JPH0356599B2 - - Google Patents
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- JPH0356599B2 JPH0356599B2 JP2612784A JP2612784A JPH0356599B2 JP H0356599 B2 JPH0356599 B2 JP H0356599B2 JP 2612784 A JP2612784 A JP 2612784A JP 2612784 A JP2612784 A JP 2612784A JP H0356599 B2 JPH0356599 B2 JP H0356599B2
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Landscapes
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
炭素繊維プリカーサーピツチの製造方法に関し
て、この明細書で述べる技術内容は、とくに原料
タールピツチからの溶剤抽出処理に工夫を加える
ことにより、上記プリカーサーピツチの熱安定
性、紡糸性および不融化性、さらには炭化収率な
どを改善することに関連している。
て、この明細書で述べる技術内容は、とくに原料
タールピツチからの溶剤抽出処理に工夫を加える
ことにより、上記プリカーサーピツチの熱安定
性、紡糸性および不融化性、さらには炭化収率な
どを改善することに関連している。
従来技術とその問題点
炭素繊維の製造法は、ポリアクリロニトリルな
どの合成繊維を原料とする方法と、石油ピツチ、
タールピツチを原料とする方法とに大別される。
どの合成繊維を原料とする方法と、石油ピツチ、
タールピツチを原料とする方法とに大別される。
ところで上掲した二つの方法のうち、前述の方
法には、原料の繊維が高価であることのほか原料
繊維の炭化比率が低いという欠点があつた。また
後者の場合は、一般に原料ピツチが紡糸性の良い
ものは不融化性に劣り、一方不融化性の良いもの
は紡糸性に劣るという相反する性質をそなえてい
て、両性質を兼備させることは難しいという欠点
があつた。さらに後者の方法によつて炭素繊維を
製造する場合は、原料ピツチから炭素繊維の前駆
体としてのプリカーサーピツチを調整することが
不可欠であるが、かかるプリカーサーピツチの調
製に当つては、原料ピツチ中に分散する微小な不
溶性固形分（フリーカーボンや無機質）の除去が
難しいことのほかに、水素ガスによる高圧下での
水素化または特殊な水素供与性溶剤による水素化
による紡糸性ならびに不融化性の改善処理を必要
とするところにも問題を残していた。
法には、原料の繊維が高価であることのほか原料
繊維の炭化比率が低いという欠点があつた。また
後者の場合は、一般に原料ピツチが紡糸性の良い
ものは不融化性に劣り、一方不融化性の良いもの
は紡糸性に劣るという相反する性質をそなえてい
て、両性質を兼備させることは難しいという欠点
があつた。さらに後者の方法によつて炭素繊維を
製造する場合は、原料ピツチから炭素繊維の前駆
体としてのプリカーサーピツチを調整することが
不可欠であるが、かかるプリカーサーピツチの調
製に当つては、原料ピツチ中に分散する微小な不
溶性固形分（フリーカーボンや無機質）の除去が
難しいことのほかに、水素ガスによる高圧下での
水素化または特殊な水素供与性溶剤による水素化
による紡糸性ならびに不融化性の改善処理を必要
とするところにも問題を残していた。
発明の目的
この発明は、上述した如き諸問題を有利に解決
するもので、水素化処理などの特殊な処理を行う
必要なしに、熱安定性、紡糸性および不融化性に
優れ、また炭化収率が高く、さらにフリーカーボ
ンや灰分などの不溶性固形分を含まず、しかも炭
素繊維とした場合に充分な強度および弾性率をそ
なえてなる炭素繊維プリカーサーピツチの製造方
法を提供することを目的とする。
するもので、水素化処理などの特殊な処理を行う
必要なしに、熱安定性、紡糸性および不融化性に
優れ、また炭化収率が高く、さらにフリーカーボ
ンや灰分などの不溶性固形分を含まず、しかも炭
素繊維とした場合に充分な強度および弾性率をそ
なえてなる炭素繊維プリカーサーピツチの製造方
法を提供することを目的とする。
発明の端緒
この発明は、タールピツチの溶剤抽出を高温、
高圧の状態すなわち臨界状態で行うようにすれ
ば、溶剤の密度が低下して溶剤不溶成分の沈降速
度が著しく増加し、該不溶成分の分離除去が極め
て容易に実現することの新規知見に立脚する。
高圧の状態すなわち臨界状態で行うようにすれ
