질량%가 바람직하고, 35질량%가 보다 바람직하다. 한편, 톨루엔 가용분의 함유율의 상한으로서는 80질량%가 바람직하고, 60질량%가 보다 바람직하고, 50질량%가 더욱 바람직하다. 톨루엔 가용분의 함유율이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 용융 방사 시의 용융성이나 방사성이 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 톨루엔 가용분의 함유율이 상기 상한을 초과하는 경우, 탄소 섬유의 수율이 저하됨으로써 탄소 섬유의 제조 비용이 상승할 우려가 있다.As a minimum of the content rate of the toluene soluble content in the raw material pitch for carbon fiber manufacture, it is 20 mass%, 30 mass% is preferable, and 35 mass% is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the content rate of toluene soluble content, 80 mass% is preferable, 60 mass% is more preferable, 50 mass% is further more preferable. When the content rate of toluene soluble content does not reach the said minimum, there exists a possibility that the meltability and radioactivity at the time of melt spinning may become inadequate. On the contrary, when the content rate of toluene soluble content exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the manufacturing cost of carbon fiber may rise because the yield of carbon fiber falls.

당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 원료가 되는 석탄으로서는, 석탄화도가 높은 순서대로, 무연탄, 역청탄, 아역청탄, 갈탄 등을 들 수 있고, 그 중에서도 중 정도의 석탄화도를 갖는 역청탄 또는 아역청탄이 바람직하다. 역청탄 및 아역청탄은, 톨루엔 가용분의 함유율이 비교적 높고, 적당한 산소 함유율을 갖기 때문에, 역청탄 및 아역청탄을 원료 석탄으로 함으로써, 산소 함유율 및 톨루엔 가용분 함유율을 상기 범위 내로 한 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 수율을 크게 할 수 있다. 또한, 석탄화도가 아역청탄보다도 낮은 갈탄은, 산소 함유율이 너무 커서 원료 피치로부터의 탄소 섬유의 수율이 낮아진다고 하는 결점이 있다. 또한, 석탄화도가 역청탄보다도 높은 무연탄은, 산소 함유율 및 톨루엔 가용분 함유율이 작기 때문에 원료 피치의 용융 방사가 용이하지 않아진다고 하는 결점이 있다.As coal used as a raw material of the raw material pitch for carbon fiber manufacture, anthracite coal, bituminous coal, sub-bituminous coal, lignite, etc. are mentioned in order of high coalization degree, Among them, bituminous coal or sub-bituminous coal which has moderate coal degree is preferable. . Since bituminous coal and sub-bituminous coal have a relatively high content of toluene soluble and have a suitable oxygen content, the raw material pitch for producing carbon fiber in which oxygen content and toluene soluble content is within the above range by using bituminous coal and sub-bituminous coal as raw material coal. The yield can be increased. In addition, lignite having a lower degree of coalification than sub-bituminous coal has a drawback that the oxygen content is too large and the yield of carbon fibers from the raw material pitch is lowered. In addition, anthracite coal having a higher degree of coalification than bituminous coal has a drawback that melt spinning of the raw material pitch is not easy because the oxygen content rate and the toluene soluble content content rate are small.

[탄소 섬유 제조용 원료 피치의 제조 방법][Method for Producing Raw Material Pitch for Carbon Fiber Production]

계속해서, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 제조 방법에 대하여 설명한다.Then, the manufacturing method of the raw material pitch for carbon fiber manufacture is demonstrated.

당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 도 1에 도시하는 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 도 1 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 제조 방법은, 석탄의 용제 중에서 열 분해 및 추출 처리에 의해 석탄의 열 분해물인 무회탄을 형성하는 공정(열 분해물 형성 공정: 스텝 S1)과, 이 열 분해물 형성 공정에서 얻어진 무회탄을 저온 용제 추출 처리에 의해 가용 성분 및 불용 성분으로 분리하는 공정(분리 공정: 스텝 S2)과, 이 분리 공정에서 얻어진 가용 성분을 열 처리하는 공정(열 처리 공정: 스텝 S3)을 구비한다.The said raw material pitch for carbon fiber manufacture can be manufactured by the manufacturing method shown in FIG. The manufacturing method of the raw material pitch for carbon fiber manufacture is a process of forming ashless coal which is a thermal decomposition product of coal by the thermal decomposition and extraction process in the solvent of a coal (thermal decomposition product formation process: step S1), and this thermal decomposition product formation process Step (Separation step: step S2) and the step of heat treating the soluble component obtained in this separation step (heat treatment step: step S3) Equipped.

<열 분해물 형성 공정>Thermal decomposition product forming process

스텝 S1의 열 분해물 형성 공정에서는, 원료 석탄과 용제를 혼합한 슬러리를, 원료 석탄의 열 분해 온도 이상으로 가열하여, 열 분해한 원료 석탄의 가용 성분을 용제에 추출하고, 이 열 분해 온도에 있어서의 불용 성분을 분리함으로써 무회탄을 얻는다. 또한, 「무회탄」이란, 석탄을 개질한 개질탄이고, 회분 함유량이 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하, 보다 바람직하게는 1% 이하인 것을 말한다. 또한, 「회분」이란, JIS-M8812(2004)에 준거하여 측정되는 값을 의미한다.In the thermal decomposition product formation process of step S1, the slurry which mixed the raw material coal and the solvent is heated above the thermal decomposition temperature of the raw material coal, the soluble component of the thermally decomposed raw coal is extracted to a solvent, and at this thermal decomposition temperature Anthracite is obtained by separating insoluble components of. In addition, "ashless coal" is a modified coal which reformed coal, and it means that ash content is 5% or less, Preferably it is 3% or less, More preferably, it is 1% or less. In addition, "ash" means the value measured based on JIS-M8812 (2004).

상기 용제로서는, 원료 석탄을 용해하는 성질을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 단환 방향족 화합물, 나프탈렌, 메틸나프탈렌, 디메틸나프탈렌, 트리메틸나프탈렌 등의 2환 방향족 화합물, 안트라센 등의 3환 방향족 화합물 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 2환 방향족 화합물에는, 지방족 쇄를 갖는 나프탈렌류나 장쇄 지방족 쇄를 갖는 비페닐류가 포함된다.The solvent is not particularly limited as long as it has a property of dissolving raw coal, and examples thereof include monocyclic aromatic compounds such as benzene, toluene, and xylene, bicyclic aromatic compounds such as naphthalene, methylnaphthalene, dimethylnaphthalene, and trimethylnaphthalene, and anthracene. Tricyclic aromatic compounds, such as these, can be used. The bicyclic aromatic compound includes naphthalenes having aliphatic chains and biphenyls having long chain aliphatic chains.

