JPH0336869B2 - - Google Patents
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- JPH0336869B2 JPH0336869B2 JP56009552A JP955281A JPH0336869B2 JP H0336869 B2 JPH0336869 B2 JP H0336869B2 JP 56009552 A JP56009552 A JP 56009552A JP 955281 A JP955281 A JP 955281A JP H0336869 B2 JPH0336869 B2 JP H0336869B2
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- Japan
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- pitch
- melting
- temperature
- fraction
- molten
- Prior art date
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- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
- D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
- D01F9/145—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from pitch or distillation residues
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
- C10C3/08—Working-up pitch, asphalt, bitumen by selective extraction
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
- D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
- D01F9/32—Apparatus therefor
- D01F9/322—Apparatus therefor for manufacturing filaments from pitch
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、原油の蒸留または分解残渣並びに蒸
留または分解された原油の水素脱硫化した残渣を
含有する石油資源の炭質残留物から、炭素加工品
製造用供給原料を調製する方法に係るものであ
る。更に詳細には、本発明は炭素繊維製造に特に
適した供給原料を得るために炭質のグラフアイト
化し得る石油ピツチを処理することに関する。
留または分解された原油の水素脱硫化した残渣を
含有する石油資源の炭質残留物から、炭素加工品
製造用供給原料を調製する方法に係るものであ
る。更に詳細には、本発明は炭素繊維製造に特に
適した供給原料を得るために炭質のグラフアイト
化し得る石油ピツチを処理することに関する。
炭素加工品は極めて広範な有機材料を熱分解す
ることにより製造されていた。今日、商業的に興
味のある炭素加工品の1つは炭素繊維である。従
つて、本発明においても、とりわけ炭素繊維技術
に言及する。それにもかかわらず、本発明は一般
的に炭素加工品形成における応用性、更に詳しく
いえばフイラメント、糸、リボン、フイルム、シ
ートなどの形状に成形した炭素製品の製造に対す
る利用性を有しているものと理解すべきである。
ることにより製造されていた。今日、商業的に興
味のある炭素加工品の1つは炭素繊維である。従
つて、本発明においても、とりわけ炭素繊維技術
に言及する。それにもかかわらず、本発明は一般
的に炭素加工品形成における応用性、更に詳しく
いえばフイラメント、糸、リボン、フイルム、シ
ートなどの形状に成形した炭素製品の製造に対す
る利用性を有しているものと理解すべきである。
ところで、炭素繊維に言及するならば、プラス
チツク並びに金属マトリツクスを強化する際にお
ける炭素繊維の使用がかなりの程度まで商業的に
受容されていることを述べるだけで十分であり、
そこでは高い強度対重量比などの強化複合材料の
例外的な0性質が明らかに、これらの製造に係る
一般的に高い経費を相殺している。強化材料とし
ての炭素繊維の大規模な利用は、該繊維の製造に
関る経費が実質的に節減し得たならば、市場にお
いてさえも多大の受容を獲得するであろうことが
一般に認識されている。かくして、比較的安価な
炭質ピツチから炭素繊維を製造することが、近年
大きな注目をあびている。
チツク並びに金属マトリツクスを強化する際にお
ける炭素繊維の使用がかなりの程度まで商業的に
受容されていることを述べるだけで十分であり、
そこでは高い強度対重量比などの強化複合材料の
例外的な0性質が明らかに、これらの製造に係る
一般的に高い経費を相殺している。強化材料とし
ての炭素繊維の大規模な利用は、該繊維の製造に
関る経費が実質的に節減し得たならば、市場にお
いてさえも多大の受容を獲得するであろうことが
一般に認識されている。かくして、比較的安価な
炭質ピツチから炭素繊維を製造することが、近年
大きな注目をあびている。
多くの炭質ピツチが、炭化の初期段階におい
て、構造的にそろつた、メソフエーズ
(mesophase)と呼ばれる光学的に異方性の球状
液体に転化されることは周知である。炭化の前に
このようなそろつた構造が存在することは、かか
る炭質ピツチから作られたあらゆる炭素加工品の
基礎的特性の重要な決定因子であると考えられ
る。加工中に高い光学異方性を生ずる能力は、特
に炭素繊維製造において高品位の製品を形成する
ための前提条件として一般的に認められている。
かくして、炭素繊維製造に適したあらゆる供給原
料用材料の一義的諸要件の1つは、高度に光学的
異方性材料に転化される能力である。
て、構造的にそろつた、メソフエーズ
(mesophase)と呼ばれる光学的に異方性の球状
液体に転化されることは周知である。炭化の前に
このようなそろつた構造が存在することは、かか
る炭質ピツチから作られたあらゆる炭素加工品の
基礎的特性の重要な決定因子であると考えられ
る。加工中に高い光学異方性を生ずる能力は、特
に炭素繊維製造において高品位の製品を形成する
ための前提条件として一般的に認められている。
かくして、炭素繊維製造に適したあらゆる供給原
料用材料の一義的諸要件の1つは、高度に光学的
異方性材料に転化される能力である。
良く知られているように、典型的にはピツチは
