JPH0431491A - 清浄な炭素質ピッチの製造方法 - 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〕 本発明は炭素材料、特に高性能炭素繊維を製造するのに
適した清浄な炭素質ピッチの製造方法に関する。

〔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、かかる観点から炭素成形材料、炭素
繊維などが注目されている。

特に、炭素質ピッチから炭素繊維を製造する方法は、安
価で高性能の炭素繊維を製造し得る方法として重要視さ
れており、近年多くの研究がなされ、炭素質ピッチから
得られる炭素繊維の性能も向上している。

しかしながら、炭素質ピッチから得られるピッチ繊維は
極めて脆弱であるために、その後の工程での糸扱いにお
いて多くの工夫が強いられている。

更に、近年、炭素質ピッチに残存する灰分の量が、炭素
質ピッチからピッチ繊維を紡糸する際の糸切れや、最終
製品たる炭素繊維の物性に極めて大きく影響を及ぼす事
が次第に明らかになってくるに従い、灰分含有量の少な
い清浄な炭素質ピッチを得ることが重要な問題となって
きた。

炭素質ピッチ中の灰分を除去する方法としては。

その容易さから、炭素質ピッチの製造原料である原料タ
ールを、遠心分離してタール中の灰分が０゜００５重量
％（５０ｐｐｍ）以下となるようにする方法（特開昭５
８−８１６１９号公報）や原料タールを５０〜２００℃
に加熱して静電集塵槽を通して灰分を除去し、その後熱
分解重縮合を行ない製品メソフェーズピッチ中の灰分を
０．１重量％（１，０００ｐｐｍ）以下にする方法（特
開昭６３−１６２７８６号公報）が開示されている。

一方、直接炭素質ピッチから灰分を除去する方法として
は、炭素質ピッチを高い遠心力下で遠心分離する方法（
特開昭６０−３４６１９号公報）が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、原料タールから灰分を除去する方法では、例
えば灰分含有量を１０ｐｐｍ　（０、００１％）まで減
少させたとしても、ピッチ製造工程で、灰分が約ｌＯ〜
約９０倍に蓄積して、１００〜９００ｐｐｍに上昇して
しまうという欠点があり、また反応容器や配管等の腐蝕
や摩耗により金属がはがれ落ち混入してくるという問題
がある。一方、炭素質ピッチから直接灰分を除去する方
法は、炭素質ピッチが高粘度物質であるため、細かい粒
子の除去が難しく、低灰分にしにくいという難点があっ
た。従って、灰分除去処理後のピッチ中の残存灰分は、
通常約５０ｐρ閣どまりであった。

本発明者らは、更に高強度及び高弾性率を有する炭素繊
維を開発する過程で、ピッチ中の灰分が約５０ｐｐｍで
あったとしでも、構造欠陥の原因となること、特に２，
０００℃以上で高温焼成を行なった場合には、繊維の中
で空孔を生ずることなどで、強度の発現が困難なことが
分かった。

また、より高強度を発現するためには、単に灰分を５０
ｐｐｍ以下にするだけでは不充分であり、灰分の中でも
特定の元素が強度の発現に大きく影響していることが分
かった。

そこで、炭素質ピッチ中の灰分による構造欠陥を排除し
、超高強度の炭素繊維を得るためには、新規な超清浄炭
素質ピッチの出現が望まれてきた。

これらの問題点の解決のために、本発明者らは先に炭素
質ピッチを焼結金属製のフィルターを用いて濾過する超
清浄炭素質ピッチの製造方法に関する提案を行なった（
特願平２−７９８２７号）が、該方法には炭素質ピッチ
の濾過の速度が遅いという欠点のあることが分かった。

従って、本発明の目的は、このような問題点を克服した
、すなわち灰分中の特定の元素の含有量の極めて低い、
高性能炭素繊維が安定して得られる清浄な炭素質ピッチ
の迅速な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〕

上記目的は１本発明に係る清浄な炭素質ピッチの製造方
法によって達成される。

すなわち、本発明によれば、灰分を含有する炭素質ピッ
チを、その粘度が０．０５Ｐａ−ｓから９０Ｐａ−ｓで
ある温度域において、精巧な細孔溝を有するエツチドデ
ィスクの積層体からなる筒状フィルターを用いて濾過処
理することにより、炭素質ピッチ中の灰分を除去するこ
とを特徴とする炭素材料用の清浄な炭素質ピッチの製造
方法が提供される。

