JPH0431493A - 超清浄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
適した超清浄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％（５
０ｐｐｍ）以下となるようにする方法（特開昭５８−８
１６１９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スピッチ中の灰分を０．１
重量％（１、０００ｐｐｍ）以下にする方法（特開昭６
３−１６２７８６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１０〜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１通
常約５０ＰＰ１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
あったとしても、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５０ｐｐ＋ｎ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Ｒ
素質ピッチの出現が望ま九できた。

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、このような問題点製克服した
、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容易に迅速に得られる超清浄
炭素質ピッチ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〕

上記目的は、本発明に係る超清浄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、炭素質ピッチを、先ず遠心
分離による第１次の灰分除去処理に付して含有灰分の大
半を除去しく含有灰分１０（ｌｐｐｍ以下とする）、次
いでフィルターを用いた濾過処理による第２次の灰分除
去処理に付して炭素質ピッチ中の残存灰分を除去するこ
とを特徴とする炭素材料用の超清浄炭素質ピッチの製造
方法が提供される。

本発明の方法においては、灰分除去処理を１次と２次に
分けて行なうので、各工程の灰分の除去速度を速くする
ことができ、その結果従来法に比べて、迅速に超清浄な
ピッチを得ることができる。

本発明における第１次の灰分除去処理は、好ましくは炭
素質ピッチの粘度が０゜０５Ｐａ−ｓから９０Ｐａ・Ｓ
である温度域において、１０，０００〜４０，０ＯＯＧ
の遠心力下で遠心分離することにより行なわれる。また
、第２次の灰分除去処理は、好ましくは、炭素質ピッチ
の粘度が０゜０５Ｐａ−８から９０Ｐａ−ｓである温度
域において、フィルターを用いて濾過処理することによ
り行なわれる。

本発明の上記第１次及び第２次の灰分除去処理により、
炭素質ピッチ中のＦｅ分が２ｐｐｍ以下、Ａｎ分がｌｐ
ｐｍ以下及びＳｉ分が３　、３ｐｐｒｒｒ以下であって
、しかもＦｅ分、　ＡＱ分及びＳｉ分の合計量が５ｐｐ
ｍ以下である炭素材料製造用に適した超清浄炭素質ピッ
チが、容易に製造される。

なお、ここでいうＦｅ分、Ａｐ分及びＳｊ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
するに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
Ｗ）にて、Ｆｅ、＾Ｑ及びＳ、ｉ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、ＡＱ分及びＳｉ分とし
た。なお、　ＩＣＰ発光分光分析装置としては、島原製
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、ＡＱ分がｌｐｐｍ
以下及びＳｉ分が３．３ｐｐｍ以下であって、しかもＦ
ｅ分、ＡＱ分及びＳｉ分の合計量が５ｐｐｍ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．
１声以下の粒子として存在している。前記灰分の含有量
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、通常。

前記のＦｅ分、ＡＱ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、ＡＱ分がｌｐｐｍ以下及びＳｉ
分が３゜３ｐｐｍ以下であって、しかもＦｅ分、ＡＱ分
及びＳｉ分の合計量が５ｐｐｇ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分が０．８ｐｐｍ以下、ＡＱ分が
０゜５ｐｐｍ以下及びＳｉ分が１．４ｐｐｍ以下であっ
て、しかもＦｅ分、ＡＱ分及びＳｉ分の合計量が２ｐｐ
ｍ以下とすることが、特に好ましい。

なお、Ｆｅ分、ＡＱ分及びＳｉ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、ＡＱ分のみがｉｐｐｍ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
、ＡＱ分がＩＰＰＩＩＩ以下及びＳｉ分が３．３ｐｐ■
以下であって、しかもＦｅ分、ＡＱ分及びＳｉ分の合計
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
メソフェースピッチ（光学的異方性ピッチ）、芳香族炭
化水素類を原料とするメソフェースピッチ、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
ースピッチから製造する場合、メソフェース含有量７０
〜１００％のメンフェースピッチが好ましく、特に実質
的に１００％のメソフェースを含有するメンフェースピ
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ソフェースピ
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ス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。

メンフェース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Ｍ（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１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ソフェースピッチを゛製造するこ
とができる。この方法によれば、ＡＰ相含有率が９８以
上で軟化点が２３０℃〜３２０℃のメソフェースピッチ
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スピッチは、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Ｍ囚は、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、反応によって得られた炭素質ピッチは、先
ず遠心分離による第１次の灰分除去処理に付されて、含
有灰分の大半が除去される（含有灰分１００ρｐｍＪス
下とされる）。