不溶性および不融性材料を含み、これらはキノリ
ンまたはピリジンなどの有機溶媒に対して不溶で
ある。通常キノリン不溶物と呼ばれる、前記不溶
性材料は、普通、コークス、カーボンブラツク、
触媒微粒子などからなる。炭素繊維の製造におい
ては、勿論該ピツチを、極めて細いオリフイスを
有する紡糸口金から押出ししなければならない。
結局、キノリン不溶性物質の存在は極めて望まし
からぬことである。なんとなれば、これらの存在
により、繊維製造中に該紡糸口金が詰まり、ある
いは汚れてしまうからである。
不溶性および不融性材料を含み、これらはキノリ
ンまたはピリジンなどの有機溶媒に対して不溶で
ある。通常キノリン不溶物と呼ばれる、前記不溶
性材料は、普通、コークス、カーボンブラツク、
触媒微粒子などからなる。炭素繊維の製造におい
ては、勿論該ピツチを、極めて細いオリフイスを
有する紡糸口金から押出ししなければならない。
結局、キノリン不溶性物質の存在は極めて望まし
からぬことである。なんとなれば、これらの存在
により、繊維製造中に該紡糸口金が詰まり、ある
いは汚れてしまうからである。
更に、多くの炭質ピツチは比較的高い軟化点を
有しているので、このような材料中で、これらが
紡糸するのに十分な粘性を示す温度にてしばしば
初期コークス化を起こす。紡糸温度において、も
しくは該温度に達する以前における、コークスお
よび他の不融性物質および/または不当に高い軟
化点を有する成分の存在は加工性並びに製品の品
質にとつて有害である。その上、炭素繊維製造用
の炭質ピツチまたは供給原料は比較的低い軟化点
もしくは軟化点範囲と該供給原料を繊維に紡ぐの
に適した粘度を有していなければならない。最後
に、この供給原料を紡糸または炭化温度において
揮発性であつてはならない。なぜならば、揮発成
分も製品の品質にとつて有害であるからである。
有しているので、このような材料中で、これらが
紡糸するのに十分な粘性を示す温度にてしばしば
初期コークス化を起こす。紡糸温度において、も
しくは該温度に達する以前における、コークスお
よび他の不融性物質および/または不当に高い軟
化点を有する成分の存在は加工性並びに製品の品
質にとつて有害である。その上、炭素繊維製造用
の炭質ピツチまたは供給原料は比較的低い軟化点
もしくは軟化点範囲と該供給原料を繊維に紡ぐの
に適した粘度を有していなければならない。最後
に、この供給原料を紡糸または炭化温度において
揮発性であつてはならない。なぜならば、揮発成
分も製品の品質にとつて有害であるからである。
重要なことには、最近典型的なグラフアイト化
し得る炭質ピツチが、こと炭素繊維加工に関する
限りにおいて、極めて重要な物理、化学的特性を
有する分離可能な画分を含有していることが米国
特許第4208267号(1980年6月17日に特許された)
に記載されている。事実、この典型的なグラフア
イト化可能な炭質ピツチの分離し得る画分は紡糸
に適した軟化点範囲と粘度とを示し、かつ一般的
には約230℃〜約400℃の範囲内の温度にて、75%
よりも多い液晶型構造を含有する光学的異方性の
変形し得るピツチに、急速に転化される能力を有
している。
し得る炭質ピツチが、こと炭素繊維加工に関する
限りにおいて、極めて重要な物理、化学的特性を
有する分離可能な画分を含有していることが米国
特許第4208267号(1980年6月17日に特許された)
に記載されている。事実、この典型的なグラフア
イト化可能な炭質ピツチの分離し得る画分は紡糸
に適した軟化点範囲と粘度とを示し、かつ一般的
には約230℃〜約400℃の範囲内の温度にて、75%
よりも多い液晶型構造を含有する光学的異方性の
変形し得るピツチに、急速に転化される能力を有
している。
等方性炭質ピツチの画分から形成される高度に
配向した光学的異方性ピツチ材料はピリジン並び
にキノリンに対する実質的な溶解度を有している
ので、これはずつと以前から周知でありかつ従来
技術においてメソフエーズと呼ばれる、ピリジン
およびキノリン不溶性液晶物質と区別するために
ネオメソフエーズと命名されていた。公知の市販
品として入手し得るグラフアイト化可能なピツ
チ、例えばいくつか述べるならばアシユランド
(Ashland)240およびアツシユランド260などの
中に存在する、ピツチのこのような分離可能な画
分の量は比較的わずかである。しかしながら、
1980年1月22日付で特許された米国特許第
4184942号に開示されているように、ネオメソフ
エーズに転化することのできる前記ピツチの画分
の量は、約350℃〜約450℃の範囲内の温度にて、
一般的には偏光の下で、倍率10X〜1000Xにて、
加熱したグラフアイト化し得る等方性ピツチの試
料中に球晶(spherules)が肉眼で観測できるよ
うになるまで、該ピツチを熱浸漬することによつ
て増すことができる。このようなピツチの加熱に
おいては、等方性および異方性両者の、紡糸に対
しては一般的に不適当な著しく高い軟化点と粘度
とを有する、追加の溶媒不溶性固体を生成する傾
向が見られる。
配向した光学的異方性ピツチ材料はピリジン並び
にキノリンに対する実質的な溶解度を有している
ので、これはずつと以前から周知でありかつ従来
技術においてメソフエーズと呼ばれる、ピリジン
およびキノリン不溶性液晶物質と区別するために
ネオメソフエーズと命名されていた。公知の市販
品として入手し得るグラフアイト化可能なピツ
チ、例えばいくつか述べるならばアシユランド
(Ashland)240およびアツシユランド260などの
中に存在する、ピツチのこのような分離可能な画
分の量は比較的わずかである。しかしながら、
1980年1月22日付で特許された米国特許第
4184942号に開示されているように、ネオメソフ
エーズに転化することのできる前記ピツチの画分
の量は、約350℃〜約450℃の範囲内の温度にて、
一般的には偏光の下で、倍率10X〜1000Xにて、
加熱したグラフアイト化し得る等方性ピツチの試
料中に球晶(spherules)が肉眼で観測できるよ
うになるまで、該ピツチを熱浸漬することによつ
て増すことができる。このようなピツチの加熱に
おいては、等方性および異方性両者の、紡糸に対
しては一般的に不適当な著しく高い軟化点と粘度
とを有する、追加の溶媒不溶性固体を生成する傾
向が見られる。
等方性炭質供給原料および特に等方性炭質のグ
ラフアイト化可能なピツチ中に存在する、キノリ
ン不溶性物質と他の不当に高い軟化点を有する成
分とを分離するためのとりわけ好ましい方法で
は、有機溶媒で該供給原料を溶融し、それによつ
て流動性ピツチ中に懸濁した該ピツチのキノリン
不溶性物質の実質的すべてを含有する流動性ピツ
チを得、その後過、遠心分離などの標準的方法
により該懸濁固体を分離することが必要である。