상기 용제 중에서도, 석탄 건류 생성물로부터 정제한 석탄 유도체인 2환 내지 3환 방향족 화합물이 바람직하다. 석탄 유도체의 2환 방향족 화합물은, 가열 상태에서도 안정되어 있고, 석탄과의 친화성이 우수하다. 그로 인해, 용제로서 이러한 2환 방향족 화합물을 사용함으로써 용제에 추출되는 석탄 성분의 비율을 높일 수 있음과 동시에, 증류 등의 방법으로 용이하게 용제를 회수하여 순환 사용할 수 있다.Among the above solvents, a bicyclic to tricyclic aromatic compound which is a coal derivative purified from coal dry distillation products is preferable. The bicyclic aromatic compound of a coal derivative is stable also in a heated state, and is excellent in affinity with coal. Therefore, by using such a bicyclic aromatic compound as a solvent, the ratio of the coal component extracted to a solvent can be raised, and a solvent can be easily collect | recovered and circulated for use by methods, such as distillation.

슬러리의 가열 온도(열 분해 추출 온도)의 하한으로서는, 300℃가 바람직하고, 350℃가 더욱 바람직하고, 380℃가 더욱 바람직하다. 한편, 슬러리의 가열 온도의 상한으로서는 450℃가 바람직하고, 420℃가 보다 바람직하다. 슬러리의 가열 온도가 상기 하한에 미치지 않는 경우, 석탄을 구성하는 분자 사이의 결합을 충분히 약화시킬 수 없기 때문에, 예를 들어 원료 석탄으로서 저품위 탄을 사용한 경우에, 추출되는 무회탄의 재고화 온도를 높일 수 없을 우려나, 수율이 낮고 비경제적이 될 우려가 있다. 반대로, 슬러리의 가열 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 석탄의 열 분해 반응이 매우 활발해지기 때문에, 무회탄의 산소 함유율이 불충분해질 우려나, 생성한 열 분해 라디칼의 재결합이 일어남으로써 무회탄의 추출률이 저하될 우려가 있다.As a minimum of the heating temperature (pyrolysis extraction temperature) of a slurry, 300 degreeC is preferable, 350 degreeC is more preferable, and 380 degreeC is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the heating temperature of a slurry, 450 degreeC is preferable and 420 degreeC is more preferable. If the heating temperature of the slurry does not reach the lower limit, the bonds between the molecules constituting the coal cannot be sufficiently weakened, and thus, when, for example, low-grade coal is used as the raw coal, the inventory temperature of the ashless coal to be extracted is changed. There is a fear that it cannot be increased or the yield may be low and uneconomical. On the contrary, when the heating temperature of the slurry exceeds the above upper limit, the thermal decomposition reaction of coal becomes very active, so that the oxygen content of ashless coal may become insufficient, or the recombination of the produced pyrolysis radicals may occur, resulting in the extraction rate of ashless coal. This may fall.

열 분해물 형성 공정에서의 석탄으로의 추출률(무회탄의 수율)로서는, 원료가 되는 석탄의 품질에 따라 다르지만, 역청탄 또는 아역청탄의 경우에는 예를 들어 20질량% 이상 60질량% 이하가 된다.The extraction rate to coal in the pyrolysate forming step (yield of ashless coal) varies depending on the quality of the coal used as the raw material, but in the case of bituminous coal or sub-bituminous coal, for example, 20 mass% or more and 60 mass% or less.

<분리 공정><Separation process>

스텝 S2의 분리 공정에서는, 상기 스텝 S1의 열 분해물 형성 공정에 있어서 얻어진 무회탄을 저온 용제 추출 처리에 제공함으로써, 저온에서 용제 추출되는 비교적 저분자량의 가용 성분과 용제 추출되지 않는 비교적 고분자량의 불용 성분으로 분리한다. 이에 의해, 용융 방사 가능한 가용 성분이 얻어진다.In the separation step of step S2, by applying the ashless coal obtained in the thermal decomposition product forming step of step S1 to the low temperature solvent extraction treatment, a relatively low molecular weight soluble component that is solvent extracted at low temperature and a relatively high molecular weight insoluble that is not solvent extracted. Separate into components. As a result, a soluble component capable of melt spinning is obtained.

보다 상세하게는, 분쇄한 무회탄을 용제 중에 분산한 슬러리를 제조하고, 이 슬러리를 소정의 온도 범위 내에서 일정 시간 유지하고 나서, 슬러리 중의 고형분 즉 불용 성분과, 액체분 즉 가용 성분이 용출된 용제를 분리한다.More specifically, a slurry obtained by dispersing pulverized anthracite in a solvent is prepared, and the slurry is maintained within a predetermined temperature range for a predetermined time, and then solid content, that is, an insoluble component, and a liquid, that is, a soluble component, in the slurry are eluted. Separate the solvent.

용제에 분산되는 무회탄의 평균 입경의 하한으로서는, 50㎛가 바람직하고, 100㎛가 보다 바람직하다. 한편, 용제에 분산하는 무회탄의 평균 입경의 상한으로서는 3mm가 바람직하고, 1mm가 보다 바람직하다. 용제에 분산하는 무회탄의 평균 입경이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 추출한 가용 성분을 포함하는 액체와, 불용 성분인 고형분을 분리하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 반대로, 용제에 분산되는 무회탄의 평균 입경이 상기 상한을 초과하는 경우, 가용 성분의 추출 효율이 저하될 우려가 있다. 또한, 「평균 입경」이란, 레이저 회절 산란법에 의해 측정되는 입도 분포에 있어서 체적 적산값 50%가 되는 입경을 의미한다.As a minimum of the average particle diameter of the ashless coal disperse | distributed in a solvent, 50 micrometers is preferable and 100 micrometers is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the average particle diameter of the ashless coal disperse | distributing in a solvent, 3 mm is preferable and 1 mm is more preferable. When the average particle diameter of the ashless coal disperse | distributed in a solvent does not reach the said minimum, there exists a possibility that it may become difficult to separate the liquid containing the extracted soluble component and the solid content which is an insoluble component. On the contrary, when the average particle diameter of the ashless coal dispersed in a solvent exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the extraction efficiency of a soluble component may fall. In addition, an "average particle diameter" means the particle diameter which turns into a volume integrated value 50% in the particle size distribution measured by the laser diffraction scattering method.

상기 슬러리의 용제에 대한 무회탄의 혼합율의 하한으로서는, 3질량%가 바람직하고, 5질량%가 보다 바람직하다. 한편, 용제에 대한 무회탄의 혼합률의 상한으로서는 40질량%가 바람직하고, 30질량%가 보다 바람직하다. 용제에 대한 무회탄의 혼합률이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 제조 효율이 낮고, 비경제가 될 우려가 있다. 반대로, 용제에 대한 무회탄의 혼합률이 상기 상한을 초과하는 경우, 슬러리의 취급이나 불용 성분의 분리가 곤란해질 우려가 있다.As a minimum of the mixing ratio of the ashless coal with respect to the solvent of the said slurry, 3 mass% is preferable and 5 mass% is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the mixing ratio of the ashless coal with respect to a solvent, 40 mass% is preferable and 30 mass% is more preferable. If the mixing ratio of the ashless coal to the solvent does not fall below the lower limit, the production efficiency is low and there is a risk of becoming uneconomical. On the contrary, when the mixing ratio of ashless coal to the solvent exceeds the above upper limit, there is a possibility that handling of the slurry and separation of insoluble components may become difficult.