遠心分離による灰分除去処理は、炭素質ビッヂ、例えば
メソフェースピッチに、その溶融状態で、遠心分離操作
を加えることにより、比重の大きい灰分粒子を多く含有
する固体スラリー層をメソフェースピッチから分離する
方法である。この固体スラリー層は、遠心分離装置の回
転体内筒に灰分微粒子が付着した状態のものであり、お
おむね同相である。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−っ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ｍ排出する連続型
遠心分Ｍ機などが有利に使用される。

遠心分離操作は、炭素質ピッチの粘度が０．０５Ｐａ・
Ｓから９０Ｐａ−ｓである温度域において行なうのが好
ましい。ピッチ粘度が９０Ｐａ−ｓより高い場合には、
灰分微粒子がメソフェースピッチ成分に包含されていて
、長時間且つ非常に大きい遠心力を与えても、灰分微粒
子の除去が困難である。逆に、０．０５Ｐａ−ｓ未満で
は、炭素質ピッチの温度が高くなりすぎて、該ピッチの
熱分解重縮合反応が進行するおそれがある。」二記粘度
を与える炭素質ピッチの温度は、該ピッチの性状によっ
て異なるが、−船釣には２８０〜４００℃の範囲内であ
る。

また、該遠心分離操作の遠心力加速度は、炭素質ピッチ
中の灰分粒子を効果的に分離するために、少なくとも１
０，０００Ｇ、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。

なお、前記したような炭素質ピッチの前馴体ピッチを、
溶融状態において遠心分離操作にかけ、高濃度、低軟化
点のメソフェースピッチを得るという方法を採用した場
合には、該遠心分離操作において、本発明の第１次の灰
分除去処理を同時に実施できる（すなわち、　ＩＰ、　
ＡＰ及び固体スラリー層の３層を同時に分離する）ので
、別途遠心分離による灰分除去処理を行なう必要はない
。

本発明において、炭素質ピッチは前記第１次の灰分除去
処理に付された後、次いでフィルターを用いた濾過処理
による第２次の灰分除去処理に付され、該ピッチ中の残
存灰分が除去される。この濾過処理は、孔径０．０５〜
５ｐｍ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。こ
の場合フィルターとしては、焼結金属製フィルター、金
網フィルター、金属粉末充填フィルターなど、前記の微
細な孔径を有し且つ耐熱性を有するもの（ピッチの粘度
が０．０５〜９０Ｐａ−ｓである温度域としては、最高
温度が３００〜４００℃まで達する場合もあるので）が
使用される。

上記のフィルターの中では、特に焼結金属製フィルター
が好ましく使用される。使用される焼結金属製フィルタ
ーとしては、ステンレス鋼（例えばＳＵＳ　３１６Ｌ）
の短繊維を積層焼結したもので、孔径０．０５−５７ｍ
、特に０．１−１ｐｒＲ１空隙率５０％以」−１特に６
０〜８０％程度のものが好ましい。孔径が５７ｍを越え
る場合には灰分の捕捉効率が低下するし、逆に０゜０５
戸未満では微細な目のフィルターの製作が困犀という問
題がある。また、空隙率は大きい方が好ましいが、あま
り大きいとフィルターの機械的強度が低下する。孔径の
測定は、公知の方法であるバブルポイント法によって求
められる。

フィルターエレメントとしては、ディスクフィルターの
他、プリーツ型円筒フィルター　フラット型円筒フィル
ター、チューブ型フィルター、リーフディスクフィルタ
ーなど各種のものが使用できる。

前記焼結金属製フィルターは、金網フィルターや金属粉
末充填フィルター等に比べ、孔径が小さく、安定性に優
れ、灰分保持能力も高い。

本発明では、炭素質ピッチに第２次の灰分除去処理とし
て、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を得ることができるが
、更に清浄なピッチを得る場合には、孔径の小さい焼結
金属製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段目の濾過層フィルターとしては、孔径０．０５〜
５−の焼結金属製フィルターが用いられる。第２段目の
濾過層フィルターとしては、孔径０．０５〜５霞のフィ
ルターに、予め灰分を含有する炭素質ピッチを少なくと
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、より清浄な炭素質ピッチが得られる。