ば、溶剤の密度が低下して溶剤不溶成分の沈降速
度が著しく増加し、該不溶成分の分離除去が極め
て容易に実現することの新規知見に立脚する。
発明の構成
すなわちこの発明は、タールピツチに、芳香族
系沸点溶剤による臨界状態での抽出処理を施して
溶剤不溶分を分離除去したのち、抽出液からさら
に溶剤を除去してフリーカーボンを含まないピツ
チとし、ついで得られたピツチに加熱処理を施す
ことから成る炭素繊維プリカーサーピツチの製造
方法である。
系沸点溶剤による臨界状態での抽出処理を施して
溶剤不溶分を分離除去したのち、抽出液からさら
に溶剤を除去してフリーカーボンを含まないピツ
チとし、ついで得られたピツチに加熱処理を施す
ことから成る炭素繊維プリカーサーピツチの製造
方法である。
この発明に従い、臨界状態で溶剤抽出を行うこ
とすなわち、フリーカーボンを含むタールピツチ
を１〜５倍容量好ましくは２〜2.5倍容量の芳香
族系低沸点溶剤たとえばガス軽油に溶解してから
260〜320℃に加熱し、30〜60気圧での加圧処理を
施すことによつて、該ピツチ中のフリーカーボン
を効果的に除去することができ、ひいては水素化
処理などの特別な処理を施すことなしに、熱安定
性が良く、また紡糸性および不融化性に優れ、し
かも炭化収率が高い炭素繊維用のプリカーサーピ
ツチを容易に製造することができるようになつた
のである。
とすなわち、フリーカーボンを含むタールピツチ
を１〜５倍容量好ましくは２〜2.5倍容量の芳香
族系低沸点溶剤たとえばガス軽油に溶解してから
260〜320℃に加熱し、30〜60気圧での加圧処理を
施すことによつて、該ピツチ中のフリーカーボン
を効果的に除去することができ、ひいては水素化
処理などの特別な処理を施すことなしに、熱安定
性が良く、また紡糸性および不融化性に優れ、し
かも炭化収率が高い炭素繊維用のプリカーサーピ
ツチを容易に製造することができるようになつた
のである。
なおこの発明において、抽出処理後、不溶成分
を分離除去したピツチに施す加熱処理は、減圧下
または不活性ガスのバブリング下における350〜
450℃の温度範囲での熱処理することがより好ま
しい。
を分離除去したピツチに施す加熱処理は、減圧下
または不活性ガスのバブリング下における350〜
450℃の温度範囲での熱処理することがより好ま
しい。
以下この発明を具体的に説明する。
さてピツチ類には通常、直径1μｍ以下の微粒
子であるフリーカーボンおよび灰分となる無機質
などが不溶性固型分として含まれているが、かよ
うなピツチを炭素繊維の原料ピツチとして用いる
場合には、上記した如き不溶性固型分を除去して
おく必要がある。というのは、ピツチ中にかかる
不純物が存在すると溶融紡糸が困難となり、また
炭素繊維のボイドの発生や強度の低下を招く原因
ともなるからである。
子であるフリーカーボンおよび灰分となる無機質
などが不溶性固型分として含まれているが、かよ
うなピツチを炭素繊維の原料ピツチとして用いる
場合には、上記した如き不溶性固型分を除去して
おく必要がある。というのは、ピツチ中にかかる
不純物が存在すると溶融紡糸が困難となり、また
炭素繊維のボイドの発生や強度の低下を招く原因
ともなるからである。
この点、この発明に従う臨界状態での抽出処理
によれば、フリーカーボンや灰分はいうまでもな
く、ピツチ中に存在する高分子量成分も溶剤不溶
成分として同時に分離除去されるため、炭素繊維
用原料としてより一層優れた特性が与えられるこ
とになるのである。つまり上述のようにして溶剤
不溶分を除去したピツチは、従来のものに較べて
熱安定性の著しい改善がみられたのである。
によれば、フリーカーボンや灰分はいうまでもな
く、ピツチ中に存在する高分子量成分も溶剤不溶
成分として同時に分離除去されるため、炭素繊維
用原料としてより一層優れた特性が与えられるこ
とになるのである。つまり上述のようにして溶剤
不溶分を除去したピツチは、従来のものに較べて
熱安定性の著しい改善がみられたのである。
その後抽出液から溶剤を除去してフリーカーボ
ンを含まないピツチとしたのち、このピツチに加
熱処理を施して該ピツチ中の低分子量成分を除去
するととともに、ピツチの高分子化を図ることに
より、炭素繊維プリカーサーピツチとするわけで
ある。
ンを含まないピツチとしたのち、このピツチに加
熱処理を施して該ピツチ中の低分子量成分を除去
するととともに、ピツチの高分子化を図ることに
より、炭素繊維プリカーサーピツチとするわけで
ある。
かようなプリカーサーピツチの調製工程におい
て、ピツチ中の低分子量成分を有効に除去するた
めには、該ピツチの加熱処理を、350〜450℃の温