次いで、懸濁固体を含まない流動性ピツチを反溶
媒化合物で処理して、キノリン不溶性固体を含ま
ず、熱的にネオメソフエーズに転化することがで
きるピツチの少なくとも実質的部分を沈殿させ
る。
ラフアイト化可能なピツチ中に存在する、キノリ
ン不溶性物質と他の不当に高い軟化点を有する成
分とを分離するためのとりわけ好ましい方法で
は、有機溶媒で該供給原料を溶融し、それによつ
て流動性ピツチ中に懸濁した該ピツチのキノリン
不溶性物質の実質的すべてを含有する流動性ピツ
チを得、その後過、遠心分離などの標準的方法
により該懸濁固体を分離することが必要である。
次いで、懸濁固体を含まない流動性ピツチを反溶
媒化合物で処理して、キノリン不溶性固体を含ま
ず、熱的にネオメソフエーズに転化することがで
きるピツチの少なくとも実質的部分を沈殿させ
る。
本発明は、溶融した等方性炭質ピツチの熱浸
漬、特に該溶融ピツチの連続的熱浸漬を目的とす
るものであり、これによつてピツチの取り扱い、
キノリン不溶物と他の高軟化点成分とを該ピツチ
から分離すること、および次の炭素加工品製造に
適した光学的異方性相に、加熱することにより急
速に転化することのできる該ピツチの画分を分離
することが容易になる。
漬、特に該溶融ピツチの連続的熱浸漬を目的とす
るものであり、これによつてピツチの取り扱い、
キノリン不溶物と他の高軟化点成分とを該ピツチ
から分離すること、および次の炭素加工品製造に
適した光学的異方性相に、加熱することにより急
速に転化することのできる該ピツチの画分を分離
することが容易になる。
一般的にいえば、本発明は以下の工程を含む。
等方性炭質ピツチを溶融し、それによつて該ピツ
チを流動性にする。次に、該溶融ピツチを温度が
約350℃〜約450℃の範囲内に維持されている加熱
帯域に導入し、それによつて該溶融ピツチの熱浸
漬を行う。連続式方法では、該溶融ピツチの少な
くとも幾分かを同時に該加熱帯域から除去即ち取
り出して冷却帯域に移す。この冷却帯域の温度
は、一般的に該溶融ピツチの凝固点以上から加熱
帯域の温度以下までの範囲にあり、特に好ましい
実施態様では、温度はピツチを溶融するために使
用された有機液体の沸点に維持される。熱浸漬お
よび冷却後に前記溶融ピツチ内に懸濁しているす
べての固体は、過等によつて除去される。その
後、溶融された熱浸漬されたピツチは反溶媒化合
物で処理されて、キノリン不溶性固体を含まない
ピツチの少なくとも1部分を沈殿させる。
等方性炭質ピツチを溶融し、それによつて該ピツ
チを流動性にする。次に、該溶融ピツチを温度が
約350℃〜約450℃の範囲内に維持されている加熱
帯域に導入し、それによつて該溶融ピツチの熱浸
漬を行う。連続式方法では、該溶融ピツチの少な
くとも幾分かを同時に該加熱帯域から除去即ち取
り出して冷却帯域に移す。この冷却帯域の温度
は、一般的に該溶融ピツチの凝固点以上から加熱
帯域の温度以下までの範囲にあり、特に好ましい
実施態様では、温度はピツチを溶融するために使
用された有機液体の沸点に維持される。熱浸漬お
よび冷却後に前記溶融ピツチ内に懸濁しているす
べての固体は、過等によつて除去される。その
後、溶融された熱浸漬されたピツチは反溶媒化合
物で処理されて、キノリン不溶性固体を含まない
ピツチの少なくとも1部分を沈殿させる。
本発明を実施する上に適した溶融用化合物は、
トルエン、軽質芳香族ガス油、重質芳香族ガス
油、テトラリンなどを含み、使用する割合は例え
ばピツチ1重量部当たり約0.5〜約3重量部であ
る。ピツチに対する溶融用化合物の重量比は約
0.5〜約1:1の範囲内であることが好ましい。
トルエン、軽質芳香族ガス油、重質芳香族ガス
油、テトラリンなどを含み、使用する割合は例え
ばピツチ1重量部当たり約0.5〜約3重量部であ
る。ピツチに対する溶融用化合物の重量比は約
0.5〜約1:1の範囲内であることが好ましい。
本発明の実施に際して適した反溶媒は、等方性
炭質ピツチが比較的不溶性であるような溶媒であ
り、かかる反溶媒物質としては脂肪族並びに芳香
族炭化水素、例えばヘプタンなどが含まれる。以
下に一層詳細に記載される理由に基き、本発明の
実施に際して使用する反溶媒は25℃において約
8.0〜9.5の範囲の溶解パラメーターを有するもの
であることが特に好ましい。
炭質ピツチが比較的不溶性であるような溶媒であ
り、かかる反溶媒物質としては脂肪族並びに芳香
族炭化水素、例えばヘプタンなどが含まれる。以
下に一層詳細に記載される理由に基き、本発明の
実施に際して使用する反溶媒は25℃において約
8.0〜9.5の範囲の溶解パラメーターを有するもの
であることが特に好ましい。
本発明の前記のおよび他の実施態様は以下の詳
細な記述、特に添付図面を関連付けて読むことに
より一層容易に理解されるであろう。
細な記述、特に添付図面を関連付けて読むことに
より一層容易に理解されるであろう。
本発明で使用する用語「ピツチ」とは石油ピツ
チ、ナフサ分野工業における副生成物として得ら
れる天然アスフアルトおよびピツチ、石油から得
られる高炭素含有率のピツチ、アスフアルトおよ
び種々の工業的製造工程における副生成物として
得られるピツチの性質を有する他の物質を意味す
る。
チ、ナフサ分野工業における副生成物として得ら
れる天然アスフアルトおよびピツチ、石油から得
られる高炭素含有率のピツチ、アスフアルトおよ
び種々の工業的製造工程における副生成物として
得られるピツチの性質を有する他の物質を意味す
る。
用語「石油ピツチ」は石油蒸留物の熱分解およ
び接触分解から得られる残留炭質物質にあたり、
蒸留並びに分解原油の水素脱硫化残渣を含む。
び接触分解から得られる残留炭質物質にあたり、
蒸留並びに分解原油の水素脱硫化残渣を含む。
一般的に、高い芳香族性を有するピツチが本発
明を実施するのに適している。核磁気共鳴吸収ス
ペクトル法により測定して約75%〜約90%という
高い芳香族炭素含有率を有する芳香族炭質ピツチ
は、事実、一般的に本発明の方法において有用で
ある。これはまたかかるピツチまたは該ピツチに
転化し得るものを含有する、高沸点、高芳香族性
流体である。
明を実施するのに適している。核磁気共鳴吸収ス
ペクトル法により測定して約75%〜約90%という
高い芳香族炭素含有率を有する芳香族炭質ピツチ
は、事実、一般的に本発明の方法において有用で
ある。これはまたかかるピツチまたは該ピツチに
転化し得るものを含有する、高沸点、高芳香族性
流体である。
重量基準で、有用なピツチは約88%〜約93%の
炭素および約7%〜約5%の水素を含有してい
る。炭素および水素以外の元素、例えばいくつか
述べるならば硫黄および窒素が通常かかるピツチ
内に存在するので、これら他の元素が該ピツチの
重量基準で4%を越えないことが重要であり、こ
