JPH0418126A - 炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はピッチ系の高性能炭素繊維及び黒鉛繊維の製造
方法における炭素質ピッチの製造、保存及び溶融紡糸方
法に関する。

〔従来の技術〕

従来、自動車、航空機その他の各種産業分野にわたって
、軽量、高強度、高弾性率等を有する高性能素材の開発
が要望されており、か）る観点から炭素繊維（黒鉛繊維
を含む）が注目されている。

現在市販の炭素繊維は依然としてポリアクリロニトリル
を原料とするＰＡＮ系炭素炭素繊維流であるが１石炭又
は石油系ピッチ類を原料とするピッチ系炭素繊維も原料
が安価で、炭化工程での歩留りが高く、弾性率の高い繊
維が得られるなどの利点から重要視され、活発な開発研
究が行なわれている。

ピッチ系炭素繊維は、炭素質ピッチを先ず紡糸原料とし
て好ましい状態に調整しく紡糸用ピッチ）、次に溶融紡
糸して繊維状に転換した後、不融化及び炭化することに
よって得られる。また、光学的等方性のピッチ（すなわ
ち非メソフェースピッチ）から得られる炭素繊維は、強
度、弾性率ともに低いが、光学的等方性ピッチを熱処理
して得られる光学的異方性ピッチ（すなわちメソフェー
スピッチ）からは、高性能炭素繊維が得られるので、メ
ソフェースピッチからなる紡糸用ピッチの製造、保存及
び紡糸方法は非常に重要である。

そのため、メソフェースピッチの製造に関しては、数多
くの提案がなされているが、タール、市販の光学的等方
性ピッチ等を加熱処理するという通常の方法では、メソ
フェース含有量を１００％に近づけると軟化点が上昇し
、紡糸性が悪化して高性能の炭素繊維が得られなくなる
し、逆に軟化点を抑えるとピッチ中の非メソフェース成
分の量が増大して不均質になり、やはり紡糸性が悪化す
ると共に、高性能の炭素繊維は得られない。

また、このようにして得られたメソフェースピッチは、
通常熱処理反応器から取り出された後、−旦常温に戻し
て固化し保存された後、紡糸時に再度溶融され紡糸処理
に付されていた。従って、メソフェースピッチは、固化
／再溶解により酸化。

熱分解ガスの発生、メソフェース組織の変化などをきた
すという問題点を有し、更に再度の加熱溶解によるエネ
ルギー損失も無視できない。

この点を解決するために、炭素質ピッチ（ピッチ又はそ
の前駆体物質）を溶液又は溶融状態で熱処理した後、固
化させることなく溶融紡糸する方法（特開昭５９−１７
３３０９号公報）が提案されている。

しかし、ピッチを熱処理後、そのまま固化させずに溶融
紡糸すると、固化／再溶解による前述の欠点は解消され
るものの、前記の紡糸性が悪いという問題点は、依然と
して残っている。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記したように、従来のメソフェースピッチか、らの炭
素繊維及び黒鉛繊維の製造においては、紡糸性の良好な
メソフェースピッチを得ることが難しく、そのため高性
能の炭素繊維及び黒鉛繊維が得られにくいという問題点
がある。

本発明者らは、これらの問題点を解決するため、メソフ
ェース含有ピッチから分離されたメソフェースピッチを
、固化させることなく溶融状態のまま直接紡糸し、炭化
することにより、高性能炭素繊維を得る方法を別途出願
した。しかしながら、この方法には、溶融状態のピッチ
の全量を直ちに紡糸せず、約７〜３０日の長期間溶融状
態のまま保存した場合に、ピッチの品質に劣化が起こり
、紡糸性が悪くなり、焼成後の糸の物性が低下するとい
う問題点があった。

従って、本発明の目的は、このような問題点を克服し、
紡糸性及び糸物性が改善された炭素繊維及び黒鉛繊維の
製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、メソフェースピッチを紡糸し、炭化し
、更に場合により黒鉛化する炭素繊維及び黒鉛繊維の製
造方法において、炭素質ピッチから製造されたメソフェ
ース含有ピッチを、メソフェース成分と非メソフェース
成分とに分離し１分離されたメソフェースピッチを固化
させることなく溶融状態のまま直接紡糸し、且つ前記メ
ソフェースピッチの一部を固化し、必要時再溶融して紡
糸することを特徴とする炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方
法が提供される。