この場合の第１段目の濾過処理は、１〜１００ｋｇｆ／
ａ＃の加圧下で、不活性雰囲気下に実施される。メソフ
ェースピッチの場合は、ｉ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
よる後段の濾過処理は、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は１通常前記のように
２段階以上の濾過処理を行なうのが好ましいが、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。

〔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ずる比重０．９９２、炭素含
有率８８．９重量％、水素含有率９．８重量％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％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重量石で、偏光Ｒ機銃でｌ１４察すると約５５フの
光学的異方性相を含有するピッチを２３．０重量％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２０，０ＯＯＧで連続的に重液と軽液に分離した。こ
のとき同時に第１次の灰分除去処理も実施した。重液排
出口より採取したピッチの収率は５２重量％で、軟化点
２６８℃、キノリンネ溶分２８．５重量２．偏光顕微鏡
でＩｌｌ！察した光学的異方性相は９９％であった。こ
の液晶ピッチ中の灰分は５０ｐｐｍであった。第１次の
灰分除去に要した時間は１８分であった。

得られたメソフェースピッチを濾過装置に導入し、第２
次の灰分除去処理を行なった。フィルターとしては、孔
径０．１声のステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）製からな
る焼結金属製フィルター〔日本精練（株）製：ＮＰ−２
０１３を使用して、濾過処理を行なった。フィルターの
直径は６０−ｍであった。

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２５０ｇを導入して、
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４０
ｋｇｆ／ｃＪで行なった。濾過時の温度は３４０℃であ
り、メソフェースピッチの粘度は９Ｐａ−８であった。

２５０ｇの炭素質ピッチの濾過時間は６５分であった。

このようにして得た超清浄ピッチ中のＦｅ分は１．５ｐ
ｐｍ、ＡＱ分は０．４ｐｐｍ、　Ｓｉ分は２．８ｐｐｍ
であり、Ｆｅ分、ＡＱ分及びＳｉ分の合計量は４．７ｐ
ｐｍであった。

得られた超清浄メソフェースピッチを、直径０　、３ｍ
ｍ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、５００＋ｎ／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゜Ｏｐｓ、引張り強度３．４
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９．９７４、引張り強度３．
６ＧＰａ、引張り弾性率７４０ＧＰａと極めて高品質で
あった。

実施例２ フィルターを用いた濾過処理による第２次の灰分除去処
理を、フィルターを２段にして行なった以外は、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、
直径が６０ｎｖ＋で孔径が０．１癖のステンレス鋼（Ｓ
Ｏ５３１６Ｌ）製からなる清浄な新品の焼結金属製フィ
ルター〔日本精練■＠　：ＮＰ−２０１）を装着し、第
２段目のフィルターとしては、予め前記のメソフェース
ピッチを１時間濾過して、メンフェースピッチ中の微細
な灰分を、上記と同じ焼結金属製フィルター上にプレコ
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４０ｋｇｆ／
ａｉ？であつた。

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２５０ｇを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。濾過時の圧力は
４０ｋｇｆ／ｃｄであった。メソフェースピッチ２５０
ｇの濾過時間は７５分であった。

このようにして得た超清浄ピッチ中のＦｅ分は０．２ｐ
ｐｍ、ＡＱ分は０．ｌｐｐｍ、Ｓｉ分は０．３ｐｐ＋ｎ
であり、Ｆｅ分、ＡＱ分及びＳｉ分の合計量は０．６ｐ
ｐｍであった。

得られた超清浄メソフェースピッチを、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、繊維径ｉｏ、ｏｐｓ、引張り強度３　、６
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９．８μｍ、引
張り強度４．５ＧＰａ、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
ソフェースピッチ（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１．７
ＧＰａ、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 反応によって得られた炭素質ピッチについて、第１次の
灰分除去処理を行なわなかった以外は、実施例１と同様
に処理した。この場合、２５０ｇのメソフェースピッチ
の濾過処理（第２次の灰分除去処理）に４時間を要した
。

本比較例に比べ実施例１及び２とによると、超清浄ピッ
チが迅速に得られることが明白である。

〔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、このような超清浄炭素
質ピッチを、容易に迅速に製造することができる。

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、メソフェース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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素質ピッチを、先ず遠心分離による第１次の灰
   分除去処理に付して含有灰分の大半を除去し、次いでフ
   ィルターを用いた濾過処理による第２次の灰分除去処理
   に付して炭素質ピッチ中の残存灰分を除去することを特
   徴とする炭素材料用の超清浄炭素質ピッチの製造方法。