가용 성분이 용출된 용제와 불용 성분의 분리 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 여과법, 원심 분리법, 중력 침강법 등의 공지된 분리 방법, 또는 이들 중의 2법의 조합을 채용할 수 있다. 이들 중에서도, 유체의 연속 조작이 가능하고, 저비용으로 대량의 처리에도 적합하고, 또한 불용 성분을 확실하게 제거할 수 있는 원심 분리법과 여과법의 조합이 바람직하다.The separation method of the solvent and the insoluble component in which the soluble component elutes is not particularly limited, and known separation methods such as filtration, centrifugal separation, gravity sedimentation, or a combination of two methods thereof can be employed. Among these, the combination of the centrifugal separation method and the filtration method which can continuously operate a fluid, is suitable for a large amount of processing at low cost, and can remove an insoluble component reliably is preferable.

이와 같이 하여 불용 성분을 분리한 액체(상청액)로부터 용제를 제거함으로써, 무회탄의 가용 성분이 분리 회수되고, 고형분 농축액으로부터 용제를 제거함으로써, 무회탄의 불용 성분이 분리 회수된다. 상기 상청액 및 고형분 농축액으로부터 용제를 제거하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고, 일반적인 증류법이나 증발법 등을 사용할 수 있다. 특히 불용 성분으로부터의 용제의 제거는, 용제를 회수하여 재이용하기 위하여 증류에 의한 것이 바람직하다.In this way, by removing the solvent from the liquid (supernatant) from which the insoluble component is separated, the soluble component of ashless coal is separated and recovered, and the insoluble component of the ashless coal is separated and recovered by removing the solvent from the solid content concentrate. The method of removing the solvent from the supernatant and the solid concentrate is not particularly limited, and a general distillation method or an evaporation method can be used. In particular, the removal of the solvent from the insoluble component is preferably by distillation in order to recover and reuse the solvent.

상기 분리 공정에서 사용하는 용제로서는, 무회탄의 저분자량 성분을 용출할 수 있는 것이면 되고, 상기 열 분해물 형성 공정에 사용하는 용제와 동일한 것을 사용할 수 있다. 분리 공정용의 용제로서는, 그 중에서 낮은 온도, 바람직하게는 상온에서 충분한 추출률이 얻어지는 용제가 바람직하고, 그러한 바람직한 용제로서는, 예를 들어 피리딘, 메틸나프탈렌, 테트라히드로푸란, 안트라센 등을 들 수 있다.As a solvent used at the said separation process, what is necessary is just to be able to elute the low molecular weight component of ashless coal, and the same thing as the solvent used for the said thermal decomposition product formation process can be used. As a solvent for a separation process, the solvent from which a sufficient extraction rate is obtained at low temperature, Preferably normal temperature is preferable, and as such a preferable solvent, pyridine, methylnaphthalene, tetrahydrofuran, anthracene, etc. are mentioned, for example.

분리 공정에서의 용제 추출 처리 온도는, 용제의 종류에 따라 최적인 온도가 상이하다. 그러나, 일반적으로, 용제 추출 처리 온도로서는, 300℃ 미만이 바람직하고, 200℃ 이하가 보다 바람직하고, 150℃ 이하가 더욱 바람직하다. 한편, 용제 추출 처리 온도의 하한으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 상온, 예를 들어 20℃가 바람직하다. 용제 추출 처리 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 추출되는 가용성분의 분자량이 커짐으로써 연화 온도가 너무 높아지고, 용융 방사 시에 방사 효율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 용제 추출 처리 온도가 상기 하한에 미치지 않는 경우, 냉각이 필요해지고, 불필요하게 비용이 상승할 우려가 있다.The solvent extraction process temperature in a separation process differs in the optimal temperature according to the kind of solvent. However, generally as solvent extraction process temperature, less than 300 degreeC is preferable, 200 degrees C or less is more preferable, 150 degrees C or less is further more preferable. In addition, as a minimum of a solvent extraction process temperature, although it does not specifically limit, Normal temperature, for example, 20 degreeC is preferable. When the solvent extraction treatment temperature exceeds the above upper limit, the molecular weight of the soluble component to be extracted increases, so that the softening temperature is too high and the spinning efficiency may be lowered during melt spinning. On the contrary, when solvent extraction process temperature does not reach the said minimum, cooling may be needed and a cost may increase unnecessarily.

분리 공정에서의 추출 시간, 즉 상기 용제 추출 처리 온도에서 유지되는 시간의 하한으로서는 10분이 바람직하고, 15분이 보다 바람직하다. 한편, 추출 시간의 상한으로서는 120분이 바람직하고, 90분이 보다 바람직하다. 추출 시간이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 무회탄의 저분자량 성분을 충분히 용출시킬 수 없을 우려가 있다. 반대로, 추출 시간이 상기 상한을 초과하는 경우, 제조 비용이 불필요하게 증대될 우려가 있다.As a minimum of the extraction time in a separation process, ie, the time hold | maintained at the said solvent extraction process temperature, 10 minutes are preferable and 15 minutes are more preferable. On the other hand, as an upper limit of extraction time, 120 minutes are preferable and 90 minutes are more preferable. When extraction time does not reach the said minimum, there exists a possibility that it may not fully elute the low molecular weight component of ashless coal. On the contrary, when extraction time exceeds the said upper limit, there exists a possibility that manufacturing cost may increase unnecessarily.

분리 공정에서의 무회탄으로부터의 가용 성분의 추출률의 하한으로서는, 10질량%가 바람직하고, 20질량%가 보다 바람직하고, 30질량%가 더욱 바람직하다. 한편, 무회탄으로부터의 가용 성분의 추출률 상한으로서는 90질량%가 바람직하고, 70질량%가 보다 바람직하고, 50질량%가 더욱 바람직하다. 분리 공정에서의 무회탄으로부터의 가용 성분의 추출률이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 수율이 낮고, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 제조 비용이 증가할 우려가 있다. 반대로, 분리 공정에서의 무회탄으로부터의 가용 성분의 추출률이 상기 상한을 초과하는 경우, 가용 성분의 연화 온도가 높아지고, 방사 효율이 저하될 우려가 있다.As a minimum of the extraction rate of the soluble component from ashless coal in a separation process, 10 mass% is preferable, 20 mass% is more preferable, 30 mass% is further more preferable. On the other hand, as an upper limit of the extraction rate of the soluble component from ashless coal, 90 mass% is preferable, 70 mass% is more preferable, 50 mass% is further more preferable. When the extraction rate of the soluble component from ashless coal in a separation process does not reach the said lower limit, a yield is low and there exists a possibility that the manufacturing cost of the raw material pitch for carbon fiber manufacture may increase. On the contrary, when the extraction rate of the soluble component from the ashless coal in the separation process exceeds the above upper limit, the softening temperature of the soluble component may be high and the spinning efficiency may be lowered.