すなわち、本発明の炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法は
、炭素質ピッチから製造されたメソフェース含有ピッチ
を、メソフェース成分と非メソフェース成分とに分離す
るメソフェースピッチ分離処理に付した後、得られたメ
ソフェースピッチを、固化させることなく溶融状態のま
ま直接紡糸することを特徴とするが、このような構成と
したことから、紡糸に適正なメソフェースピッチが形成
されると共に、メソフェースピッチの固化／再溶解によ
る酸化、熱分解ガス発生、メソフェース組織変化等が防
止されるので、紡糸性及び糸物性が著しく改善されたも
のとなるし、またメソフェースピッチの再溶解エネルギ
ーも節減される。

また１本発明の方法は、前記メソフェースピッチの一部
を固化し、必要時再溶融して紡糸することを特徴とする
が、このメソフェースピッチの一部の固化は、再溶解に
よるエネルギー損失をもたらすと共に、紡糸性、糸物性
が多少劣るとはいうものの、装置の運転変動の吸収能力
増大と製造計画の柔軟性向上という効果をもたらす。

なお１本発明でいうメソフェースピッチ（すなわち光学
的異方性ピッチ）とは、常温で固化したピッチ塊の断面
を研摩し、反射型偏光顕微鏡で直交ニコルを回転して光
輝が認められるピッチ、すなわち実質的に光学的異方性
相（本明細書ではメソフェース成分という）が大部分で
あるピッチを意味し、光輝が認められず実質的に光学的
等方性相（本明細書では非メソフェース成分という）か
らなるピッチについては、本明細書では非メソフェース
ピッチ（光学的等方性ピッチ）と呼称する。従って、本
明細書におけるメソフェースピッチには、純粋なメソフ
ェースピッチのみならず、メソフェースピッチの中に非
メソフェース成分が球状又は不定形の島状に包含されて
いる場合も含まれる。

これとは逆に、非メソフェースピッチには、少量のメソ
フェース成分を包含するものも含まれる。

また、メソフェースピッチにはキノリン又はピリジンに
不溶なものとキノリン又はピリジンに可溶な成分を多く
含むものとの二種類があり１本明細書でいうメソフェー
スピッチは主として、後者をいう。

なお、本発明でいうメソフェース含有量とは、試料を偏
光顕微鏡で直交ニコル下で観察写真撮影して、試料中の
メソフェース成分の占める面積割合を測定することによ
り求めたものである。なお本発明でいうピッチの軟化点
とは、ピッチの同−液転移温度をいうが、差動走査型熱
量計を用い、ピッチが融解又は凝固するときの潜熱の吸
収又は放呂がピークを示す温度から求めたものである。

この温度は他のリングアンドボール法、微量融点法など
で測定したものと±１０℃の範囲で一致する５以下、本
発明の炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法について詳細に
説明する。

（１）炭素質ピッチ 本発明で用−いるメソフェース含有ピッチ製造用の炭素
質ピッチとしては、公知の出発原料、いわゆる重質炭化
水素油、タール又はピッチを使用することができる。例
えば、石油系の各種重質油、熱分解タール、接触分解残
渣油、石戻の乾留によって得られる重質油、タール、ピ
ッチあるいは芳香族炭化水素類などを出発原料として挙
げることができ、特に好適なものとして石油の接触分解
残渣油が挙げられる。これらは必要な場合には、濾過、
蒸留、溶剤抽出等の予備処理を施した上で使用される。

更に、製造されるメソフェースピッチの品質を安定させ
るため、既に少量のメソフェースピッチを含む炭素質ピ
ッチを原料として使用することもできる。

（２）メソフェース含有ピッチの製造 メソフェース含有ピッチは炭素質ピッチを原料として製
造され、その製造方法が特定されるものではない。例え
ば、炭素質ピッチを熱分解重縮合反応によってメン化反
応（メソフェースを生成させる反応と定義する）を行な
わせる熱処理工程によって製造することもできる。なお
熱分解重縮合反応とは、重質炭化水素の熱分解反応と重
縮合反応とが、ともに主反応として併列的に起ることに
より、ピッチ成分分子の化学構造を変化させる反応を意
味し、この反応の結果、パラフィン鎖構造の切断、脱水
素、閉環、重縮合による多環縮合芳香族の平面構造の発
達等が進行するものである。