この場合の濾過処理は、不活性ガス雰囲戴下、濾過圧力
１〜１００ｋｇｆ／ｃｍ”のもとで実施される。

エツチドディスクの積層体の形状としては、花弁型１円
型、角型、プリーツ型の種々のものが用いられるが、花
弁型のものが濾過容器の大きさに対して濾過面積を大き
くとれるので好ましい。

花弁型のエツチドディスク積層体は、周縁に多数の花弁
状部を有するエツチドディスクの積層体からなり、該花
弁状部はその中央部に濾波が流れる透孔を有し且つその
周囲に固体粒子を濾過分離する多数の精巧な０．５〜１
０μ団の細孔溝を有するものである。このようなフィル
ターを用いた場合は。

同一容量の濾過容器に入れた場合、フィルターの濾過面
積を大きくとれるので、濾過の処理量を著しく大きくで
き、しかも目詰りしにくい。

このフィルターによる濾過処理により、炭素質ピッチ中
の灰分が除去できて、　Ｆｅ分が２ｐｐｍ以下、Ａｌ分
が１ｐｐｍ以下及びＳｉ分が３．３ｐｐ園以下であって
、しかもＦｅ分、　Ａｌ分及びＳｉ分の合計量が５ｐｐ
ｍ＋以Ｆである炭素材料製造用に適した超清浄ピッチが
迅速に製造される。

なお、ここでいうＦｅ分、Ａｌ分及びＳｉ分は、次の方
法によって求めた値である。すなわち、試料ピッチを濃
硫酸で処理し、加熱炭化した後、７５５±２５℃で灰化
する。この灰分を炭酸ナトリウムで融解後、塩酸と水で
溶解し、試料溶液とする。この試料溶液について、誘導
結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ発光分光分析装
置）にて、Ｆｅ、Ａｌ及びＳｉの各元素の発光強度を測
定し、予め作成した検量線から試料中の各元素の濃度を
求め、これをそれぞれＦｅ分、Ａｌ分及びＳｉ分とした
。なお、ＩＣＰ発光分光分析装置としては、島津製作所
製ｒＩｃＰｓ−１０００■」シーケンシャルタイプを使
用した。

本発明の製造方法によって得られる炭素質ピッチは、前
記のように、Ｆｅ分が２ｐｐｍ以下、Ａｌ分が１ｐｐｍ
以下及びＳｉ分が３　、３ｐｐｍ以下であって、しかも
Ｆ８分、Ａｌ分及びＳｉ分の合計量が５ＰＰ−以下であ
ることが好ましいが、これらの灰分はその大半が粒径０
．１７ａ以下の粒子として存在している。前記元素の含
有量がこのように低いことにより、本発明で得られた炭
素質ピッチから常法に従って炭素繊維を製造すると、ピ
ッチ中の前記元素による炭素繊維の構造欠陥が排除され
、超高強度の炭素繊維が安定的に容易に得られる。灰分
としては１通常、前記のＦｅ分、Ａｌ分、Ｓｉ分の他に
も微量のＮｉ分、Ｃｒ分などが含まれているが、前記の
ようにピッチ中にＦｅ分が２ｐｐｍ以下、Ａｌ分がｌＰ
Ｐ−以下及びＳｉ分が３゜３ｐｐｍ以下であって、しか
もＦｅ分、Ａｌ分及びＳｉ分の合計量が５ｐｐｍ以下と
することによって、高性能炭素材料、特に超高強度、高
弾性率の炭素繊維を製造し得る超清浄炭素質ピッチが得
られる。

更に、ピッチ中のＦｅ’Ｊが０　、８ｐｐｍ以下、Ａｆ
１分が０゜５ｐｐｍ以下及びＳｉ分が１．４ｐｐｍ以下
であって、しかもＦｅ分、Ａｌ分及びＳｉ分の合計量が
２ｐｐｍ以下とすることが、特に好ましい。