<열 처리 공정><Heat treatment process>

스텝 S3의 열 처리 공정에서는, 스텝 S2의 분리 공정에서 얻어진 가용 성분을 가열하여 저분자량 성분을 휘발시킴과 함께, 저온에서 열 분해하는 성분을 미리 분해하여 제거함으로써, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 얻는다. 이와 같이, 용융 방사를 저해하는 경우가 있는 휘발성 성분 및 분해성 성분을 미리 제거함으로써, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 용융 방사가 용이하게 되고, 비교적 저렴하게 인장 강도가 우수한 탄소 섬유를 제조 가능하게 한다.In the heat treatment step of step S3, the soluble component obtained in the separation step of step S2 is heated to volatilize the low molecular weight component, and the raw material pitch for carbon fiber production is obtained by decomposing and removing the component thermally decomposed at low temperature in advance. . Thus, by removing the volatile component and the decomposable component which may inhibit melt spinning in advance, the raw material pitch for producing the carbon fiber facilitates melt spinning and enables the production of carbon fibers excellent in tensile strength at a relatively low cost. .

상기 열 처리는, 비산화성 가스 분위기 중에서 가열하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 비산화성 가스 분위기 중에서 가열하여 산화 가교를 방지함으로써 연화 온도의 상승 등의 문제를 방지할 수 있다. 상기 비산화성 가스로서는, 피치의 산화를 억제할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 경제적 관점에서 질소 가스가 보다 바람직하다.It is preferable to heat the said heat processing in non-oxidizing gas atmosphere. In this way, problems such as an increase in softening temperature can be prevented by heating in a non-oxidizing gas atmosphere to prevent oxidative crosslinking. The non-oxidizing gas is not particularly limited as long as the oxidation of the pitch can be suppressed, but nitrogen gas is more preferable from an economic point of view.

또한, 상기 열 처리는, 감압 상태에서 행하는 것이 바람직하다. 이렇게 감압 상태에서 열 처리함으로써, 휘발성 성분의 증기 및 열 분해물의 가스를 피치로부터 효율적으로 제거할 수 있다.In addition, it is preferable to perform the said heat processing in a reduced pressure state. By heat-processing in the pressure reduction state in this way, the vapor of the volatile component and the gas of a thermal decomposition product can be efficiently removed from a pitch.

상기 열 처리 공정에서의 열 처리 온도의 하한으로서는, 150℃가 바람직하고, 170℃가 더욱 바람직하고, 200℃가 더욱 바람직하다. 한편, 상기 열 처리 온도의 상한으로서는 350℃가 바람직하고, 320℃가 더욱 바람직하고, 280℃가 더욱 바람직하다. 상기 열 처리 온도가 상기 하한에 미치지 않는 경우, 가용 성분 중의 휘발성 성분을 충분히 제거할 수 없고, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 예사성이 불충분해지고, 방사 효율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 상기 열 처리 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 불필요하게 에너지 비용이 증대될 우려나, 유용한 성분이 열 분해되어서 탄소 섬유의 제조 효율이 저하될 우려나, 또한 탄소화가 진행되어 방사성이 저하될 우려가 있다.As a minimum of the heat processing temperature in the said heat processing process, 150 degreeC is preferable, 170 degreeC is more preferable, and 200 degreeC is still more preferable. On the other hand, as an upper limit of the said heat processing temperature, 350 degreeC is preferable, 320 degreeC is more preferable, 280 degreeC is more preferable. When the said heat processing temperature does not reach the said minimum, the volatile component in a soluble component cannot fully be removed, there is a possibility that the sharpness of the raw material pitch for carbon fiber manufacture becomes inadequate, and spin efficiency may fall. On the contrary, when the heat treatment temperature exceeds the upper limit, the energy cost may be unnecessarily increased, the useful component may be thermally decomposed to reduce the production efficiency of the carbon fiber, and carbonization may be progressed to reduce the radioactivity. There is concern.

또한, 열 처리 공정에서의 열 처리 온도는, 스텝 S2의 분리 공정에서의 용제 추출 처리 온도보다도 높은 것이 바람직하다. 이와 같이, 열 처리 온도가 용제 추출 처리 온도보다도 높음으로써, 비점이 용제 추출 처리 온도보다도 높은 휘발성 성분을 피치로부터 제거할 수 있다. 이에 의해, 방사 시에 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치로부터 휘발성 성분이 빠져나옴으로써, 기공이 형성되거나 실 형상체가 단선되는 것을 방지할 수 있다.Moreover, it is preferable that the heat processing temperature in a heat processing process is higher than the solvent extraction process temperature in the separation process of step S2. In this way, when the heat treatment temperature is higher than the solvent extraction treatment temperature, the volatile component having a boiling point higher than the solvent extraction treatment temperature can be removed from the pitch. As a result, the volatile components escape from the raw material pitch for producing carbon fiber at the time of spinning, thereby preventing the formation of pores or disconnection of the yarn.

또한, 열 처리 공정에서의 열 처리 온도는, 용융 방사 온도보다도 높은 것이 보다 바람직하다. 이와 같이, 열 처리 온도가 용융 방사 온도보다도 높음으로써, 용융 방사 시에 열 분해될 수 있는 성분을 이 열처리 공정에 있어서 미리 열 분해하여 제거할 수 있다. 이에 의해, 방사 시에 생성되는 열 분해물이 피치를 방사한 실 형상체를 단선하거나, 이들의 열 분해물이 최종적으로 얻어지는 탄소 섬유 중에 결함을 형성하는 것을 방지할 수 있다.In addition, the heat treatment temperature in the heat treatment step is more preferably higher than the melt spinning temperature. As described above, since the heat treatment temperature is higher than the melt spinning temperature, components that can be thermally decomposed at the time of melt spinning can be thermally decomposed and removed in advance in this heat treatment step. Thereby, it can prevent that the thermal decomposition product produced | generated at the time of spinning cut | disconnects the yarn shape which radiated the pitch, or forms these defects in the carbon fiber finally obtained by these thermal decomposition products.