れは特にこれらのピツチから炭素繊維を形成する
場合に重要である。また、これら有用なピツチは
典型的には約300〜4000の範囲の数平均分子量を
有している。
炭素および約7%〜約5%の水素を含有してい
る。炭素および水素以外の元素、例えばいくつか
述べるならば硫黄および窒素が通常かかるピツチ
内に存在するので、これら他の元素が該ピツチの
重量基準で4%を越えないことが重要であり、こ
れは特にこれらのピツチから炭素繊維を形成する
場合に重要である。また、これら有用なピツチは
典型的には約300〜4000の範囲の数平均分子量を
有している。
前述の諸要件を満たしている良く知られたグラ
フアイト化し得る前記石油ピツチは本発明の実施
に適した好ましい出発物質である。かくして、例
えば350〜450℃の範囲内の高温度下で熱処理した
際に大量に、例えば75〜95重量%およびこれ以上
の程度でメソフエーズを形成することが知られて
いる石油起源の炭質残渣および特に等方性炭質石
油ピツチは本発明の実施に当たり特に好ましい出
発物質である。
フアイト化し得る前記石油ピツチは本発明の実施
に適した好ましい出発物質である。かくして、例
えば350〜450℃の範囲内の高温度下で熱処理した
際に大量に、例えば75〜95重量%およびこれ以上
の程度でメソフエーズを形成することが知られて
いる石油起源の炭質残渣および特に等方性炭質石
油ピツチは本発明の実施に当たり特に好ましい出
発物質である。
前述のように、近年、前記の型のピツチが溶媒
不溶性の分離可能な画分を有しており、これはネ
オメソフエーズ形成画分、即ちNMFと呼ばれ、
75%より多いネオメソフエーズと呼ばれる高度に
配向した液晶物質を含有する光学的異方性のピツ
チに転化し得ることが見出されている。重要なこ
とに、該NMF画分、および実際にネオメソフエ
ーズそれ自体は、例えば230〜約400℃の範囲内の
温度にて十分な粘性を有するのでこれを紡糸して
ピツチ繊維とすることができる。しかしながら、
ピツチのネオメソフエーズ形成画分の量は傾向と
して比較的低量である。かくして、例えばアツシ
ユランド(Ashland)240などの商業的に入手し
得るグラフアイト化可能な等方性炭質ピツチ中に
おいては、ピツチの約10%以下が熱的にネオメソ
フエーズに転化し得る分離可能なトルエン不溶性
画分を構成している。
不溶性の分離可能な画分を有しており、これはネ
オメソフエーズ形成画分、即ちNMFと呼ばれ、
75%より多いネオメソフエーズと呼ばれる高度に
配向した液晶物質を含有する光学的異方性のピツ
チに転化し得ることが見出されている。重要なこ
とに、該NMF画分、および実際にネオメソフエ
ーズそれ自体は、例えば230〜約400℃の範囲内の
温度にて十分な粘性を有するのでこれを紡糸して
ピツチ繊維とすることができる。しかしながら、
ピツチのネオメソフエーズ形成画分の量は傾向と
して比較的低量である。かくして、例えばアツシ
ユランド(Ashland)240などの商業的に入手し
得るグラフアイト化可能な等方性炭質ピツチ中に
おいては、ピツチの約10%以下が熱的にネオメソ
フエーズに転化し得る分離可能なトルエン不溶性
画分を構成している。
本発明の実施によれば、および第1図のフロー
チヤートに示したように、前記等方性炭質ピツチ
は溶融される。即ち、適当な有機溶融用液体とピ
ツチとを混合することによつて、ピツチの溶融点
を低下させるか、もしくはピツチを液化する。
チヤートに示したように、前記等方性炭質ピツチ
は溶融される。即ち、適当な有機溶融用液体とピ
ツチとを混合することによつて、ピツチの溶融点
を低下させるか、もしくはピツチを液化する。
従つて、本明細書で使用する用語「有機溶融用
液体」は炭質のグラフアイト化可能なピツチに対
して非反応性の有機溶媒を意味し、これはまた十
分な量でピツチと混合した場合には、該ピツチ
は、一般的には約20〜約100℃の温度下で十分な
流動性が与えられ、容易に取り扱いできるように
なる。使用したピツチが典型的な石油加工法の残
留画分である場合には、このものは触媒微細粒
子、灰分、および他のキノリン不溶性物質を含有
する傾向がある。結局、該溶融用液体は、これら
の例においては、ピツチのキノリン不溶性画分の
実質的全部を流動性ピツチ中に懸濁せしめるよう
なものである。該溶融ピツチは高温度下で加熱さ
れるので、該溶融用液体は好ましくは約100℃以
上、最も好ましくは約110〜約450℃の範囲内の沸
点を有する。本発明の実施に適する典型的な有機
溶融用液体としては、軽質芳香族ガス油、重質芳
香族ガス油、トルエン、キシレンおよびテトラリ
ンをあげることができる。
液体」は炭質のグラフアイト化可能なピツチに対
して非反応性の有機溶媒を意味し、これはまた十
分な量でピツチと混合した場合には、該ピツチ
は、一般的には約20〜約100℃の温度下で十分な
流動性が与えられ、容易に取り扱いできるように
なる。使用したピツチが典型的な石油加工法の残
留画分である場合には、このものは触媒微細粒
子、灰分、および他のキノリン不溶性物質を含有
する傾向がある。結局、該溶融用液体は、これら
の例においては、ピツチのキノリン不溶性画分の
実質的全部を流動性ピツチ中に懸濁せしめるよう
なものである。該溶融ピツチは高温度下で加熱さ
れるので、該溶融用液体は好ましくは約100℃以
上、最も好ましくは約110〜約450℃の範囲内の沸
点を有する。本発明の実施に適する典型的な有機
溶融用液体としては、軽質芳香族ガス油、重質芳
香族ガス油、トルエン、キシレンおよびテトラリ
ンをあげることができる。
容易に理解されるであろうように、有機溶融用
液体の使用量は混合を行う温度、並びに実際にピ
ツチ自体の組成に依存して変化する。しかしなが
ら、一般的指針として有機溶融用液体の使用量は
ピツチ1重量部当たり約0.5〜3重量部の範囲で
ある。溶融剤対ピツチの重量比は0.5〜1:1の
範囲内にあることが好ましい。溶融用液体対ピツ
チの望ましい比は、ピツチのサンプルについて、
ピツチが篩を通して、例えば一般的には吸引過
により、ピツチ中に懸濁しているあらゆる大きな
寸法の固体を除去することができるように、所定
の温度および圧力の下でピツチの粘度を十分に低
下するのに必要とされる溶融用液体の量を測定す
ることによつて即座に決定することができる。場
合によつては、溶融用液体の量は所定の温度およ
び圧力条件下で該ピツチが吸引過による1/2ミ
クロンフイルターを通過する程に十分流動性であ
るような、量で十分である。別の例として、アツ
シユランド240の1重量部当たり0.5重量部のトル
エンが周囲温度下でピツチを流動化するのに十分
な量であることが見出された。
液体の使用量は混合を行う温度、並びに実際にピ
ツチ自体の組成に依存して変化する。しかしなが
