JPH0741770A - 炭素製品製造用ピッチの製造方法 - Google Patents

炭素製品製造用ピッチの製造方法

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JPH0741770A
JPH0741770A JP20359093A JP20359093A JPH0741770A JP H0741770 A JPH0741770 A JP H0741770A JP 20359093 A JP20359093 A JP 20359093A JP 20359093 A JP20359093 A JP 20359093A JP H0741770 A JPH0741770 A JP H0741770A
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JP
Japan
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pitch
porous inorganic
raw material
filtration
substance
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JP20359093A
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English (en)
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Iwao Yamamoto
巌 山本
Osamu Kajiwara
修 梶原
Akihiko Yoshitani
明彦 葭谷
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】不溶性物質の改良された除去法を採用した炭素
製品製造用ピッチの製造方法を提供する。 【構成】原料ピッチに多孔質無機物を添加し、粘度を2
00ポイズ以下に調整した後、該多孔質無機物を分離除
去する。 【効果】簡便な処理により、工業的な連続濾過によるピ
ッチ中の不溶性物質除去が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、炭素製品製造用ピッチ
の製造方法に関するものであり、詳しくは、コールター
ル、縮合多環芳香族炭化水素などの原料ピッチから不溶
性物質を分離除去して炭素製品の製造に好適なピッチを
製造する方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】炭素繊維やニードルコークスの前駆体と
なるメソフェーズピッチは、原料ピッチを加熱処理して
得られる。ところで、通常、原料ピッチ中には、不溶性
物質として、炭素質ではあるがキノリン等に不溶で且つ
不融な成分やAsh成分が含まれている。斯かる不溶性
物質は、メソフェーズピッチを得る際に不均一性の原因
となり乱れた組織の前駆体を与え、例えば、炭素繊維に
おいては、紡糸性、強度、弾性率に悪影響を及ぼし、ニ
ードルコークスにおいてはCTEに対して悪影響を及ぼ
す。従って、原料ピッチから、炭素繊維、ニードルコー
クス等の炭素製品を製造する際、原料ピッチ中の不溶性
物質を分離除去する必要がある。
【0003】原料ピッチから不溶性物質を分離する主な
方法として、重量沈降法、遠心分離法、濾過法が知られ
ている。しかしながら、濾過法は、特公平4−1792
号公報においても指摘されている通り、分離される不溶
性物質の粒子径が極めて小さいために濾過速度が遅く、
しかも、目詰まり等の機械的問題があるため、実用的な
方法ではないとされ、一般的には、重量沈降法および遠
心分離法が採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、重量沈
降法および遠心分離法の不溶性物質除去能力は、不溶性
物質の粒子径、比重および系の粘度により左右され、非
常に粒径の細かい不溶性物質や系との比重差が小さい不
溶性物質の場合は、重量沈降法および遠心分離法では不
溶性物質の除去が非常に困難である。本発明は、斯かる
実情に鑑みなされたものであり、その目的は、不溶性物
質の改良された除去法を採用した炭素製品製造用ピッチ
の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成すべく鋭意検討した結果、原料ピッチに特定の
物質を添加して粘度を200ポイズ以下に調整するなら
ば、濾過などの手段により、不溶性物質が実質上含まれ
ていない精製された原料ピッチを容易に得ることが出来
るとの知見を得た。
【0006】本発明は、上記の知見を基に完成されたも
のであり、その要旨は、原料ピッチに多孔質無機物を添
加し、粘度を200ポイズ以下に調整した後、該多孔質
無機物を分離除去することを特徴とする炭素製品製造用
ピッチの製造方法に存する。