度範囲にて、減圧下またはArやN2ガスの如き不
活性ガスのバブリング下に行うことがより好まし
く、また得られたプリカーサーピツチの特性は、
軟化点：200℃以上でかつ、ベンゼン不溶分：45
〜65重量％（以下単に％で示す）、キノリン不溶
分：0.5％以下であることが望ましい。というの
はかかる条件を満足するプリカーサーピツチは、
溶融紡糸性および不融化性がとりわけ良好となる
からである。
て、ピツチ中の低分子量成分を有効に除去するた
めには、該ピツチの加熱処理を、350〜450℃の温
度範囲にて、減圧下またはArやN2ガスの如き不
活性ガスのバブリング下に行うことがより好まし
く、また得られたプリカーサーピツチの特性は、
軟化点：200℃以上でかつ、ベンゼン不溶分：45
〜65重量％（以下単に％で示す）、キノリン不溶
分：0.5％以下であることが望ましい。というの
はかかる条件を満足するプリカーサーピツチは、
溶融紡糸性および不融化性がとりわけ良好となる
からである。
なお上記した加熱処理においては、できる限り
メソフエーズの発生が抑制されるように、処理条
件を設定しなければならないが、この発明に従う
ピツチは熱的安定性が極めて優れており、従つて
処理条件をことさら厳しくする必要はなく、350
〜450℃程度の加熱処理により、メソフエーズの
生成を充分に抑制しつつ、ベンゼン不溶分：45〜
65％の炭素繊維プリカーサーピツチを製造するこ
とができる。
メソフエーズの発生が抑制されるように、処理条
件を設定しなければならないが、この発明に従う
ピツチは熱的安定性が極めて優れており、従つて
処理条件をことさら厳しくする必要はなく、350
〜450℃程度の加熱処理により、メソフエーズの
生成を充分に抑制しつつ、ベンゼン不溶分：45〜
65％の炭素繊維プリカーサーピツチを製造するこ
とができる。
かくして得られたプリカーサーピツチは、通常
の溶融紡糸性によつて軟化点より40〜50℃高い温
度にて紡糸することができ、この紡糸した繊維
は、空気酸化による不融化処理が可能である。そ
してかかる不融化処理後、ArやN2の如き不活性
ガス雰囲気中で約1000℃まで昇温し、焼成炭化す
ることによつて炭素繊維とすることができる。
の溶融紡糸性によつて軟化点より40〜50℃高い温
度にて紡糸することができ、この紡糸した繊維
は、空気酸化による不融化処理が可能である。そ
してかかる不融化処理後、ArやN2の如き不活性
ガス雰囲気中で約1000℃まで昇温し、焼成炭化す
ることによつて炭素繊維とすることができる。
実施例
タール軟ピツチ（キノリン不溶分〔Q.I〕＝2.4
％）を300℃、60気圧の条件の下に、２倍量のガ
ス軽油で抽出処理して、フリーカーボンを主体と
する高分子量成分を沈降除去し、ついで溶剤を除
去して軟化点：70℃、ベンゼン不溶分：13％、キ
ノリン不溶分：トレースのピツチとした。このピ
ツチを、Ar流量４／minのArバブリングの下
で430℃に５分間保持し、プリカーサーピツチと
した。このプリカーサーピツチの軟化点は232℃、
またベンゼン不溶分：48.5％、キノリン不溶分：
トレースであつた。
％）を300℃、60気圧の条件の下に、２倍量のガ
ス軽油で抽出処理して、フリーカーボンを主体と
する高分子量成分を沈降除去し、ついで溶剤を除
去して軟化点：70℃、ベンゼン不溶分：13％、キ
ノリン不溶分：トレースのピツチとした。このピ
ツチを、Ar流量４／minのArバブリングの下
で430℃に５分間保持し、プリカーサーピツチと
した。このプリカーサーピツチの軟化点は232℃、
またベンゼン不溶分：48.5％、キノリン不溶分：
トレースであつた。
得られたプリカーサーピツチを270℃で溶融紡
糸し、ついで290℃で２時間空気酸化したのち、
引続きアルゴン雰囲気中にて1000℃で炭化処理す
ることによつて炭素繊維とした。得られた炭素繊
維の繊維径は11.3μｍ、また引張強度：108Kg／
mm2、弾性率：4.5t／mm2であつた。
糸し、ついで290℃で２時間空気酸化したのち、
引続きアルゴン雰囲気中にて1000℃で炭化処理す
ることによつて炭素繊維とした。得られた炭素繊
維の繊維径は11.3μｍ、また引張強度：108Kg／
mm2、弾性率：4.5t／mm2であつた。
発明の効果
かくしてこの発明によれば、タールピツチの溶
剤抽出を臨界状態で行うことによつて、フリーカ
ーボンや灰分はいうまでもなく、該ピツチ中に存
在する高分子量成分をも溶剤不溶分として容易に
分離除去でき、かくして紡糸性や不融化性の改善
のために従来必要とされていた水素化処理などの
特殊なピツチ調製を行う必要なしに、炭素繊維プ