この反応のために、炭素質ピッチは約３８０〜約４６０
℃、好ましくは４００〜４３０℃で熱処理される。反応
温度が約４６０℃を超過すると、原料中の未反応物の揮
発が増大し、炭素質ピッチの軟化点も高くなり且つコー
キングを発生し易くなるので不適当であり、逆に約３８
０℃未満では、反応に長時間を要し好ましくない。

熱処理工程では、局部過熱を防ぎ、均一に反応させるた
めに、撹拌が行なわれるが、更に、熱分解の結果、生成
した低分子量の物質を速やかに除くため、減圧下におい
て、又は必要な場合には、不活性ガスを反応器中へ吹き
込みながら行なうことができる。この場合、不活性ガス
としては、窒素、水蒸気、炭酸ガス、軽質炭化水素ガス
、又はこれらの混合ガス等、反応温度でピッチとの化学
反応性が充分小さいものを使用することができる。

これ、らの不活性ガスは、吹込み前に予熱しておくこと
が、反応温度を下げることがないため好ましい。

この熱処理工程においては、低分子量分解生成物や未反
応物を実質上瞼いた生成ピッチ中にメソフェース成分が
約３０〜約８０％、好ましくは約３８０〜約７０％含有
されるような状態になったとき、中止し、次のメソフェ
ースピッチ分離工程へ移送するのが好ましい、と言うの
は、メソフェースピッチ分離工程で低軟化点の均質なメ
ソフェースピッチを高収率で得るためには、生成ピッチ
中のメソフェース成分の含有量が約２０〜約８は且つ軟
化点が２６０℃以下でピッチ収率が高いものが好ましい
ためである。生成ピッチ中のメソフェース成分が２０％
未満のものでは、次の分離工程でのメソフェースピッチ
の収率が極めて小さく、逆にメソフェース成分を８０％
より大きいものにしたり、軟化点が２６０℃より高いも
のにしたりすると、分離工程での分離性が悪くなって高
濃度のメソフェースピッチが得られず、取得メソフェー
スピッチの軟化点が高いものとなる。この工程で得られ
るメソフェース含有ピッチとしては、メソフェース成分
の大部分又は実質的に全てが直径５００μ閣以下、好ま
しくは３００μ璽以下の球状の状態であるものが適切で
ある。

（３）メソフェースピッチの分離 本発明においては、炭素質ピッチから製造されたメソフ
ェース含有ピッチは１次のメソフェースピッチ分離工程
に送られ、ここでメソフェース成分と非メソフェース成
分とに分離される。このメソフェースピッチと非メソフ
ェースピッチを分離するための方法としては、公知の種
々の固液分離法が適宜採用されるが、特に比重差を利用
する分離法（参考：特公昭６１−３８７５５号、特開昭
５８−１８０５８５号、特開昭６０−３４６１９号各公
報）を採用するのが好ましく、とりわけ工業生産におい
ては、その中でも遠心分離法を採用するのが好ましい。

遠心分離法は、メソフェース含有ピッチに、その溶融状
態で、遠心分離操作を加えることにより、メソフェース
成分は非メソフェース成分よりも比重が大きいために迅
速に沈降し、合体成長しつつ下層（遠心力方向の層）へ
集積し、メソフェース成分が約８０％以上で連続相を成
し、その中にわずかに非メソフェース成分を島状または
微小な球状体の形で包含するメソフェースピッチが下層
となり、一方上層は非メソフェース成分が大部分で、そ
の中にメソフェース成分が微小な球状体で分散している
形態の非メソフェースピッチとなり、しかもこの上層と
下層との界面が明瞭であって、しかも上層と下層の溶融
状態での比重が大きく異ることを利用して、下層を上層
より分離して取出し、メソフェースピッチと非メソフェ
ースピッチとを分離する方法である。なお、遠心分離操
作とは、流体に高速回転作用を与え、流体中のより比重
の大きい相を下層（遠心力の方向）へ集め、これを分離
する処理操作であり、その実施態様の一つとしていわゆ
る遠心分離機による操作、特に連続的に重相と軽相を分
離排出する連続型遠心分離機などが有利に使用される。