상기 열 처리 공정에서의 열 처리 시간(상기 열처리 온도로 유지되는 시간)의 하한으로서는, 10분이 바람직하고, 15분이 보다 바람직하다. 한편, 상기 열 처리 공정에서의 열 처리 시간의 상한으로서는 120분이 바람직하고, 90분이 보다 바람직하다. 상기 열 처리 공정에서의 열 처리 시간이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 저분자량 성분을 충분히 제거할 수 없을 우려가 있다. 반대로, 상기 열 처리 공정에서의 열 처리 시간이 상기 상한을 초과하는 경우, 불필요하게 처리 비용이 증대될 우려가 있다.As a minimum of the heat processing time (time maintained by the said heat processing temperature) in the said heat processing process, 10 minutes are preferable and 15 minutes are more preferable. On the other hand, as an upper limit of the heat processing time in the said heat processing process, 120 minutes are preferable and 90 minutes are more preferable. When the heat treatment time in the heat treatment step is less than the lower limit, there is a fear that the low molecular weight component cannot be sufficiently removed. On the contrary, when the heat treatment time in the heat treatment step exceeds the upper limit, there is a fear that the treatment cost unnecessarily increases.

가용 성분을 열 처리하여 얻어지는 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 연화 온도의 하한으로서는, 150℃가 바람직하고, 170℃가 보다 바람직하다. 한편, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 연화 온도의 상한으로서는 280℃가 바람직하고, 250℃가 보다 바람직하다. 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 연화 온도가 상기 하한에 미치지 않는 경우, 불융화 처리 온도를 높일 수 없어, 불융화 처리가 비효율이 될 우려가 있다. 반대로, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 연화 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 용융 방사 온도를 높일 필요가 있고, 방사가 불안정해질 우려나, 비용이 증대될 우려가 있다. 또한, 「연화 온도」란, ASTM-D36에 준거한 링 앤드 볼법에 의해 측정되는 값이다.As a minimum of the softening temperature of the raw material pitch for carbon fiber manufacture obtained by heat-processing a soluble component, 150 degreeC is preferable and 170 degreeC is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the softening temperature of the raw material pitch for carbon fiber manufacture, 280 degreeC is preferable and 250 degreeC is more preferable. When the softening temperature of the said raw material pitch for carbon fiber manufacture does not fall below the said minimum, an incompatible process temperature cannot be raised and there exists a possibility that an incompatible process may become inefficient. On the contrary, when the softening temperature of the raw material pitch for carbon fiber production exceeds the upper limit, it is necessary to increase the melt spinning temperature, and there is a fear that the spinning may become unstable or the cost may increase. In addition, "softening temperature" is a value measured by the ring-and-ball method based on ASTM-D36.

이 열 처리 공정에서의 상기 분리 공정에서 얻은 가용 성분으로부터의 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 수율 하한으로서는, 80질량%가 바람직하고, 85질량%가 보다 바람직하다. 한편, 열 처리 공정에서의 가용 성분으로부터의 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 수율 상한으로서는 98질량%가 바람직하고, 96질량%가 보다 바람직하다. 열 처리 공정에서의 가용 성분으로부터의 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 수율이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 불필요하게 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 수율이 저하될 우려가 있다. 반대로, 열 처리 공정에서의 가용 성분으로부터의 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 수율이 상기 상한을 초과하는 경우, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치 중으로의 휘발성 성분이나 저온에서 열 분해되는 성분의 잔류에 의해, 피치의 예사성이 불충분해지고, 방사 효율이 저하될 우려가 있다.As a lower limit of the yield of the said raw material pitch for carbon fiber manufacture from the soluble component obtained at the said separation process in this heat processing process, 80 mass% is preferable and 85 mass% is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the yield of the raw material pitch for carbon fiber manufacture from the soluble component in a heat processing process, 98 mass% is preferable and 96 mass% is more preferable. If the yield of the raw material pitch for producing carbon fiber from the soluble component in the heat treatment step does not reach the lower limit, there is a possibility that the yield of the raw material pitch for producing carbon fiber may be unnecessarily reduced. On the contrary, when the yield of the said raw material pitch for carbon fiber manufacture from a soluble component in a heat processing process exceeds the said upper limit, the pitch will remain by the remainder of the volatile component and the component thermally decomposed at low temperature in the said raw material pitch for carbon fiber manufacture. There is a possibility that the sharpness of the resin may be insufficient, and the radiation efficiency may decrease.

[탄소 섬유의 제조 방법][Method of producing carbon fiber]

또한, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 사용하여 탄소 섬유를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.Moreover, the method to manufacture carbon fiber using the raw material pitch for carbon fiber manufacture is demonstrated.

당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 사용하는 탄소 섬유의 제조 방법은, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 용융 방사하는 공정과, 이 용융 방사에 의해 얻어지는 실 형상체를 불융화하는 공정과, 불융화한 실 형상체를 탄소화하는 공정을 구비한다.The manufacturing method of the carbon fiber using the raw material pitch for carbon fiber manufacture includes the process of melt spinning the said raw material pitch for carbon fiber manufacture, the process of infusifying the yarn-shaped body obtained by this melt spinning, and the unfused yarn form. It is equipped with the process of carbonizing an upper body.

<용융 방사 공정>Melt Spinning Process

용융 방사 공정에서는, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 공지된 방사 장치를 사용하여 용융 방사한다. 즉, 용융 상태의 원료 피치를 노즐(구금)을 통과시킴으로써 실 형상으로 성형하고, 냉각에 의해 원료 피치의 형상을 실 형상으로 고정한다.In the melt spinning step, the raw material pitch for producing the carbon fiber is melt spun using a known spinning device. That is, the raw material pitch in the molten state is formed into a thread shape by passing through a nozzle (detention), and the shape of the raw material pitch is fixed to the thread shape by cooling.

이 용융 방사에 사용하는 노즐로서는, 공지된 것을 사용하면 되고, 예를 들어 직경 0.1mm 이상 0.5mm 이하, 길이 0.2mm 이상 1mm 이하의 것을 사용할 수 있다. 원료 피치를 용융 방사한 실 형상체는, 예를 들어 직경 100mm 이상 300mm 이하 정도의 드럼에 의해 권취된다.What is necessary is just to use a well-known thing as a nozzle used for this melt spinning, For example, the thing of diameter 0.1mm or more and 0.5mm or less, length 0.2mm or more and 1mm or less can be used. The yarn-shaped body which melt-spun the raw material pitch is wound up by the drum of about 100 mm or more and about 300 mm or less in diameter, for example.

용융 방사 온도의 하한으로서는, 180℃가 바람직하고, 200℃가 보다 바람직하다. 한편, 용융 방사 온도의 상한으로서는 350℃가 바람직하고, 300℃가 보다 바람직하다. 용융 방사 온도가 상기 하한에 미치지 않는 경우, 원료 피치의 용융이 불충분해져 안정된 방사를 할 수 없을 우려가 있다. 반대로, 용융 방사 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 원료 피치 중의 성분이 열 분해하여 방사한 실 형상체가 단선될 우려가 있다.As a minimum of melt spinning temperature, 180 degreeC is preferable and 200 degreeC is more preferable. On the other hand, as an upper limit of melt spinning temperature, 350 degreeC is preferable and 300 degreeC is more preferable. When melt spinning temperature does not reach the said minimum, there exists a possibility that melting of a raw material pitch may become inadequate and stable spinning may not be possible. On the contrary, when melt spinning temperature exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the thread-shaped body which the component in the raw material pitch thermally decomposed and radiated may be disconnected.