なお、Ｆｅ分、０分及びＳｊ分の合計量が５ｐｐｍを越
える炭素質ピッチを用いて炭素繊維を製造すると、炭素
繊維の内部に欠陥を生じ、充分な高強度の炭素繊維が得
られない、特に、２，０００℃以上の高温焼成の場合に
、強度の発現が低下する。また、理由は定かでないが、
Ｆｅ分のみが２ｐｐｍを越えた場合も、強度発現は充分
でない。同様に、Ａｌ分のみが１ｐｐｍあるいはＳｉ分
のみが３．３ｐｐｍを越えた場合も、強度の発現は充分
でない。

高性能炭素材料、特に超高強度、高弾性率の炭素繊維を
製造するためには、前記のようにＦｅ分が２ｐｐｍ以下
、　Ａｌ分が１ｐｐｍ以下及びＳｉ分が３．３ｐｐｍ以
下であって、しかもＦｅ分、Ａｌ分及びＳｉ分の合計量
が５ｐｐｍ以下というように、特定値以下の元素を含有
する超清浄炭素質ピッチであることが必要である。

本発明で用いる原料炭素質ピッチは、公知の出発原料、
例えば石油系の各種重質油、熱分解タール、接触分解タ
ール、石炭の乾留によって得られる重質油、タールなど
を出発原料として、その熱分解重縮合によって得られる
メソフェーズピッチ（光学的異方性ピッチ）、芳香族炭
化水素類を原料とするメンフェースピッチ、光学的異方
性相と光学的等方性相を含有するピッチあるいは光学的
等方性ピッチであっても良い。例えば、超高強度の高性
能炭素繊維を、熱分解重縮合によって得られたメソフェ
ーズピッチから製造する場合、メソフェース含有量７０
〜１００％のメソフェーズピッチが好ましく、特に実質
的に１００％のメソフェースを含有するメソフェーズピ
ッチが最も好ましい。

出発原料のタール等を熱分解重縮合してメンフェースピ
ッチを製造する場合、光学的異方性相の含有率を高めよ
うとすると、得られるメソフェーズピッチの軟化点が高
くなり、この場合には必然的に紡糸温度が高くなるが、
このことは紡糸を困難にし、糸切れを起こし易くする。

従って、メンフェースピッチの製造においては、熱重縮
合を半ばで打ち切って、その重縮合物を３５０〜４００
℃の範囲の温度で保持して実質的に静置し、下層に密度
の大きい光学的異方性相（以下ＡＰ相と記す）を成長熟
成させつつ沈積し、これを上層の密度の小さい光学的等
方性相（以下ＩＰ相と記す）が多い部分より分離して取
り出すという方法を採用することが好ましい、この方法
の詳細は、特開昭５７−１１９９８４号公報に記載され
ている。

メソフェーズピッチの更に好ましい製造方法は、特開昭
５８−１８０５８５号公報に記載されている如く、ＡＰ
相を適度に含み未だ過度に重質化されていない炭素質ピ
ッチを、溶融状態のまま遠心分離操作にかけ、迅速にＡ
Ｐ相部分を沈降せしめる方法である。

この方法によれば、ＡＰ相は合体成長しつつ下層（遠心
力方向の層）に集積し、ＡＰ相が約８０％以上で連続層
を成し、その中に僅かにＩＰ相を晶状又は微小な球状体
で分散している形態のピッチとなる。この場合、両層の
境界が明瞭であり、下層のみを上層から分離することが
でき、容易にＡＰ相含有率が大きく且つ軟化点の低い、
従って紡糸しやすいメンフェースピッチを製造すること
ができる。この方法によれば、ＡＰ相含有率が９５％以
上で軟化点が２３０℃〜３２０℃のメンフェースピッチ
を短時間に、経済的に得ることができる。

このようにして得られるメソフェーズピッチは、均質性
と高い配向性にもかかわらず軟化点が低いので、溶融紡
糸特性において本質的に優れているものである。しかし
ながら、このようなピッチを使用しても、紡糸時には断
糸や毛羽立ちが発生するが、その原因は、ピッチを製造
するための原料に既に混入している触媒や装置の摩耗、
腐蝕等によって混入してくる異物などによるところが極
めて大きい。