遠心分離操作における温度は遠心力の大きさにもよるが
、メソフェース含有ピッチの軟化点以上の温度で、好ま
しくは２８０℃〜４００℃、さらに好ましくは３２０℃
−３８０℃の範囲である。この範囲内の所定の一定温度
でもよく、また必らずしも一定温度でなくてもよい。

この工程では、メソフェース成分の多くの部分を遠心力
方向へ沈積させ合体せしめることが主目的であり、熱分
解および重縮合反応はできるだけ避ける必要がある。従
って４００℃以上の温度は好ましくないし、また必要以
上の温度は遠心分離装置の長時間の連続運転を難しくす
るが、上述の温度では、その問題もない。また上述の範
囲よりも低温ではピッチの、特にメソフェースピッチの
粘度が大きいため、非メソフェース成分がメソフェース
成分と共に下層のメソフェースピッチ中に共沈し、長時
間の且つ非常に大きい遠心力加速度を与えても分離が難
しくなる。

また、該遠心分離操作の遠心力は、如何なる値であって
もよいが、メソフェース成分（重相）と非メソフェース
成分（軽相）とを、滞留時間を短かくして、効率的に短
時間で分離するために、好ましくは１．０ＯＯＧ以上、
特に１０，０００〜４０，０ＯＯＧの範囲を採用するこ
とができる。なお、５０，０ＯＯＧ以上では装置面の制
約がある９ 本工程からメソフェース成分の含有量が９０％以上、特
に９５％以上のメソフェースピッチが、短時間に、経済
的に得られる。

また、炭素質ピッチの熱処理によってメソフェス含有ピ
ッチを製造する場合には、本工程で分離された非メソフ
ェースピッチは、再度の熱処理を加えることによって、
メソフェース含有ピッチに転化することができるので、
好ましい態様においては、この非メソフェースピッチは
特定時点で前記熱処理工程に循環される。この非メソフ
ェースピッチの循環により、該非メソフェースピッチは
再度熱処理を受け、最終的なピッチの収率を向上させる
。

なお、本発明においては、メソフェースピッチ分離工程
の直後に、適当な仕上げ熱処理工程を加えることも可能
である。すなわち、前記分離工程で特に短い滞留時間を
用いて、軟化点は充分低いが、メソフェース成分の含有
量が約８０％−９０％と、やや不充分なメソフェースピ
ッチを製造し、次にこれを３００℃〜４３０℃の温度で
熱重質化反応処理を加えて、メソフェースピッチの特性
が狭い品質管理限界内に入るように調節する方法を採用
することもできる。メソフェース成分を８０〜９０％含
有するメソフェースピッチは非メソフェース成分を１０
〜２０％含有しているが、この非メソフェース成分は更
に熱重質化反応処理を少し加えることによって減少し、
また軟化点も次第に上昇することが分かっているので、
適度に調節された温度と処理時間で、分離後のピッチを
熱重質化することによって、メソフェース成分の含有量
を９０以上、好ましくは９５％以上に調節することがで
きる。

また、本発明においては、メソフェースピッチ分離工程
の後に、キノリンネ溶成分除去あるいはｎ−ヘプタン可
溶成分除去のための溶剤抽出工程等や軽質全除去のため
の非酸化性ガス吹込み処理又は／及び真空脱気処理工程
等を設けることもできるし、また前記仕上げ熱処理工程
を設けた場合には、その直後にピッチの軟化点の過上昇
を調節するための軽度の水素化処理工程を設けることも
できる。

本発明においては、メソフェースピッチ分離工程で分離
されたメソフェースピッチ（又は前記仕上げ熱処理等を
付した場合には仕上げ熱処理等を受けたメソフェースピ
ッチ）は、例えば貯槽に送られ、そこで軟化点以上に加
熱保温されて、溶融状態に保たれる。この場合、ピッチ
は撹拌しておくのが好ましい。

なお、本発明においては、当面の紡糸に必要な貴下外の
メソフェースピッチは、系外へ取り出され、固化し、例
えばペレットなどの状態で保存される。この固化された
メソフェースピッチは、必要時に再溶融され、紡糸工程
に送られる。