【0007】以下、本発明を詳説明する。本発明に用い
られる原料ピッチとしては、例えば、石炭系のコールタ
ールやコールタールピッチ、石炭液化物、石油系の重質
油やピッチ、石油樹脂やその熱重縮合反応生成物、ナフ
タレンやアントラセンの触媒反応による重合反応生成物
などの炭素質原料が挙げられる。また、予備処理を行な
った炭素質原料も用いることが出来、予備処理として
は、例えば、加熱処理した後、特定溶剤で可溶分を抽出
する方法、または、水素供与性溶剤または水素ガスの存
在下に水添処理する方法が挙げられる。
【0008】本発明に用いられる多孔質無機物として
は、原料ピッチに対して化学的に不活性で且つ不溶性で
あり、原料ピッチ中の不溶性物質を吸着し得るようなも
のであれば特に限定されず、種々の多孔質無機物を用い
ることが出来る。具体的には、パーライト、セルロー
ズ、アスベスト、マグネシア、石こう、活性炭素、珪藻
土などが挙げられる。特に、濾過助材として市販されて
いる珪藻土は、透過率が高く、しかも、強固であって圧
縮変形の無いケーキを形成出来るので好ましい。
【0009】多孔質無機物の粒径分布に関しては特に制
限はないが、多孔質無機物自体の粒径が小さ過ぎる場合
は、それ自身がフィルターの目詰まりを起こして濾過性
を低下させたり、濾液側への目洩れを起こして原料ピッ
チを汚染することになる。また、粒径が大き過ぎる場
合、それ自体が系の中で沈降して原料ピッチとの均一な
スラリーを形成することが困難となる。
【0010】従って、多孔質無機物としては、平均粒径
が2〜50μm、1μm以下のものが2%以下、100
μm以上のものが20%以下である粒径分布の多孔質無
機物が好ましい。特に、平均粒径が5〜20μm、1μ
m以下のものが実質的に0%、50μm以上のものが1
0%以下である粒径分布の多孔質無機物が好ましい。
【0011】多孔質無機物は、通常、原料ピッチ100
部に対して0.01〜20重量部、好ましくは、0.0
5〜5重量部の範囲で添加される。原料ピッチへの添加
方法は特に限定されず、例えば、所定量の多孔質無機物
をピッチ中に投入して機械的な攪拌により分散させる方
法などが採用される。
【0012】ところで、濾過時のピッチスラリーの粘度
は濾過速度に影響を与えることが知られている。すなわ
ち、定圧濾過の場合、スラリー粘度が低いほど濾過速度
は速くなる。従って、本発明においては、原料ピッチに
多孔質無機物を添加して得られるピッチスラリーの粘度
は、200ポイズ以下、好ましくは0.001〜50ポ
イズ、更に好ましくは0.001〜10ポイズに調整す
る。
【0013】ピッチスラリーの粘度を低下させる方法と
しては、ピッチスラリーの温度を上げる方法、溶媒によ
って希釈する方法の何れであってもよい。より高い効果
を得るため、これらの方法を組み合わせてもよい。希釈
溶媒としては、例えば、タール蒸留により得られる、洗
浄油、アントラセン油などが挙げられる。
【0014】本発明においては、粘度を200ポイズ以
下に調整したピッチスラリーから多孔質無機物を分離除
去することにより不溶性物質を分離する。多孔質無機物
の分離除去方のためには、例えば、既知の目開きを有す
るフィルターを通してピッチスラリーを濾過をすればよ
い。濾過操作により、原料ピッチ中の不溶性物質は、多
孔質無機物に吸着され、また、多孔質無機物粒子中に分
散されることにより、濾過抵抗を減じ、更には、フィル
ターへの目詰まりを防止し、工業的な連続濾過が可能と
なる。
【0015】濾過により、多孔質無機物は不溶性物質を
捕捉して濾過残渣としてフィルター上に残り、それらが
除去された精製されたピッチが濾液として得られる。濾
過の形式は特に限定されず、加圧濾過、減圧濾過、遠心
濾過などが適宜採用される。粘度調整のために溶媒を添
加した場合には、蒸留などの後工程にて溶媒を除去すれ
ばよい。
【0016】また、本発明においては、ピッチスラリー
から多孔質無機物を分離除去する方法として、遠心分離
を採用することも出来る。遠心分離操作においても、原
料ピッチ中の不溶性物質は多孔質無機物に吸着され、そ
の結果、不溶性物質の見かけの粒径が大きくなり分離が
容易になる。
【0017】本発明の製造方法で得られたピッチは、キ
ノリン不溶分量が実質的に0%、また、Ash成分が5
ppm以下であり、物理的欠陥となり得る不溶性物質を
実質的に含有していない。従って、原料として、本発明
の製造方法で得られたピッチを用いることにより、不溶
性物質の存在による不均一性に起因する組織の乱れが改
善されて配向性が向上したメソフェーズピッチが得られ
る。その結果、紡糸性が良好で高強度かつ高弾性率の炭
素繊維や低CTEのニードルコークスの製造が可能とな
る。
【0018】
【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明は、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。