ら、一般的指針として有機溶融用液体の使用量は
ピツチ1重量部当たり約0.5〜3重量部の範囲で
ある。溶融剤対ピツチの重量比は0.5〜1:1の
範囲内にあることが好ましい。溶融用液体対ピツ
チの望ましい比は、ピツチのサンプルについて、
ピツチが篩を通して、例えば一般的には吸引過
により、ピツチ中に懸濁しているあらゆる大きな
寸法の固体を除去することができるように、所定
の温度および圧力の下でピツチの粘度を十分に低
下するのに必要とされる溶融用液体の量を測定す
ることによつて即座に決定することができる。場
合によつては、溶融用液体の量は所定の温度およ
び圧力条件下で該ピツチが吸引過による1/2ミ
クロンフイルターを通過する程に十分流動性であ
るような、量で十分である。別の例として、アツ
シユランド240の1重量部当たり0.5重量部のトル
エンが周囲温度下でピツチを流動化するのに十分
な量であることが見出された。
ピツチを溶融した後、流動性ピツチ内に懸濁し
ているあらゆるキノリン不溶性分は、場合によつ
てはおよび好ましくは標準的な液体−固体分離技
術、例えば沈降、遠心分離または過により溶融
ピツチから分離される。
ているあらゆるキノリン不溶性分は、場合によつ
てはおよび好ましくは標準的な液体−固体分離技
術、例えば沈降、遠心分離または過により溶融
ピツチから分離される。
容易に理解されるであろうように、分離技術と
して過が選択された場合、所望により過助剤
を使用してピツチ内に懸濁している不溶性物質か
らの流動性ピツチの分離を容易にすることができ
る。
して過が選択された場合、所望により過助剤
を使用してピツチ内に懸濁している不溶性物質か
らの流動性ピツチの分離を容易にすることができ
る。
流動性ピツチ内に懸濁している固体物質を分離
した後、該流動性ピツチを、好ましくは連続的
に、加熱帯域に送り、そこで約350〜約450℃の範
囲の温度にて十分に熱浸漬して、約230〜約400℃
の温度で紡糸して繊維とするのに適した粘度を有
する光学的異方性相に熱的に転化することのでき
るピツチの画分の量を増加させる。一般に、この
熱浸漬は約30分〜約300分の範囲の時間行う。
した後、該流動性ピツチを、好ましくは連続的
に、加熱帯域に送り、そこで約350〜約450℃の範
囲の温度にて十分に熱浸漬して、約230〜約400℃
の温度で紡糸して繊維とするのに適した粘度を有
する光学的異方性相に熱的に転化することのでき
るピツチの画分の量を増加させる。一般に、この
熱浸漬は約30分〜約300分の範囲の時間行う。
ピツチを熱浸漬した後、溶融ピツチを冷却帯域
に移す。基本的には、該冷却帯域の温度は溶融さ
れ、かつ熱浸漬されたピツチの凝固点以上で、該
加熱帯域における温度以下の範囲である。事実、
とりわけ好ましい本発明の実施態様においては、
該冷却帯域の温度は、該ピツチを溶融するために
使用した有機液体の沸点に維持される。かくし
て、例えばトルエンがピツチを溶融するための有
機液体として使用される場合、冷却帯域における
温度は還流トルエンの温度に維持される。
に移す。基本的には、該冷却帯域の温度は溶融さ
れ、かつ熱浸漬されたピツチの凝固点以上で、該
加熱帯域における温度以下の範囲である。事実、
とりわけ好ましい本発明の実施態様においては、
該冷却帯域の温度は、該ピツチを溶融するために
使用した有機液体の沸点に維持される。かくし
て、例えばトルエンがピツチを溶融するための有
機液体として使用される場合、冷却帯域における
温度は還流トルエンの温度に維持される。
容易に理解されるように、連続法においては溶
融ピツチは加熱帯域に供給され、加熱帯域内の溶
融ピツチの一部が取り出されて、冷却帯域に移さ
れるが、その速度は、加熱帯域における溶融ピツ
チの平均滞留時間が、約230〜約400℃の範囲内の
温度で紡糸して繊維とするのに適した粘度を有す
る光学的異方性相に熱的に転化し得るピツチの画
分を増すのに十分となるような速度である。加熱
帯域における典型的な滞留時間は約30分〜約300
分の範囲内である。
融ピツチは加熱帯域に供給され、加熱帯域内の溶
融ピツチの一部が取り出されて、冷却帯域に移さ
れるが、その速度は、加熱帯域における溶融ピツ
チの平均滞留時間が、約230〜約400℃の範囲内の
温度で紡糸して繊維とするのに適した粘度を有す
る光学的異方性相に熱的に転化し得るピツチの画
分を増すのに十分となるような速度である。加熱
帯域における典型的な滞留時間は約30分〜約300
分の範囲内である。
該溶融ピツチの加熱はこのものよりもかなり高
い軟化点並びに粘度を有する物質を生成する傾向
があるので、これらの物質が冷却帯域内で分離し
始める傾向がある。したがつて、懸濁している固
体を含有する、冷却帯域からの溶融ピツチを、標
準的な固液分離法により固体から分離する。固体
からの分離に先立つて、溶融ピツチの温度を周囲
温度まで低下させるのが好ましい。
い軟化点並びに粘度を有する物質を生成する傾向
があるので、これらの物質が冷却帯域内で分離し
始める傾向がある。したがつて、懸濁している固
体を含有する、冷却帯域からの溶融ピツチを、標
準的な固液分離法により固体から分離する。固体
からの分離に先立つて、溶融ピツチの温度を周囲
温度まで低下させるのが好ましい。
溶融し、熱浸漬したピツチ内に懸濁している固
体物質を分離した後、該流動性ピツチを反溶媒
で、好ましくはまた周囲温度にて、処理する。か
くして、例えば流動性ピツチから固体懸濁物質を
分離するために過法を使用する場合、過を、
少なくともピツチの大部分を沈殿させることので
きる有機液体と混合する。
体物質を分離した後、該流動性ピツチを反溶媒
で、好ましくはまた周囲温度にて、処理する。か
くして、例えば流動性ピツチから固体懸濁物質を
分離するために過法を使用する場合、過を、
少なくともピツチの大部分を沈殿させることので
きる有機液体と混合する。
理解されるように、流動性ピツチの沈殿、凝集
を生ずる任意の溶媒系、即ち溶媒もしくは溶媒混
合物が本発明の実施に際して使用し得る。しかし
ながら、本発明の実施に際してはネオメソフエー
ズに転化し得るピツチの画分を使用することが特
に望ましいので、等方性ピツチの残分からピツチ
のネオメソフエーズ形成画分を分離する上で特に
適した溶媒系はピツチを沈殿させるのに特に好ま
しい。
を生ずる任意の溶媒系、即ち溶媒もしくは溶媒混
合物が本発明の実施に際して使用し得る。しかし
ながら、本発明の実施に際してはネオメソフエー
ズに転化し得るピツチの画分を使用することが特
に望ましいので、等方性ピツチの残分からピツチ
のネオメソフエーズ形成画分を分離する上で特に
適した溶媒系はピツチを沈殿させるのに特に好ま
しい。
典型的には、かかる溶媒系はベンゼン、トルエ
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素、およびかか
る芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素との混合物例
えばトルエン−ヘプタン混合物などを含む。これ
らの溶媒もしくは溶媒混合物は、典型的には25℃
において約8.0〜9.5、好ましくは約8.7〜9.2の範
囲の溶解パラメータを有する。溶媒または溶媒混
合物の溶解パラメーターYは式: Y=(Hv−RT/V)1/2 ただし、Hvは物質の蒸発熱であり、Rはモル
気体定数であり、Tは〓で表した温度でありVは
モル体積である、 によつて与えられる。この点については、例えば
J.ヒルデブランド(Hildebrand)&R.スコツト
(Scott)著「非電解質の溶解度(Solubility)
of Non−Electrolytes)」第3版、ラインホルド
出版、ニーヨーク(1949)および「正則溶液
(Regular Solutions)」、プレンテイスホール社、
ニユー・ジヤージー(1962)を参照されたい。市
販のC6〜C8溶媒中の典型的ないくつかの炭化水
素に対する25℃における溶解パラメーターは以下
の通りである:ベンゼン、9.2;トルエン、8.9;
キシレン、8.8;n−ヘキサン、7.3;n−ヘプタ
ン、7.4;メチルシクロヘキサン、7.8;およびシ
クロヘキサン、8.2。前記溶媒の中では、トルエ
ンが好ましい。また、良く知られているように、
所定の溶解パラメーターを有する溶媒系を得るた
めに混合溶媒を調製することができる。混合溶媒
系の中ではトルエンとヘプタンとの混合物が好ま
しく、この混合物は約60容量%以上のトルエンを
含み、例えば60%トルエン/40%ヘプタンおよび
85%トルエン/15%ヘプタンなどである。
ン、キシレンなどの芳香族炭化水素、およびかか
る芳香族炭化水素と脂肪族炭化水素との混合物例
えばトルエン−ヘプタン混合物などを含む。これ
らの溶媒もしくは溶媒混合物は、典型的には25℃
において約8.0〜9.5、好ましくは約8.7〜9.2の範
囲の溶解パラメータを有する。溶媒または溶媒混
合物の溶解パラメーターYは式: Y=(Hv−RT/V)1/2 ただし、Hvは物質の蒸発熱であり、Rはモル
気体定数であり、Tは〓で表した温度でありVは
モル体積である、 によつて与えられる。この点については、例えば
J.ヒルデブランド(Hildebrand)&R.スコツト
(Scott)著「非電解質の溶解度(Solubility)
of Non−Electrolytes)」第3版、ラインホルド
出版、ニーヨーク(1949)および「正則溶液
(Regular Solutions)」、プレンテイスホール社、
ニユー・ジヤージー(1962)を参照されたい。市
販のC6〜C8溶媒中の典型的ないくつかの炭化水
素に対する25℃における溶解パラメーターは以下
の通りである:ベンゼン、9.2;トルエン、8.9;
キシレン、8.8;n−ヘキサン、7.3;n−ヘプタ
ン、7.4;メチルシクロヘキサン、7.8;およびシ
クロヘキサン、8.2。前記溶媒の中では、トルエ
ンが好ましい。また、良く知られているように、
所定の溶解パラメーターを有する溶媒系を得るた
めに混合溶媒を調製することができる。混合溶媒
系の中ではトルエンとヘプタンとの混合物が好ま
しく、この混合物は約60容量%以上のトルエンを
含み、例えば60%トルエン/40%ヘプタンおよび
85%トルエン/15%ヘプタンなどである。
反溶媒の使用量は、10分以内に、熱的に75%以
上の光学的異方性物質に転化し得る溶媒不溶性画
分を与えるのに十分な量である。典型的には、有
機溶媒対ピツチの割合はピツチ1g当たり約5〜
約150mlの範囲内である。
上の光学的異方性物質に転化し得る溶媒不溶性画
分を与えるのに十分な量である。典型的には、有
機溶媒対ピツチの割合はピツチ1g当たり約5〜
約150mlの範囲内である。
ピツチの沈殿後、および特に適切な溶媒系が使
用された場合には、ピツチのネオメソフエーズ形
成画分の分離は沈降法、遠心分離法および過法
などの通常の固体分離技術によつて容易に行うこ
とができる。ピツチのネオメソフエーズ形成画分
を分離するのに必要な溶解パラメーターを持たな
い反溶媒が使用された場合には、もちろん析出し
たピツチを分離し、かつネオメソフエーズ形成画
分を得るために前述の適当な溶媒で沈殿を抽出す
ることが必要である。
用された場合には、ピツチのネオメソフエーズ形
成画分の分離は沈降法、遠心分離法および過法
などの通常の固体分離技術によつて容易に行うこ
とができる。ピツチのネオメソフエーズ形成画分
を分離するのに必要な溶解パラメーターを持たな
い反溶媒が使用された場合には、もちろん析出し
たピツチを分離し、かつネオメソフエーズ形成画
分を得るために前述の適当な溶媒で沈殿を抽出す
ることが必要である。
いずれにしても、本発明の方法に従つて調製し
たピツチのネオメソフエーズ形成画分は炭素繊維
製造用として極めて適している。事実、本発明に
従つて処理されたピツチは実質的にキノリン不溶
性物質を含まず、しかもその比較的高い軟化点の
ためにピツチの紡糸性に有害な影響を与えるよう
な他のピツチ成分を実質上含まない。重要なこと
に、本発明の実施により得られる種々のピツチの
ネオメソフエーズ形成画分は約250〜約400℃の範
囲内の軟化点を有している。
たピツチのネオメソフエーズ形成画分は炭素繊維
製造用として極めて適している。事実、本発明に
従つて処理されたピツチは実質的にキノリン不溶
性物質を含まず、しかもその比較的高い軟化点の
ためにピツチの紡糸性に有害な影響を与えるよう
な他のピツチ成分を実質上含まない。重要なこと
に、本発明の実施により得られる種々のピツチの
ネオメソフエーズ形成画分は約250〜約400℃の範
囲内の軟化点を有している。
さて、特に、第2図に示した本発明の特に好ま
しい実施態様に言及すると、そこでは石油起源の
残渣、例えば蒸留したもしくは分解した石油ピツ
チの残留物または他の市販品として入手し得る石
油ピツチなどが、一般的には約150℃以下の沸点
を有する有機溶融用物質により溶融されている。
本明細書で詳述する実施態様において、有機溶融
用液体はトルエンである。溶融ピツチはライン1
を介して熱浸漬容器2内に連続的に導入される。
該熱浸漬容器は約350〜約450℃の範囲の温度に保
持される。場合により、好ましくは該加熱は、所
望によりライン3を介して導入することのできる
窒素などの不活性雰囲気内で始められ、かつ実施
される。必要により混合器を熱浸漬容器2内に設
けることが可能であるが、有機溶融用液体は熱浸
漬器内で維持されている温度範囲よりも低い沸点
を有しているので、溶融ピツチを該熱浸漬器内の
液体レベル下部に導入する場合には混合は不要で