（４）紡糸 溶融状態を保たれたメソフェースピッチは、所望により
濾過処理で固形分を除いた後、直接公知の方法によって
紡糸することができる。このような方法は、例えば、直
径０．１ｍｍ〜０．５＋＋ｕ＋＋の紡糸口を１〜２，０
００ケ有する紡糸口金を下方に有する金属製紡糸容器に
ピッチを張り込み、不活性ガス雰囲気で２８０〜３７０
℃の間の一定の温度にピッチを保持し、溶融状態に保っ
て不活性ガスの圧力を数１００ｍｍＨｇに上昇せしめて
口金から溶融ピッチを押し出し、温度及び雰囲気を制御
しつつ流下したピッチ繊維を、高速で回転するボビンに
巻き取るものである。

また、紡糸口金から紡糸したピッチ繊維を集束させて気
流で引取りつつ、下方の集積ケースの中にケンス状に集
積する方法を採用することもできる。この場合、紡糸容
器へのピッチの供給を、予め溶融したピッチをギアポン
プ等により加圧供給することによって連続的に紡糸する
ことが可能である。更に、上記方法において、口金の近
傍で、一定の温度に制御され高速で下降するガスを用い
て、ピッチ繊維を延伸しつつ引取り、下方のベルトコン
ベア上に長繊維を作る方法も用いることができる。

更に、周壁に紡糸口金を有する円筒状の紡糸容器を高速
で回転させ、これに溶融ピッチを連続的に供給し、円筒
紡糸器の周壁より遠心力によってピッチを押し出し、回
転の作用によって延伸されるピッチ繊維を集積するよう
な紡糸方法を採用することもできる。

（５）集束剤（油剤）の付与 溶融紡糸したピッチ繊維は、エアサッカーを通して集束
しつつオイリングローラ−に導き、集束剤（油剤）をつ
けて更に集束する。

この場合の集束剤としては、例えばエチルアルコール、
イソプロピルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ブ
チルアルコール等のアルコール類又は粘度３〜３００ｃ
ｓｔ　（３０℃）のジメチルシリコン油、メチルフェニ
ルシリコン油等をシリコン油又はパラフィン油等の溶剤
で希釈したもの、又は乳化剤を入れて水に分散させたち
の；同様にグラファイト又はポリエチレングリコールや
ヒンダードエステル類を分散させたもの；その他通常の
繊維、例えばポリエステル繊維に使用される各種油剤の
内ピッチ繊維をおかさないものを使用することができる
。

集束剤をピッチ繊維に付与する方法としては、０字型の
ガイドに通して付与する方法、オイリングローラ−法、
スプレー法等の従来公知の付与方法を採用することがで
きる。

また、集束剤の付与は、紡糸工程から不融化工程の間の
何れにおいても行なえるが、１１弱なピッチ繊維を安定
に取扱うためには、紡糸口金と巻取機の間で行なうのが
好ましい。

集束剤の繊維への付着量は、通常０．０１〜１０重量％
であり、好ましくは０．０５〜５重量２である。

（６）ピッチ繊維の不融化 前記集束剤が付与され、集束されたピッチ繊維は、公知
の方法によって不融化される。不融化工程の温度は１５
０℃〜４００℃、好ましくは２００℃〜３５０℃の範囲
でステップ状又は徐々に昇温しで、通常は１０分〜５時
間処理する。処理時間は不融化の反応が充分に均一に進
むように１日〜３日という長時間行なうことも差支えな
い。

不融化は、空気、酸素、空気と酸素若しくは窒素との混
合ガス又はＮＯ２、オゾン、ハロゲン等の酸化剤を含ん
だ混合ガス等を使用して行なうことができる。

（７）炭化及び黒鉛化 次に、この不融性となった炭素質ピッチ繊維を、化学的
に不活性なアルゴンガス又は窒素ガス等の雰囲気中で、
５００〜１　、０００℃まで昇温しで予備炭化した後、
１　、０００〜２，０００℃の範囲の温度まで昇温して
炭化することによって炭素繊維が得られ、２．０００〜
３　、０００℃の範囲内の温度まで昇温しで、黒鉛化処
理まで進めて、黒鉛繊維が得られる。

本発明においては、この炭化及び黒鉛化の方法の詳細に
ついて、特に限定するものではなく、−般公知の方法を
用いることができる。

また、不融化、炭化、黒鉛化処理の間、炉壁、炉底との
こすれ傷の発生を防止し、糸の収縮変形等を避け、ある
いは、外観の良い物性の高い炭素繊維、黒鉛繊維を得る
などの目的のために、集束剤をつけた繊維束を処理する
際、繊維束に荷重又は張力をかけておくことが好ましい
。