本発明では、原料炭素質ピッチは、その粘度が０　、０
５−９０Ｐａ−ｓである温度域において、精巧な細孔溝
を有するエツチドディスクの積層体からなるフィルター
により濾過処理されるが、この濾過処理は、孔径０．１
〜１０癖のフィルターを用い、不活性ガス雰囲気下、濾
過圧力１〜１００ｋｇｆ／ｃｍ”のもとで実施される。

エツチドディスクの積層体の形状としては、前記のよう
に種々の形状のものが用いられるが、濾過面積が大きく
とれるという点から、花弁型のものが好んで用いられる
。

花弁型のエツチドディスク積層体について図面により説
明すると、第１図において、ピッチ貯槽３から出た液は
ポンプ５により昇圧され濾過装置２の底部に供給される
。この濾過装置は、例えば商品名バラコツイルターと呼
ばれている装置であって、第２図に示すように高圧容器
よりなるケーシング６内に数本の筒状フィルター７を収
容して形成されている。すなわち、ケーシング６内は隔
板８を介して上下２室に形成され、各筒状フィルター７
は上端を隔板８に固定して垂下取付されている。これら
筒状フィルター７は、第３図に示す周縁に多数の花弁状
部９を有する円板状のステンレス鋼、銅あるいは黄銅な
ど（好ましくはステンレス鋼）からなる薄金属板よりな
るエツチドディスク１０を、第４図（ａ）　（ｂ）　（
第３図のＡ−Ａ位置における筒状フィルターの断面図）
に示すようにスペーサーを介して多数枚積層し、下端に
底板をあてたのち、中心の六角形状の透孔に断面六角形
状の中心軸を小道締付して一体の柱状に形成されている
。この場合、各ディスクの花弁状部９は、周囲部分を残
して中央部は透孔になっており、且つ周囲部分にはエツ
チングで生成した１〜５ｐａの細孔溝１１が密に列設さ
れている。従って、第４図（ａ）　（ｂ）に示すように
前記のようにして形成したエツチドディスク積層体には
、上下各花弁状部９の中央の透孔部によりそれぞれ立孔
１２が形成され、これら立孔１２を囲んで細孔溝１１に
より濾過孔が集成されている。すなわち、この積層体は
、筒状フィルターとして作用する。

この構成によりケーシング６下方から圧入された原料液
は第４図（ａ）のように各細孔溝１１による濾過孔を通
って濾過され、立孔１２内に入り上昇して隔板８上に出
てケーシング６上方より排出されるが、一定時間経過し
た後、ケーシング６内に上方から高圧ガス、例えば窒素
ガス（１〜１００ｋｇｆ／ｃＪＧ）を吹き込んで第４図
（ｂ）のように逆洗を行うことにより濾過孔の目詰りを
除去するようになっている。第１図において、１３は窒
素ガス送入管、１４は吹込まれたガスの排出弁、１６は
沈積粒子取出口である。

積層体を形成する精巧な細孔溝を有するエツチドディス
クは、公知のフォトレジスト法等により製造することが
できるや エツチドディスクの細孔溝は、孔径０゜１〜１０．のも
のが用いられるが、孔径が１０ｐｍを越える場合には、
灰分の捕捉効率が低下するし、逆に孔径が０゜１μ−未
満では、製作が困難になるという問題がある。

原料炭素質ピッチに、前記フィルターを用いて１段の濾
過処理を行なうことによって、清浄な炭素質ピッチが得
られるが、更に清浄なピッチな得る場合には、孔径の小
さい前記フィルターを用いて、２段階以上の濾過操作を
行なうことによって達成される。

第１段目の濾過用フィルターとしては、孔径０．１〜１
０．の前記フィルターが用いられる。第２段目の濾過用
フィルターとしては、孔径０．１〜１０．のフィルター
に、予め灰分を含有するピッチを少なくとも１〜３時間
あるいはそれ以上通し、フィルターの目が微細な灰分粒
子により適度に目詰りを起こしているものが使用される
。なお、第２段目のフィルターとして１〜３時間あるい
はそれ以上使用したものを、更に第３段目のフィルター
として使用すると、より微細な粒子を捕捉することがで
き、より清浄なピッチが得られる。