용융 방사의 선 속도의 하한으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 100m/min이 바람직하고, 150m/min이 보다 바람직하다. 한편, 용융 방사의 선 속도의 상한으로서는 500m/min이 바람직하고, 400m/min이 보다 바람직하다. 용융 방사의 선 속도가 상기 하한에 미치지 않는 경우, 제조 효율이 낮고, 탄소 섬유가 고가가 될 우려가 있다. 반대로, 용융 방사의 선 속도가 상기 상한을 초과하는 경우, 방사가 불안정해짐으로써 도리어 제조 효율이 저하되고, 탄소 섬유가 역시 고가가 될 우려가 있다.Although it does not specifically limit as a minimum of the linear velocity of melt spinning, 100 m / min is preferable and 150 m / min is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the linear velocity of melt spinning, 500 m / min is preferable and 400 m / min is more preferable. When the linear velocity of melt spinning does not reach the said minimum, there exists a possibility that manufacturing efficiency may be low and carbon fiber may become expensive. On the contrary, when the linear velocity of melt spinning exceeds the said upper limit, spinning will become unstable and manufacturing efficiency will fall, and carbon fiber may also become expensive.

용융 방사에 있어서 방사하는 실 형상체의 평균 직경의 하한으로서는, 5㎛가 바람직하고, 7㎛가 보다 바람직하다. 한편, 용융 방사에 있어서 방사하는 실 형상체의 평균 직경의 상한으로서는 20㎛가 바람직하고, 15㎛가 보다 바람직하다. 실 형상체의 평균 직경이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 안정되게 방사할 수 없을 우려가 있다. 반대로, 실 형상체의 평균 직경이 상기 상한을 초과하는 경우, 실 형상체의 가요성이 불충분해질 우려가 있다.As a minimum of the average diameter of the yarn-shaped object spun in melt spinning, 5 micrometers is preferable and 7 micrometers is more preferable. On the other hand, as an upper limit of the average diameter of the yarn-shaped object spun in melt spinning, 20 micrometers is preferable and 15 micrometers is more preferable. When the average diameter of a yarn is less than the said minimum, there exists a possibility that it may be unable to stably spin. On the contrary, when the average diameter of a yarn body exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the flexibility of a yarn body may become inadequate.

<불융화 공정><Incompatibility Process>

불융화 공정에서는, 용융 방사 공정에서 얻어지는 실 형상체를 산소를 포함하는 분위기 중에서 가열함으로써 가교하여 불융화한다. 산소를 포함하는 분위기로서는, 일반적으로 공기가 사용된다.In the infusible process, the yarn-like body obtained in the melt spinning process is crosslinked and infusified by heating in an atmosphere containing oxygen. As an atmosphere containing oxygen, air is generally used.

불융화 처리 온도의 하한으로서는, 150℃가 바람직하고, 200℃가 보다 바람직하다. 한편, 불융화 처리 온도의 상한으로서는 300℃가 바람직하고, 280℃가 보다 바람직하다. 불융화 처리 온도가 상기 하한에 미치지 않는 경우, 불융화가 불충분해질 우려나, 불융화 처리 시간이 길어져, 비효율이 될 우려가 있다. 반대로, 불융화 처리 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 산소 가교되기 전에 실 형상체가 용융될 우려가 있다.As a minimum of incompatibility process temperature, 150 degreeC is preferable and 200 degreeC is more preferable. On the other hand, 300 degreeC is preferable and 280 degreeC is more preferable as an upper limit of an incompatible process temperature. If the incompatibility treatment temperature does not fall below the lower limit, there is a fear that the incompatibility becomes insufficient, or the incompatibility treatment time becomes long, resulting in inefficiency. On the contrary, when the insolubilization treatment temperature exceeds the above upper limit, there is a fear that the yarn-like body melts before oxygen crosslinking.

불융화 처리 시간의 하한으로서는, 10분이 바람직하고, 20분이 보다 바람직하다. 한편, 불융화 처리 시간의 상한으로서는 120분이 바람직하고, 90분이 보다 바람직하다. 불융화 처리 시간이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 불융화가 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 불융화 처리 시간이 상기 상한을 초과하는 경우, 불필요하게 탄소 섬유의 제조 비용이 증대될 우려가 있다.As a minimum of incompatibility treatment time, 10 minutes are preferable and 20 minutes are more preferable. On the other hand, 120 minutes are preferable and 90 minutes are more preferable as an upper limit of the incompatibilization treatment time. If the incompatibility treatment time is less than the lower limit, there is a fear that the incompatibility becomes insufficient. On the contrary, when the incompatibility treatment time exceeds the above upper limit, there is a fear that the manufacturing cost of the carbon fiber is unnecessarily increased.

<탄소화 공정>Carbonization Process

탄소화 공정에서는, 불융화 공정에서 불융화한 실 형상체를 가열하여 탄소화 함으로써, 탄소 섬유를 얻는다.In a carbonization process, carbon fiber is obtained by heating and carbonizing the yarn-shaped object incompatible in the infusible process.

구체적으로는, 실 형상체를 전기로 등의 임의의 가열 장치에 장입하고, 내부를 비산화성 가스로 치환한 후, 이 가열 장치 내에 비산화성 가스를 불어 넣으면서 가열한다.Specifically, the yarn is charged into an arbitrary heating device such as an electric furnace, and the inside is replaced with a non-oxidizing gas, followed by heating while blowing the non-oxidizing gas into the heating device.

탄소화 공정에서의 열 처리 온도의 하한으로서는, 700℃가 바람직하고, 800℃가 보다 바람직하다. 한편, 열 처리 온도의 상한으로서는 3000℃가 바람직하고, 2800℃가 보다 바람직하다. 열 처리 온도가 상기 하한에 미치지 않는 경우, 탄소화가 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 열 처리 온도가 상기 상한을 초과하는 경우, 설비의 내열성 향상이나 연료 소비량의 관점에서 제조 비용이 상승할 우려가 있다.As a minimum of the heat processing temperature in a carbonization process, 700 degreeC is preferable and 800 degreeC is more preferable. On the other hand, as an upper limit of heat processing temperature, 3000 degreeC is preferable and 2800 degreeC is more preferable. If the heat treatment temperature does not reach the lower limit, there is a fear that the carbonization becomes insufficient. On the contrary, when heat processing temperature exceeds the said upper limit, there exists a possibility that manufacturing cost may rise from the viewpoint of the heat resistance improvement of a facility, or fuel consumption.