〔発明の効果〕

本発明の炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法は、炭素質ピ
ッチから製造されたメソフェース含有ピッチをメソフェ
ース成分と非メソフェース成分とに分離するメソフェー
スピッチ分離処理に付した後、得られたメソフェースピ
ッチを固化させることなく溶融状態のまま直接紡糸し、
且つ前記メソフェースピッチの一部を固化し、必要時再
溶融して紡糸するという構成としたことから、（イ）メ
ソフェースピッチ分離処理により、紡糸に適正なメソフ
ェースピッチの形成が可能となる、 （ロ）そのため、紡糸性及び糸物性が改善される、（ハ
）メソフェースピッチを溶融状態のまま紡糸することに
より、ピッチ全量を固化する場合と比べ、固化／再溶解
による酸化、熱分解ガスの発生、メソフェース組織変化
が回避され、再溶解エネルギーが節減される、 （ニ）メソフェースピッチの一部を固化し、保存するこ
とにより、装置の運転変動の吸収能力が増大し且つ製造
計画の柔軟性が向上する、という卓越した効果を奏し、
その結果本発明によると、糸質の良好な高強度、高弾性
率の炭素繊維及び黒鉛繊維を安定的に製造することがで
きる。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、も
ちろん本発明の範囲はこれに限定されるものではない。

実施例１ 石油の接触分解で副生ずる残渣油を、常圧に換算して４
５０℃まで減圧蒸留し、更に得られたタールを１００℃
において１０，０ＯＯＧで遠心分離し、更に静電集塵装
置、濾過装置にかけて、タール中の触媒微粒子、固形炭
素分などの固形分を除去して得たタールを出発原料とし
た。

固形分除去後の原料タールを予熱器で３５０℃に加熱後
、直径４０ｃｍ、内容量１５０Ｑの撹拌機付熱処理反応
器（外周部加熱ヒーター付き）に１００ｋｇ張込んだ。

反応器の底部から窒素ガスを吹込みながら、４１５℃に
保って４時間熱処理し、メソフェース成分の含有量４９
％のメソフェース含有ピッチを得た。

そのピッチ収率は３４重量でであった。

反応器での熱処理反応終了後、直ちに反応器の底部から
メソフェース含有ピッチの抜出しを開始し、メソフェー
ス含有ピッチタンクへ送り出した。

上記熱処理で製造されたメソフェース含有ピッチは、軟
化点が２３１℃であり、キノリンネ溶分を１６．８重量
％含有しており、３７０℃の溶融状態の粘度は２．７ボ
イズを示した。

上記メソフェース含有ピッチタンク内のピッチを溶融状
態のまま円筒型連続遠心分離装置へ送り、ローター温度
を３５０℃に制御しつつ、遠心力ｉｏ、ｏ。

ＯＧで連続的に溶融状態のメソフェースピッチ（Ａピッ
チ）と非メソフェースピッチ（エピッチ）に分離した。

分離後のエビッチは、熱処理反応器原料として全量再度
循環注入した。

上述の遠心分離条件で、Ａピッチの収率は約４８重量％
であった。Ａピッチの軟化点は約２６３℃、キノリンネ
溶分２９．０〜３０．０重量％、メソフェース成分の含
有量は約９８％であった。

次に、得られた直後のＡピッチの一部を溶融状態のまま
直接、直径０．３１のノズルを有する紡糸器に供し、温
度３５５℃、約２００ｍｍＨｇの窒素圧で押し出して、
ノズル下部に設けた高速に回転するボビンに巻き取り、
約５００ｍ／分の引き取り速度で紡糸したところ、その
糸切れ頻度は１時間に１回以下の低頻度であり、紡糸ノ
ズルでの経時的な圧力損失の増加もほとんど見られず、
紡糸性は極めて良好であった。

次いで、紡糸したピッチ繊維を酸素雰囲気下で２３０℃
で１時間放置して不融化し、次にＮ２ガス中で２５℃／
分の昇温速度で１　、５００℃まで加熱して放冷し、炭
素繊維を得た。更に、この炭素繊維の一部を。