この場合の第１段目の濾過処理は、１〜１００ｋｇｆ＃
ｊの加圧下で、不活性雰囲気下、ピッチの粘度が０．０
５〜９０Ｐａ−８の範囲で実施される。メソフェーズピ
ッチの場合は１通常３００〜４００℃の温度で実施する
のが好ましい。

また、上記のように灰分をプレコートしたフィルターに
よる移設の濾過処理は、不活性雰囲気下、第１段目の濾
過処理に引続き第１段目と同じ範囲のピッチ粘度で実施
するのが好ましい。

超清浄炭素質ピッチを得るために、通常前記のように２
段階以上の濾過処理が行なわれるが、濾過速度を上げる
ため、第１段目のフィルターは。

フィルターが閉塞する毎に高圧ガスで逆洗して、フィル
ターを再生しつつ濾過を行ない、下流のフィルターはそ
のまま長時間使用するような操作を行なっても良い。

なお、処理量を」二げるためには、−Ｆ流フィルターは
、少なくとも２つ以上のフィルターを並列に取付けた構
成のものとし、下肢用のフィルターとして１度プレコー
トされた２つ以上のフィルターを並列に接続して行なう
こともできる。

〔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 減圧軽油の接触分解で副生する比重０゜９９２、炭素含
有率８８．９重量％、水素含有率９．８重ｔ％の重質残
渣油を、減圧蒸留装置で、常圧に換算して４１５℃迄蒸
留して収率７３重量ぶの残渣タールを得た。

得られた残渣タールは、比重１．０６２、炭素含有率８
９．１重量％、水素含有率９゜７重量％、灰分０．２２
重量％（２，２００ｐｐｍ）、　１００℃における粘度
は１４．７センチストークスであった。

このタール２０ｋｇを３０Ｑの内容積の反応器に入れ、
常圧窒素ガス流通下、充分撹拌しながら４１５℃で３．
５時間熱処理し、軟化点２４０℃、キノリンネ溶分１３
．９重量２で、偏光顕微鏡でｗｔ察すると約５５％の光
学的異方性相を含有するピッチを２３．０重量での収率
で得た。

このピッチを３５０℃に温度制御してローター有効内容
積２００−の円筒型連続遠心分離機へ所定流量２０−７
分で送り、ローター温度を３５０℃に制御しつつ、遠心
力５，０ＯＯＧで連続的に重液と軽液に分離した。重液
排出口より採取したピッチの収率は５１重量％で、軟化
点２６８℃、キノリンネ溶分２８．１重量％、偏光顕微
鏡で観窄した光学的異方性相は９７％であった。この液
晶ピッチ中の灰分は２５０ｐｐｍであった。

得られたメソフェーズピッチを濾過装置に導入し、濾過
を行なった。フィルターとしては、ステンレス鋼製で孔
径５−の精巧な細孔溝を有するエツチドディスク積層体
からなる直径１２０ｍｍ、長さ１８０層層の筒状フィル
ター（パッコインダストリー社製）を使用して、濾過処
理を行なった。

このようなフィルターを装着した濾過装置に、遠心分離
機で分離して得た前記液晶ピッチを約４ｋｇ／時の速度
で導入して、濾過を行なった。雰囲気は窒素ガス雰囲気
で行ない、窒素ガスで加圧して濾過を行なった。濾過時
の圧力は２０ｋｇｆ／ａ！で行なった。濾過時の温度は
３４０℃であり、メソフェーズピッチの粘度は９Ｐａ−
ｓであった。

このようにして１時間濾過して得た超清浄ピッチ中のＦ
ｅ分は１．６ｐｐｍ、　Ａｆｉ分は０．４ｐｐｍ、　Ｓ
ｉ分は３．０ｐｐｍであり、Ｆｅ分、１０分及びＳｉ分
の合計量は５．０ｐｐｍであった。

得られた超清浄メンフェースピッチを、直径０゜３脂層
の単孔ノズルを有する紡糸機に充填して温度３３５℃で
溶解し、窒素加圧下で押出してノズル下部でボビンに巻
取り、５００ｍ／分の引取り速度で紡糸した。１時間の
紡糸中、糸切れは１回もなかった。

次に、このピッチ繊維を酸素雰囲気中、２３０℃で１時
間不融化を行なった後、２０℃／分の速度で１．５００
℃まで昇温しで炭化を行ない、炭素繊維を得た。得られ
た炭素繊維は、繊維径１０．０．、引張り強度３　、３
ＧＰａ、引張り弾性率２６０ＧＰａであった。