탄소화 공정에서의 가열 시간도 탄소 재료에 요구되는 특성에 따라 적절히 설정하면 되고, 특별히 제한되지 않지만, 가열 시간으로서는 15분 이상 10시간 이하가 바람직하다. 가열 시간이 상기 하한에 미치지 않는 경우, 탄소화가 불충분해질 우려가 있다. 반대로, 가열 시간이 상기 상한을 초과하는 경우, 탄소 재료의 생산 효율이 저하될 우려가 있다.What is necessary is just to set the heating time in a carbonization process suitably also according to the characteristic calculated | required by a carbon material, Although it does not restrict | limit especially, As heating time, 15 minutes or more and 10 hours or less are preferable. When heating time does not reach the said minimum, there exists a possibility that carbonization may become inadequate. On the contrary, when heating time exceeds the said upper limit, there exists a possibility that the production efficiency of a carbon material may fall.

상기 비산화성 가스로서는, 탄소 재료의 산화가 억제되는 것이라면 특별히 한정되지 않지만, 경제적 관점에서 질소 가스가 바람직하다.The non-oxidizing gas is not particularly limited as long as the oxidation of the carbon material is suppressed, but nitrogen gas is preferable from an economic point of view.

[그 밖의 실시 형태][Other Embodiments]

상기 실시 형태는, 본 발명의 구성을 한정하는 것은 아니다. 따라서, 상기 실시 형태는, 본 명세서의 기재 및 기술 상식에 기초하여 상기 실시 형태 각 부의 구성 요소의 생략, 치환 또는 추가가 가능하고, 그것들은 모두 본 발명의 범위에 속하는 것이라고 해석되어야 한다.The said embodiment does not limit the structure of this invention. Therefore, based on description and technical common sense of this specification, the said embodiment can abbreviate | omit, substitute, or add the component of each said part, and it should be interpreted that they all belong to the scope of the present invention.

예로서, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 제조 방법에 있어서, 열 분해물 형성 공정으로 슬러리 중의 회분 등과 무회탄을 분리하지 않고, 이 회분 등을 다음 분리 공정에서 무회탄 중의 불용 성분과 함께 분리해도 된다.For example, in the production method of the raw material pitch for producing carbon fiber, the ash and the like in the slurry may not be separated in the thermal decomposition product forming step, and the ash and the like may be separated together with the insoluble component in the ashless coal in the next separation step.

또한, 당해 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 제조 방법에 있어서, 열 처리 공정은 생략해도 된다.In addition, in the manufacturing method of the raw material pitch for carbon fiber manufacture, a heat processing process may be abbreviate | omitted.

실시예Example

이하, 실시예에 기초하여 본 발명을 상세하게 설명하지만, 이 실시예의 기재에 기초하여 본 발명이 한정적으로 해석되는 것은 아니다.Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not interpreted limitedly based on description of this Example.

<탄소 섬유 제조용 원료 피치><Raw material pitch for carbon fiber manufacturing>

이하에 설명하는 것처럼, 제조 조건이 다른 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2를 시험 제작하고, 이들의 원료 피치의 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2를 동일 조건에서 용융 방사, 불융화 및 탄소화함으로써 각각 탄소 섬유를 시험 제작하였다.As described below, Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 of raw material pitches for producing carbon fiber having different production conditions were tested and manufactured, and Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 of these raw material pitches were the same. Carbon fibers were each fabricated by melt spinning, infusible, and carbonizing under conditions.

(실시예 1)(Example 1)

원료 석탄으로서, 산소 함유율이 무수 무회 베이스로 6.5질량%인 오스트레일리아 출산의 역청탄을 사용하였다. 우선, 1mm 이하로 분쇄한 상기 역청탄 1kg을 메틸나프탈렌 5kg에 혼합하여 오토클레이브에 장전하고, 질소 분위기 중에서 400℃에서 1시간 유지하고 나서 냉각하여 열 분해물을 얻었다. 이어서, 이 열 분해물에, 추가로 메틸나프탈렌 5kg을 첨가하여 추출 온도 60℃에서 1시간 교반함으로써 가용 성분을 추출하고 나서 여과하고, 얻어진 여과액을 감압 증류하여 가용 성분을 분리하였다. 이 가용 성분을 열 처리 온도 230℃의 질소 분위기 하에서 1시간 열 처리함으로써, 실시예 1의 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 얻었다.As raw material coal, bituminous coal from Australia produced with 6.5 mass% of oxygen-free anhydrous ashless base was used. First, 1 kg of the above-mentioned bituminous coal pulverized to 1 mm or less was mixed with 5 kg of methylnaphthalene, loaded into an autoclave, kept at 400 ° C for 1 hour in a nitrogen atmosphere, and cooled to obtain a thermal decomposition product. Subsequently, 5 kg of methylnaphthalene was further added to this pyrolyzed product, and the soluble component was extracted by stirring for 1 hour at the extraction temperature of 60 degreeC, and the filtrate obtained was distilled under reduced pressure, and the soluble component was isolate | separated. The raw material pitch for carbon fiber manufacture of Example 1 was obtained by heat-processing this soluble component for 1 hour in nitrogen atmosphere of the heat processing temperature of 230 degreeC.

(실시예 2 내지 6)(Examples 2 to 6)

실시예 2는, 추출 온도를 80℃로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일 조건에서 시험 제작하였다. 실시예 3은, 추출 온도를 100℃로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일 조건에서 시험 제작하였다. 실시예 4는, 열 처리 온도를 250℃로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일 조건에서 시험 제작하였다. 실시예 5는, 추출 온도를 80℃로 하고, 열 처리 온도를 250℃로 한 것 이외에는 상기 실시예 1과 동일 조건에서 시험 제작하였다. 실시예 6은, 추출 온도를 100℃로 하고, 열 처리 온도를 250℃로 한 이외에는 상기 실시예 1과 동일 조건에서 시험 제작하였다.Example 2 was produced under the same conditions as in Example 1 except that the extraction temperature was 80 ° C. Example 3 was produced under the same conditions as in Example 1 except that the extraction temperature was 100 ° C. Example 4 was tested and manufactured on the same conditions as the said Example 1 except having made heat processing temperature into 250 degreeC. Example 5 produced and tested on the conditions similar to Example 1 except having made extraction temperature into 80 degreeC and heat processing temperature into 250 degreeC. Example 6 produced and tested on the conditions similar to Example 1 except having made extraction temperature into 100 degreeC, and heat processing temperature into 250 degreeC.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

실시예 1과 같은 역청탄을 1mm 이하로 분쇄한 것 1kg을 메틸나프탈렌 5kg에 혼합하여 오토클레이브에 장전하고, 질소 분위기 중에서 400℃에서 1시간 유지하고 나서 여과한 무회탄을 열 처리 온도 200℃의 질소 분위기 하에서 1시간 열 처리함으로써, 비교예 1의 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 얻었다.1 kg of the same bituminous coal as in Example 1 was pulverized to 1 mm or less, mixed with 5 kg of methylnaphthalene, loaded into an autoclave, and maintained at 400 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere. By heat-processing in atmosphere for 1 hour, the raw material pitch for carbon fiber manufacture of the comparative example 1 was obtained.