ある。従つて、第2図に示したように、ライン1
は熱浸漬容器2内の液体レベル4以下に伸びてい
る。熱浸漬され、溶融されたピツチは熱浸漬器2
からライン5を介して取り出され、冷却帯域6に
移される。かくして、溶融ピツチは連続的に熱浸
漬器に導入され、かつ連続的にそこから取り出さ
れる。その速度は該熱浸漬器内における滞留時間
を約30〜300分の範囲に維持するのに十分な速度
である。冷却帯域容器6は還流コンデンサーもし
くは冷却塔7を備えており、それによつて熱浸漬
器内の温度以下の温度に冷却帯域の溶融用液体を
自動的に冷却することが可能となる。かくして、
有機溶融用液体としてトルエンが使用されている
場合には、熱浸漬器から取り出される物質は一部
トルエン蒸気からなり、これは前記コンデンサー
中で冷却されて、容器6内のピツチに戻され、そ
れによつて熱浸漬器から取り出される物質が冷却
される。勿論、分解ガスはライン8を介して系か
ら除去される。また、図示されているように、冷
却容器6は必要により撹拌器9を有することがで
きる。冷却された製品はライン10およびバルブ
11を介して取り出され、引き続いて帯域14に
おいて過される。固体は帯域14からライン1
5を介して取り出される。液はライン16を通
して沈殿帯域17に送られ、そこで例えばライン
18を介して導入される反容媒で処理される。
しい実施態様に言及すると、そこでは石油起源の
残渣、例えば蒸留したもしくは分解した石油ピツ
チの残留物または他の市販品として入手し得る石
油ピツチなどが、一般的には約150℃以下の沸点
を有する有機溶融用物質により溶融されている。
本明細書で詳述する実施態様において、有機溶融
用液体はトルエンである。溶融ピツチはライン1
を介して熱浸漬容器2内に連続的に導入される。
該熱浸漬容器は約350〜約450℃の範囲の温度に保
持される。場合により、好ましくは該加熱は、所
望によりライン3を介して導入することのできる
窒素などの不活性雰囲気内で始められ、かつ実施
される。必要により混合器を熱浸漬容器2内に設
けることが可能であるが、有機溶融用液体は熱浸
漬器内で維持されている温度範囲よりも低い沸点
を有しているので、溶融ピツチを該熱浸漬器内の
液体レベル下部に導入する場合には混合は不要で
ある。従つて、第2図に示したように、ライン1
は熱浸漬容器2内の液体レベル4以下に伸びてい
る。熱浸漬され、溶融されたピツチは熱浸漬器2
からライン5を介して取り出され、冷却帯域6に
移される。かくして、溶融ピツチは連続的に熱浸
漬器に導入され、かつ連続的にそこから取り出さ
れる。その速度は該熱浸漬器内における滞留時間
を約30〜300分の範囲に維持するのに十分な速度
である。冷却帯域容器6は還流コンデンサーもし
くは冷却塔7を備えており、それによつて熱浸漬
器内の温度以下の温度に冷却帯域の溶融用液体を
自動的に冷却することが可能となる。かくして、
有機溶融用液体としてトルエンが使用されている
場合には、熱浸漬器から取り出される物質は一部
トルエン蒸気からなり、これは前記コンデンサー
中で冷却されて、容器6内のピツチに戻され、そ
れによつて熱浸漬器から取り出される物質が冷却
される。勿論、分解ガスはライン8を介して系か
ら除去される。また、図示されているように、冷
却容器6は必要により撹拌器9を有することがで
きる。冷却された製品はライン10およびバルブ
11を介して取り出され、引き続いて帯域14に
おいて過される。固体は帯域14からライン1
5を介して取り出される。液はライン16を通
して沈殿帯域17に送られ、そこで例えばライン
18を介して導入される反容媒で処理される。
反溶媒と混合することによつて所定の画分を沈
殿させた後、該混合物をライン19およびバルブ
20を介して取り出し、かつ帯域21にて過し
てピツチの固体状ネオメソフエーズ形成画分を分
離する。該固体を、例えばライン22を介して取
り出し、かつ反溶媒をライン23を介して取り出
す。勿論、この反溶媒はそのまま、もしくは必要
により適当な精製を行つた後再循環することがで
きる。
殿させた後、該混合物をライン19およびバルブ
20を介して取り出し、かつ帯域21にて過し
てピツチの固体状ネオメソフエーズ形成画分を分
離する。該固体を、例えばライン22を介して取
り出し、かつ反溶媒をライン23を介して取り出
す。勿論、この反溶媒はそのまま、もしくは必要
により適当な精製を行つた後再循環することがで
きる。
本発明の方法をより一層完全に理解するため
に、以下に実施例を挙げて説明するが、この実施
例は単なる例示であり、特許請求の範囲に完全に
記載された本発明の範囲を限定することを意味す
るものではない。
に、以下に実施例を挙げて説明するが、この実施
例は単なる例示であり、特許請求の範囲に完全に
記載された本発明の範囲を限定することを意味す
るものではない。
実施例
市販品として入手し得る石油ピツチ(アツシユ
ランド240)を、該ピツチとトルエンとを0.5:1
なる重量比で混合することによつて、トルエンに
より溶融した。この溶融ピツチを連続的に
0.33v/v反応器/hrなる速度で、415〜435℃の
範囲内の温度に維持されている丸底容器に供給し
た。該溶融ピツチを該丸底容器の液体取り出し線
下部に導入した。これによつて該溶融ピツチを十
分に混合され加熱された状態に維持するのに十分
な撹拌が達成される。この熱浸漬されたピツチを
ほぼ該容器の中央部における水平なラインを介し
て取り出し、還流コンデンサーを取り付けた第2
の丸底容器内に放出した。結局、加熱帯域からの
溶融ピツチの取り出し速度は該帯域にピツチを導
入する速度に等しく、かつこのように取り出され
たピツチは溶融用トルエンの温度に維持された。
生成物を第2の容器から取り出し、室温にて遠心
分離し、そこでは遠心分離した液体は遠心分離体
1部当たりトルエン16部なる割合で過剰のトルエ
ンにより処理され、軟化点範囲約350〜約375℃を
有するトルエン不溶性物質22.9重量%を得た。
ランド240)を、該ピツチとトルエンとを0.5:1
なる重量比で混合することによつて、トルエンに
より溶融した。この溶融ピツチを連続的に
0.33v/v反応器/hrなる速度で、415〜435℃の
範囲内の温度に維持されている丸底容器に供給し
た。該溶融ピツチを該丸底容器の液体取り出し線
下部に導入した。これによつて該溶融ピツチを十
分に混合され加熱された状態に維持するのに十分
な撹拌が達成される。この熱浸漬されたピツチを
ほぼ該容器の中央部における水平なラインを介し
て取り出し、還流コンデンサーを取り付けた第2
の丸底容器内に放出した。結局、加熱帯域からの
溶融ピツチの取り出し速度は該帯域にピツチを導
入する速度に等しく、かつこのように取り出され
たピツチは溶融用トルエンの温度に維持された。