アルゴン気流中で１，１００℃までは５０℃／分の昇温
速度で、１　、１００℃からは１００℃／分の昇温速度
で、２，４００℃まで加熱し、放冷して黒鉛繊維を得た
。

炭素繊維の特性は繊維径、引張り強度、引張り弾性率の
それぞれが１０．０ｍ、３．３ＧＰａ、２６０ＧＰａで
あり、黒鉛繊維の特性は繊維径、引張り強度、引張り弾
性率のそれぞれが９．７声、３　、８ＧＰａ、５９０Ｇ
Ｐａであった。

実施例２ 実施例１において温度３５０℃、遠心力１０，０ＯＯＧ
の条件で得られたＡピッチの一部を冷却固化、長さ約８
■、直径約２．５■のペレットにして保存し、１０日後
に、再溶融したところ、メソフェース成分の含有量は約
９８％のままであったが、キノリンネ溶分は３１．５重
量％に増加し、また軟化点は２６７℃に上昇していた。

このピッチを１ｋｇとり、実施例１と同様の方法で紡糸
（但し、紡糸温度は３５７℃であった）したところ、糸
切れ頻度は１時間に１〜２回であった。

このピッチ繊維を、実施例１と同様の方法で不融化処理
、炭化及び黒鉛化処理をして炭素繊維及び黒鉛繊維を製
造したところ、炭素繊維の特性は繊維径、引張り強度、
引張り弾性率のそれぞれが１０、Ｏｎ、２．９ＧＰａ、
２５０ＧＰａ、黒鉛繊維の特性は繊維径、引張り強度、
引張り弾性率のそれぞれが９．７癖、３，６ＧＰａ、５
７０ＧＰａであった。

比較例１ 実施例１と同様の熱処理反応で、反応時間のみを１０時
間に増加して熱処理し、メソフェース成分の含有量が９
８％、軟化点が約３２８℃、キノリンネ溶分が６５重量
％のメソフェース含有ピッチを得た。

このピッチを１ｋｇとり、メソフェース成分と非メソフ
ェース成分を分離せずに、実施例１と同様の方法で紡糸
（ただし紡糸温度４２０℃で）したところ、糸切れ頻度
は１０分間に３〜５回と多く、紡糸性は悪かった。

このピッチ繊維を、実施例１と同様の方法で不融化処理
、炭化及び黒鉛化処理をして炭素繊維及び黒鉛繊維を製
造したところ、炭素繊維の特性は繊維径、引張り強度、
引張り弾性率のそれぞれが１０、ＯＩｌｍ、２．２ＧＰ
ａ、２５０ＧＰａ、黒鉛繊維の特性は繊維径、引張り強
度、引張り弾性率のそれぞれが９．７−１２　、３ＧＰ
ａ、５３０ＧＰａであり、物性は実施例に比し悪かった
。

比較例２ 実施例１で得られたＡピッチの一部を、溶融状態のまま
１０日間貯蔵したところ、その軟化点は約３２１℃に、
キノリンネ溶分は４３．６重量％に上昇していた。

このピッチを１ｋｇとり、実施例１と同様の方法で紡糸
（但し、紡糸温度は４１０℃であった）したところ、糸
切れ頻度は１０分間に１〜２回と多く、紡糸性も低下し
た。

このピッチ繊維を、実施例１と同様の方法で不融化処理
、炭化及び黒鉛化処理をして炭素繊維及び黒鉛繊維を製
造したところ、炭素繊維の特性りよ繊維径、引張り強度
、引張り弾性率のそれぞれが１０、ｂａ、２．５ＧＰａ
、２５０ＧＰａ、黒鉛繊維の特性器よ繊維径、引張り強
度、引張り弾性率のそれぞれ力１９．８μｓ、２．９Ｇ
Ｐａ、５５０ＧＰａであった。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）メソフェースピッチを紡糸し、炭化し、更に場合
   により黒鉛化する炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法にお
   いて、炭素質ピッチから製造されたメソフェース含有ピ
   ッチを、メソフェース成分と非メソフェース成分とに分
   離し、分離されたメソフェースピッチを固化させること
   なく溶融状態のまま直接紡糸し、且つ前記メソフェース
   ピッチの一部を固化し、必要時再溶融して紡糸すること
   を特徴とする炭素繊維及び黒鉛繊維の製造方法。