(비교예 2)(Comparative Example 2)

비교예 2의 탄소 섬유 제조용 원료 피치로서, 산소 함유량 0.9질량%, 톨루엔 가용분 함유량 64질량%의 시판하고 있는 경 피치를 준비하고, 이것을 열 처리 온도 350℃의 질소 분위기 하에서 20시간 열 처리함으로써, 비교예 2의 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 얻었다.As a raw material pitch for carbon fiber manufacture of the comparative example 2, the commercially available diameter pitch of 0.9 mass% of oxygen content and 64 mass% of toluene soluble content is prepared, and this is heat-processed in nitrogen atmosphere of 350 degreeC of heat processing temperature for 20 hours, The raw material pitch for carbon fiber manufacture of the comparative example 2 was obtained.

<성분 분석><Component Analysis>

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2의 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 산소 함유율을 JIS-M8813(2004)에 준거하여 측정하였다. 또한, 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2의 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 톨루엔 가용분 함유율을 JIS-K2207(1996)에 준거하여 측정하였다.The oxygen content rate of the raw material pitch for carbon fiber manufacture of the said Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 was measured based on JIS-M8813 (2004). In addition, the toluene soluble content rate of the raw material pitch for carbon fiber manufacture of Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 was measured based on JIS-K2207 (1996).

<탄소 섬유><Carbon fiber>

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2의 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 사용한 탄소 섬유의 시험 제작은 우선, 직경 0.2mm, 길이 0.4mm의 노즐을 갖는 방사기에 방사 피치를 충전하고, 250℃에서 용융 방사를 행하였다. 이때, 방사되는 실 형상체는, 600rpm으로 회전하는 직경 100mm의 드럼에 권취하였다(선 속도 약 190m/min). 계속해서, 이 실 형상체를 공기 중에 있어서 250℃에서 1시간 가열함으로써 불융화하였다. 또한, 이 불용화한 섬유를 800℃에서 탄소화하였다. 또한, 비교예 1의 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 350℃까지 가열해도 안정되게 용융 방사할 수 없었기 때문에, 탄소 섬유가 얻어지지 않았다.In the test production of carbon fibers using the raw material pitch for carbon fiber production of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, first, a spinning pitch was filled into a spinning machine having a nozzle having a diameter of 0.2 mm and a length of 0.4 mm, and at 250 ° C. Melt spinning was performed. At this time, the yarn-like body to be radiated was wound up to a drum having a diameter of 100 mm rotating at 600 rpm (line speed about 190 m / min). Subsequently, this thread-shaped object was infusible by heating at 250 degreeC for 1 hour in air. In addition, this insoluble fiber was carbonized at 800 ° C. In addition, since the raw material pitch for carbon fiber manufacture of the comparative example 1 could not melt-spin stably even if it heated to 350 degreeC, carbon fiber was not obtained.

<인장 강도>Tensile Strength

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2의 탄소 섬유 제조용 원료 피치를 사용하여 시험 제작한 각 탄소 섬유의 인장 강도를, JIS-L1013(2010)에 준거하여 측정하였다.The tensile strength of each carbon fiber test-tested using the raw material pitch for carbon fiber manufacture of Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2 was measured based on JIS-L1013 (2010).

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1, 2의 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 산소 함유율, 톨루엔 가용분 함유율 및 원료 석탄(비교예 2에 대해서는 경 피치)로부터의 무수 무회 베이스에서의 수율, 및 이들을 사용하여 시험 제작한 탄소 섬유의 인장 강도에 대해서, 다음의 표 1에 나타내었다.Oxygen content rate, toluene soluble content rate, and yield in anhydrous ashless base from raw material coal (light pitch for comparative example 2), and these of the raw material pitch of carbon fiber manufacture of Examples 1-6 and Comparative Examples 1 and 2, and these are used The tensile strength of the carbon fiber produced by the test was shown in Table 1 below.

Figure 112017107768405-pct00001
Figure 112017107768405-pct00001

이와 같이, 탄소 섬유 제조용 원료 피치의 산소 함유율을 1.0질량% 이상, 또한 톨루엔 가용분의 함유율을 20질량% 이상으로 함으로써, 비교적 인장 강도가 우수한 탄소 섬유를 안정되게 제조할 수 있음이 확인되었다.Thus, it was confirmed that carbon fiber excellent in comparatively tensile strength can be stably produced by setting the oxygen content of the raw material pitch for carbon fiber production to 1.0% by mass or more and the content of toluene soluble content to 20% by mass or more.

본 발명의 탄소 섬유 제조용 원료 피치는, 탄소 섬유의 제조에 적합하게 이용된다.The raw material pitch for carbon fiber manufacture of this invention is used suitably for manufacture of carbon fiber.

S1: 열 분해물 형성 공정
S2: 분리 공정
S3: 열 처리 공정
S1: pyrolysate forming process
S2: Separation Process
S3: heat treatment process

Claims (3)

석탄에서 얻어지고, 용융 방사에 의해 탄소 섬유를 제조하기 위한 피치이며, 산소의 함유율이 1.7질량% 이상, 또한 톨루엔 가용(可溶)분의 함유율이 20질량% 이상, 연화 온도가 150℃ 이상 280℃ 이하인 것을 특징으로 하는 탄소 섬유 제조용 원료 피치.Obtained from coal, it is a pitch for producing carbon fiber by melt spinning, the oxygen content is 1.7 mass% or more, the toluene soluble content is 20 mass% or more, and the softening temperature is 150 degreeC or more 280 Raw material pitch for carbon fiber manufacture characterized by the below-mentioned. 제1항에 있어서, 상기 석탄이 역청탄 또는 아역청탄인 탄소 섬유 제조용 원료 피치.The raw material pitch for producing carbon fibers according to claim 1, wherein the coal is bituminous coal or sub-bituminous coal. 제1항 또는 제2항에 있어서, 석탄의 용제 중에서 열 분해물로부터 300℃ 미만의 온도에서의 용제 추출 처리에 의해 분리한 가용 성분을 150℃ 이상의 온도에서 열 처리한 것인 탄소 섬유 제조용 원료 피치.
The raw material pitch for carbon fiber manufacture of Claim 1 or 2 which heat-processes the soluble component isolate | separated by the solvent extraction process at the temperature below 300 degreeC from the thermal decomposition product in the solvent of coal.
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