更に、２，５００℃まで焼成して黒鉛繊維を得た。

得られた黒鉛繊維は繊維径９．８−５引張り強度３．６
ＧＰａ、引張り弾性率７４０ＧＰａと極めて高品質であ
った。

実施例２ 遠心分離機で分離したメソフェーズピッチを、実施例１
で用いたと同じ濾過装置を直列に２段に重ねて濾過を行
なった以外は、実施例１と同様に処理した。

第１段目のフィルターとしては、５趨の精巧な細孔溝を
有するエツチドディスクの積層体からなる清浄な新品の
筒状フィルター（バッコインダストリー社製）を装着し
、第２段目のフィルターとしては、予め前記のメンフェ
ースピッチを約４ｋｇ／時の速度で１時間濾過して、メ
ンフェースピッチ中の微細な灰分を、上記と同じエツチ
ドディスク積層体からなる筒状フィルター」二にプレコ
ートしたフィルターを装着した。第２段目のフィルター
をプレコートする濾過条件は、温度３４０℃、ピッチの
粘度９Ｐａ−ｓであり、窒素によって大気圧付近から徐
々に昇圧して濾過を行ない、最終圧力は２０ｋｇｆ／ｄ
であった・ このようなフィルターの構成にした上で、遠心分離して
得た液晶ピッチを平均４ｋｇ／時の速度で濾過装置に導
入して、濾過を行なった。雰囲気は窒素ガス雰囲気で行
ない、窒素ガスで加圧して濾過を行なった。濾過時の温
度は３４０℃、ピッチの粘度は９Ｐａ・Ｓで行なった。

濾過時の差圧は２０ｋｇｆ／ａｉであった。

このようにして得た超清浄ピッチ中のＦｅ分は０．３ｐ
ｐｍ、　１０分は０．１ｐｐｍ、　Ｓｉ分は０．５ｐｐ
ｍであり、Ｆｅ分、　１０分及びＳｉ分の合計量は０．
９ｐｐ−であった。

得られた超清浄メソフェーズピッチを、実施例１と同様
にして紡糸したところ、１時間の紡糸中、糸切れは１回
もなかった。

実施例１と同様にして１，５００℃まで焼成して得た炭
素繊維は、ｌＲ維径径１００μｍ、引張り強度３　、５
ＧＰａ、引張り弾性率２６０ＧＰａであり、２，５００
℃まで焼成して得た黒鉛繊維は、繊維径９．８μｌ、引
張り強度４．４ＧＰａ、引張り弾性率７５０ＧＰａと極
めて高品質であった。

比較例１ 実施例１の遠心分離後の９９％光学的異方性相を含むメ
ソフェーズピッチ（灰分２５０ｐｐｍ）を、そのまま紡
糸した以外は、実施例１と同様に処理した。

この場合、紡糸中の糸切れは１時間に１２回であった。

１．５００℃に焼成して得た炭素繊維の引張り強度は２
．４ＧＰａ、引張り弾性率は２５０ＧＰａであり、２，
５００℃に焼成して得た黒鉛繊維の引張り強度は１　、
７ＧＰａ、引張り弾性率は６００ＧＰａであった。実施
例１に較べて、引張り強度は大幅に低く、引張り弾性率
も低かった。

比較例２ 実施例２の直径１２０ｍｍ　Ｘ長さ１１１０ｍｍのエッ
チドディスク積層体からなる筒状フィルターの代わりに
。

直径１２０＋ａｍ　Ｘ長さ１８０■の筒状の焼結金属フ
ィルター（孔径０．３ｐｍ）を用いた以外は、実施例２
と同様に２段濾過で処理した。

この場合、濾過速度が遅いため、ピッチの供給速度は平
均０．４ｋｇ／時に低下した。この場合の第２段目の濾
過を終了した後のピッチ中のＦｅ分は１．６ＰＰｆｉ１
．　Ａｌ分が０．４ｐｐｍ＋、　Ｓｉ分が２．８ｐｐｍ
であり、Ｆｅ分。