生成物を第2の容器から取り出し、室温にて遠心
分離し、そこでは遠心分離した液体は遠心分離体
1部当たりトルエン16部なる割合で過剰のトルエ
ンにより処理され、軟化点範囲約350〜約375℃を
有するトルエン不溶性物質22.9重量%を得た。
このサンプルの軟化点範囲は窒素で覆い、栓を
したNMRチユーブ内で決定した。更に、軟化点
範囲内の温度にまで加熱した後、加熱したピツチ
を、フイツシヤー・サイエンテイフイツク・カン
パニー(Fischer Scientific Company)により
市販されている古典的固定用媒質、パーマウント
(Permount)を使用して、サンプルをスライド
上に載せて、偏光の下で観察した。指圧下で該カ
バーを回転しながらスライド上に載せ、該サンプ
ルを圧漬して粉末とし、スライド上に均一に分散
するようにした。その後該圧漬サンプルを拡大率
200Xにて偏光の下で観察し、光学異方性の百分
率が75%以上であることを確認した。かくして、
本発明の生成物は炭素繊維供給原料に対して要求
されている性質を有する。
したNMRチユーブ内で決定した。更に、軟化点
範囲内の温度にまで加熱した後、加熱したピツチ
を、フイツシヤー・サイエンテイフイツク・カン
パニー(Fischer Scientific Company)により
市販されている古典的固定用媒質、パーマウント
(Permount)を使用して、サンプルをスライド
上に載せて、偏光の下で観察した。指圧下で該カ
バーを回転しながらスライド上に載せ、該サンプ
ルを圧漬して粉末とし、スライド上に均一に分散
するようにした。その後該圧漬サンプルを拡大率
200Xにて偏光の下で観察し、光学異方性の百分
率が75%以上であることを確認した。かくして、
本発明の生成物は炭素繊維供給原料に対して要求
されている性質を有する。
第1図は本発明の方法を示すフローチヤートで
あり;第2図は、本発明に従つて炭素繊維を形成
するために特に適した供給原料の製造方法の概略
フローダイアグラムである。 2……熱浸漬容器、6……冷却帯域容器、7…
…冷却塔、14……過帯域、17……沈殿帯
域、21……過帯域。
あり;第2図は、本発明に従つて炭素繊維を形成
するために特に適した供給原料の製造方法の概略
フローダイアグラムである。 2……熱浸漬容器、6……冷却帯域容器、7…
…冷却塔、14……過帯域、17……沈殿帯
域、21……過帯域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 (a) 等方性炭質ピツチを用意し、 (b) 前記ピツチを溶融し、 (c) 前記溶融ピツチを約350℃〜約450℃の範囲の
温度に加熱し、 (d) 前記の加熱された溶融ピツチに懸濁した固体
を分離して流動性ピツチを得、 (e) 該流動性ピツチを、25℃における溶融パラメ
ーターが約8.0〜約9.5の有機溶媒系で処理し、
75%よりも多い光学異方性相を含有する変形可
能なピツチに熱的に転化し得る溶媒不溶性画分
を生じさせ、そして (f) 該溶媒不溶性画分を回収する、工程を含む。
炭素加工品製造に適した供給原料の製造方法。 2 該ピツチが、軽質芳香族ガス油、重質芳香族
ガス油、トルエン、キシレンおよびテトラリンか
らなる群から選ばれる溶融用液体を添加すること
により溶融される、特許請求の範囲第1項記載の
方法。 3 該ピツチが、約30分〜約300分の範囲の時間
にわたり加熱される、特許請求の範囲第2項記載
の方法。 4 上記有機溶融用液体が、ピツチ1重量部当た
り約0.5〜3重量部の範囲で使用される、特許請
求の範囲第3項記載の方法。 5 溶融用液体対ピツチの重量比が、0.5〜1:
1である、特許請求の範囲第4項記載の方法。 6 該ピツチ中に懸濁している固体を分離する前
に、該ピツチが前記加熱温度以下の温度にまで冷
却される、特許請求の範囲第5項記載の方法。 7 (a) 等方性炭質ピツチを用意し、 (b) 前記ピツチを溶融し、 (c) 約350℃〜約450℃の範囲の温度に保たれ加熱
帯域に、前記溶融ピツチを連続的に供給するこ
とにより、前記溶融ピツチを加熱し、 (d) 同時に、該加熱帯域から、該加熱帯域中の温
度以下の温度に保たれた冷却帯域に、溶融ピツ
チを移動し、ただし該加熱帯域から溶融ピツチ
を供給移動する速度は、該加熱帯域における滞
溜時間が約30分〜約300分となるのに充分な速
度である、 (e) 溶融し加熱したピツチを冷却帯域から取り出
し、該ピツチから固体を分離して流動性ピツチ
を得、 (f) 該流動性ピツチを、十分な量の有機溶媒系で
処理して、熱的に光学異方性相に転化し得る該
ピツチの画分を沈澱させ、 (g) 該沈澱画分を回収する、 工程を含む炭素加工品製造に適した供給原料
の製造方法。 8 軽質芳香族ガス油、重質芳香族ガス油、トル
エン、キシレンおよびテトラリンからなる群から
選ばれる溶融用液体を、ピツチ1重量部当たり約
0.5〜3重量部の範囲の量で添加することにより、
該ピツチが溶融される、特許請求の範囲第7項記
載の方法。 9 溶融用液体対ピツチの重量比が0.5〜1:1
の範囲内にある、特許請求の範囲第8項記載の方
法。 10 上記ピツチを処理するための前記有機溶媒
系が、25℃において約8.0〜9.5の溶解パラメータ
ーを有するものであり、それによつて、該沈澱ピ
ツチの画分を、75%より多い光学的異方性相を含
有する変形し得るピツチに熱的に転化することが
できる、特許請求の範囲第9項記載の方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/115,299 US4283269A (en) | 1979-04-13 | 1980-01-25 | Process for the production of a feedstock for carbon artifact manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56109807A JPS56109807A (en) | 1981-08-31 |
| JPH0336869B2 true JPH0336869B2 (ja) | 1991-06-03 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP955281A Granted JPS56109807A (en) | 1980-01-25 | 1981-01-23 | Improved manufacture of supply raw material for carbon product manufacture |
Country Status (5)
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