リカーサーピツチとして要求される性質の悉くを
付与することができ、有利である。
剤抽出を臨界状態で行うことによつて、フリーカ
ーボンや灰分はいうまでもなく、該ピツチ中に存
在する高分子量成分をも溶剤不溶分として容易に
分離除去でき、かくして紡糸性や不融化性の改善
のために従来必要とされていた水素化処理などの
特殊なピツチ調製を行う必要なしに、炭素繊維プ
リカーサーピツチとして要求される性質の悉くを
付与することができ、有利である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ タールピツチに、芳香族系低沸点溶剤による
臨界状態での抽出処理を施して溶剤不溶分を分離
除去したのち、抽出液からさらに溶剤を除去して
フリーカーボンを含まないピツチとし、ついで得
られたピツチに加熱処理を施すことから成る炭素
繊維プリカーサーピツチの製造方法。 ２ 加熱処理が、減圧下または不活性ガスのバブ
リング下における350〜450℃の温度範囲での熱処
理である特許請求の範囲第１項記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2612784A JPS60170694A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 炭素繊維プリカ−サ−ピツチの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2612784A JPS60170694A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 炭素繊維プリカ−サ−ピツチの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60170694A JPS60170694A (ja) | 1985-09-04 |
| JPH0356599B2 true JPH0356599B2 (ja) | 1991-08-28 |
Family
ID=12184895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2612784A Granted JPS60170694A (ja) | 1984-02-16 | 1984-02-16 | 炭素繊維プリカ−サ−ピツチの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60170694A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6187790A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-06 | Kawasaki Steel Corp | 炭素繊維用プリカ−サ−ピツチの製造方法 |
| JPS61162586A (ja) * | 1985-01-08 | 1986-07-23 | Kawasaki Steel Corp | 炭素繊維用プリカ−サ−ピツチの製造方法 |
| JPS63112687A (ja) * | 1986-10-29 | 1988-05-17 | Jgc Corp | ピツチの分別方法 |
| JPS63122787A (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-26 | Jgc Corp | タ−ルピツチの精製法 |
| JPS6469692A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-15 | Jgc Corp | Method of fractionating tar pitch |
| US5032250A (en) * | 1988-12-22 | 1991-07-16 | Conoco Inc. | Process for isolating mesophase pitch |
| CN104193063B (zh) * | 2014-09-16 | 2016-01-27 | 王茜茜 | 一种可制备沥青的焦油废水处理装置 |
-
1984
- 1984-02-16 JP JP2612784A patent/JPS60170694A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60170694A (ja) | 1985-09-04 |
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