Ａａ分及びＳｉ分の合計量は４　、３ｐｐｍであった。

また、このときの灰分は５．９ｐｐｍであった。

得られたピッチを、実施例１と同様にして紡糸したとこ
ろ、紡糸中の糸切れは１時間に１回もなく、良好であっ
た。

実施例１と同様にして１，５００℃まで焼成して得た炭
素繊維は、４１１１！維径１０．０．ｍ、引張り強度３
．４ＧＰａ、引張り弾性率２６０ＧＰａであり、　２，
５００℃まで焼成して得た黒鉛繊維の糸径は９．８．、
引張り強度は３．８ＧＰａ、引張り弾性率は７４０ＧＰ
ａであった。

〔発明の効果〕

本発明の方法は、前記構成としたことから、極端に灰分
含有量、特に特定元素の含有量が低いため、本発明の方
法によって得られた超清浄ピッチを用いて炭素繊維を製
造すると、高強度及び高弾性率の炭素繊維を製造するこ
とができる。特に、高温焼成した場合に、従来みられた
繊維内の欠陥が出なくなり、超高強度、高弾性率の黒鉛
繊維が製造できる。

しかも、本発明の方法によると、このような超清浄なピ
ッチを、従来の焼結金属製フィルターなどによる濾過に
比べて、著しく迅速に濾過できるので、短時間に多量の
超清浄ピッチを得ることができる。

以上のように、本発明の方法によって得られるピッチか
ら製造される炭素繊維及び黒鉛繊維は。

欠陥がなく、高強度と高弾性率を有する特性を具備する
ので、自動車、宇宙開発、建築物等の軽量構造材料用強
化繊維として、極めて有効に使用し得る。

また、本発明の方法によって得られる超清浄ピッチは、
炭素／炭素複合材料のマトリックスとしても、高温焼成
下で欠陥がないので、優れたマトリックス材として使用
することができる。

以上、メソフェーズピッチ系を中心に述べてきたが、光
学的等方性ピッチである場合においても、欠陥のない汎
用の炭素繊維あるいはその他の炭素材料を製造できると
いう利点を有する。

また、本発明の方法によって得られたピッチを用いた場
合、炭素繊維製造工程における紡糸性を、従来にも増し
て改善できるという長所を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の１例についてのフローシートを
示し、第２図は濾過装置の一部破断斜面図、第３図は筒
状フィルターを構成するディスクの平面図、第４図（ａ
）（ｂ）は第３図＾−Ａ位置における筒状フィルターの
一部を示す説明断面図である。 ２・・・濾過装置、３・・・ピッチ貯槽、６・・・ケー
シング、７・・・筒状フィルター、９・・・花弁状部、
１０・・・エツチドディスク、１１・・・細孔溝、１３
・・・窒素ガス送入管。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素質ピッチを、その粘度が０．０５Ｐａ・ｓか
   ら９０Ｐａ・ｓである温度域において、精巧な細孔溝を
   有するエッチドディスクの積層体からなる筒状フィルタ
   ーを用いて濾過処理することにより、炭素質ピッチ中の
   灰分を除去することを特徴とする炭素材料製造用の清浄
   な炭素質ピッチの製造方法。
2. （２）前記エッチドディスクの積層体からなる筒状フィ
   ルターとして、周縁に多数の花弁状部を有するエッチド
   ディスクの積層体からなり、該花弁状部はその中央部に
   濾波が流れる透孔を有し且つその周囲に固体粒子を濾過
   分離する多数の細孔溝を有するものを使用することを特
   徴とする請求項（１）に記載の製造方法。
3. （３）前記エッチドディスクの積層体からなる筒状フィ
   ルターによる濾過処理により、炭素質ピッチ中のＦｅ分
   が、２ｐｐｍ以下、Ａｌ分が１ｐｐｍ以下及びＳｉ分が
   、３．３ｐｐｍ以下であって、しかもＦｅ分、Ａｌ分及
   びＳｉ分の合計量が５ｐｐｍ以下になるようにすること
   を特徴とする請求項（１）又は（２）に記載の製造方法
   。
4. （４）炭素質ピッチが炭素繊維製造用のメソフェーズピ
   ッチであることを特徴とする請求項（１）、（２）又は
   （３）に記載の製造方法。