【0019】実施例1 ナフタレンをAlCl3 触媒の存在下250℃で重合さ
せた後、触媒を回収し、キノリン不溶分量が1重量%の
原料ピッチを得た。また、この原料ピッチのAsh量を
測定した結果、20ppmのAsh成分が含まれてい
た。上記の原料ピッチ1重量部に沸点範囲が240〜2
90℃の洗浄油を3重量部加えて混合した後、多孔質無
機物として、市販の珪藻土濾過助剤「セライト505」
(商品名、セライト社製)を0.01重量部加え、さら
に、タンク内で循環させて「セライト505」を分散さ
せた。
【0020】「セライト505」の粒径分布を測定した
結果、平均粒径(メジアン径)6.1μmであり、1μ
m以下および30μm以上の粒径を有する粒子は夫々実
質的に0%であった。
【0021】上記のピッチスラリーを150℃に加温し
て粘度を0.02ポイズに調整し、150℃の温度を維
持しながら、目開き10μmのキャンドルフィルターに
より、濾過圧力2kg/cm2 で連続的に濾過を行な
い、ピッチと洗浄油の混合液を得た。この濾過操作にお
いては、濾過面積1m2 当り、0.2トン/時の濾過速
度が可能であった。
【0022】上記の混合液から洗浄油を蒸留分離してピ
ッチを得た。得られたピッチのキノリン不溶分量および
Ash量を測定した結果、キノリン不溶分量は実質的に
0%、Ash量は1.5ppm以下であった。このピッ
チを400℃で150分加熱処理し、光学異方性100
%のピッチに変換し、紡糸、不融化処理を行った後、2
100℃で黒鉛化して炭素繊維を調製した。得られた炭
素繊維の引張強度は300kg/mm2 、引張弾性率は
65ton/mm2 であった。
【0023】比較例1 多孔質無機物を添加しない点を除いては、実施例1と全
く同様にして150℃で0.02ポイズのピッチスラリ
ーを調製した。この加温したスラリーを実施例1と同じ
キャンドルフィルターにより、濾過圧力2kg/cm2
で連続濾過を試みたが、フィルターの目詰まりのため、
濾過圧力が上昇し、5時間後に連続濾過が不能となっ
た。
【0024】比較例2 実施例1で得られたキノリン不溶分量1%、Ash成分
20ppmのピッチを原料とし、濾過をすることなしに
実施例1と同様な方法で光学異方性100%のピッチを
調製し、紡糸、不融化、黒鉛化処理して炭素繊維を調製
した。得られた炭素繊維の引張強度は220kg/mm
2 、引張弾性率は57ton/mm2 であった。また、
この繊維の断面および表面を観察した結果、Ash成分
に起因したと考えられるボイドが観察され、これが原因
で炭素繊維の強度低下が起きたと考えられる。
【0025】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、原料ピッ
チに多孔質無機物を添加し、粘度を200ポイズ以下に
調整すると言った簡便な処理により、工業的な連続濾過
によるピッチ中の不溶性物質除去が可能である。また、
本発明の製造方法にるピッチは、不溶性物質を実質的に
含んでいないため、炭素繊維、ニードルコークス等の原
料として有用である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料ピッチに多孔質無機物を添加し、粘
    度を200ポイズ以下に調整した後、該多孔質無機物を
    分離除去することを特徴とする炭素製品製造用ピッチの
    製造方法。
  2. 【請求項2】 多孔質無機物の分離除去を濾過によって
    行なう請求項1に記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 多孔質無機物の分離除去を遠心分離によ
    って行なう請求項1記載の製造方法。
  4. 【請求項4】 多孔質無機物の平均粒径が2〜50μm
    である請求項1乃至3の何れかに記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 多孔質無機物が珪藻土である請求項1乃
    至4の何れかに記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 炭素製品が炭素繊維である請求項1乃至
    5の何れかに記載の製造方法。
  7. 【請求項7】 炭素製品がニードルコークスである請求
    項1乃至6の何れかに記載の製造方法。
JP20359093A 1993-07-26 1993-07-26 炭素製品製造用ピッチの製造方法 Pending JPH0741770A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1076011C (zh) * 1998-01-13 2001-12-12 南通碳素厂 多孔碳素材料生产工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030805