JPS60255604A - メソカ−ボンマイクロビ−ズの製造法 - Google Patents
メソカ−ボンマイクロビ−ズの製造法Info
- Publication number
- JPS60255604A JPS60255604A JP59110046A JP11004684A JPS60255604A JP S60255604 A JPS60255604 A JP S60255604A JP 59110046 A JP59110046 A JP 59110046A JP 11004684 A JP11004684 A JP 11004684A JP S60255604 A JPS60255604 A JP S60255604A
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- Japan
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- mesophase
- pitch
- spherules
- temperature
- heated
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[発明の技術分野〕
本発明は、重質油類またはピッチ類からメソカーボンマ
イクロビーズを製造する方法に関する。 [発明の技術的背景とその問題点] メソカーボンマイクロビーズ(以下MCと略記する)は
、コールタール、石油系重質油またはピッチ類を液相炭
化する過程で生成する。直径数gmから数百1Lmの光
学的に異方性の液晶小球体(メンフェーズ小球体)を、
母相の光学的等方性ピッチから単離したものの呼称であ
る。 このMCは、近年、石炭系もしくは石油系重質油または
ピッチの高度利用への要求を背景に、高密度炭素材、導
電性複合材、電気抵抗用カーボン、電子写真用トナー、
炭素繊維、カーボンシート、ビーズ状活性炭、カーボン
モレキュラーシーブ等高性能炭素材の原料として多方面
への利用が期待されている物質である。 このようなMCを単離するために、特開昭56−967
10号公報では、重質油を加熱処理して得られたメソフ
ェーズ小球体を含むメソフェーズピッチと母相のみを溶
解する溶剤とを、混合した混合液を液体サイクロンにか
け、軽質液、中質液、重質液に分離した後重質液中の溶
剤を除去してMCを分離する方法が示されており、特開
昭56−125210号公報では、ピッチ類を熱処理し
てメンカーボン小球体を生成させ、この小球体を芳香属
溶剤および脂肪属溶剤よりなる分離助剤を用いて静置分
離法によりピッチマトリックスから分離する方法、特開
昭57−78487号公報では、重質油を熱処理して生
成したメソフェーズ小球体を含有する一次熱処理ピッチ
を軟化点以下に冷却し、さらに二次熱処理を行ない、二
次熱処理で沈澱したメンフェーズ小球体を分離したのち
、残留ピッチ中に生成した球径の揃ったメソフェーズ小
球体を溶剤抽出によって回収する方法をそれぞれ提案し
ている。 これらの方法はMC@@に溶剤を使用するものであるが
、いずれもピッチ1重量部に対して10重量部以上の溶
剤を使用するので処理量が増加すること、溶剤の回収や
精製等の二次的な処理が必要となること等により、製造
コストが高くなるという欠点を有していた。 MC単離に溶剤を使用しない方法として、特開昭57−
200213号公報では重質油を400〜500℃に加
熱しメソフェーズ球体を含有するピッチを得た後、25
0〜400℃で、乱流を付与することによりメンフェー
ズ小球体を凝集させ、母相ピッチより分離する方法を提
案している。この方法は、炭素成型体を最終製品として
ねらっているため、必ずしも小球体である必要はないこ
とに着目し、メソフェ・−ズ小球体の合体したバルク状
メソフェーズを製造するものであり、MCの製造法とし
ては不適当である。さらには、得られた凝集物は、未だ
に20〜70%程度の母相ピッチを含有しているので、
MCの単離法としては不適当である。 [発明の目的] 本発明は上記のεとからに鑑み、研究開発されたもので
あり、本発明の目的とするところは、溶剤を使用せず、
したがって溶剤使用に伴う諸問題を排除することができ
、また、加熱下での遠心分離という極めて簡単な操作に
よってメンカーボンマイクロビーズを高純度で母相ピッ
チから分離することができるという、メンカーボンマイ
クロビーズの製造法の提供にある。 [発明の概要] 上記目的達成のための本発明の要旨は、重質油類または
ピッチ類を350〜5oo℃の温度で加熱処理して、生
成したメンフェーズ小球体を包含するメソフェーズピッ
チを200〜350”Cの温度の条件下で遠心分離する
ことによって、該メソフェーズ小球体を母相から分離す
ることを特徴とするメンカーボンマイクロビーズの製造
法である。 メソフェーズ小球体を母相より分離するのが困難なのは
、(1)母相ピッチの粘度が高い、(2)メソフェーズ
小球体と母相ピッチの比重差が小さいためである。した
がって、加熱によって母相ピッチの粘度を下げ、遠心分
離することによって、比重差の小さいメンフェーズ小球
体と母相ピッチとを分離できるのではないかという知見
を得、本発明に至ったものであり、従来の溶剤分離法に
替えて、メソフェーズ小球体を含むメソフェーズピッチ
を200〜350℃に加熱することによって粘度を下げ
、遠心分離することによって比重差の小さいメンフェー
ズ小球体を母相ピッチから分離するものである。
イクロビーズを製造する方法に関する。 [発明の技術的背景とその問題点] メソカーボンマイクロビーズ(以下MCと略記する)は
、コールタール、石油系重質油またはピッチ類を液相炭
化する過程で生成する。直径数gmから数百1Lmの光
学的に異方性の液晶小球体(メンフェーズ小球体)を、
母相の光学的等方性ピッチから単離したものの呼称であ
る。 このMCは、近年、石炭系もしくは石油系重質油または
ピッチの高度利用への要求を背景に、高密度炭素材、導
電性複合材、電気抵抗用カーボン、電子写真用トナー、
炭素繊維、カーボンシート、ビーズ状活性炭、カーボン
モレキュラーシーブ等高性能炭素材の原料として多方面
への利用が期待されている物質である。 このようなMCを単離するために、特開昭56−967
10号公報では、重質油を加熱処理して得られたメソフ
ェーズ小球体を含むメソフェーズピッチと母相のみを溶
解する溶剤とを、混合した混合液を液体サイクロンにか
け、軽質液、中質液、重質液に分離した後重質液中の溶
剤を除去してMCを分離する方法が示されており、特開
昭56−125210号公報では、ピッチ類を熱処理し
てメンカーボン小球体を生成させ、この小球体を芳香属
溶剤および脂肪属溶剤よりなる分離助剤を用いて静置分
離法によりピッチマトリックスから分離する方法、特開
昭57−78487号公報では、重質油を熱処理して生
成したメソフェーズ小球体を含有する一次熱処理ピッチ
を軟化点以下に冷却し、さらに二次熱処理を行ない、二
次熱処理で沈澱したメンフェーズ小球体を分離したのち
、残留ピッチ中に生成した球径の揃ったメソフェーズ小
球体を溶剤抽出によって回収する方法をそれぞれ提案し
ている。 これらの方法はMC@@に溶剤を使用するものであるが
、いずれもピッチ1重量部に対して10重量部以上の溶
剤を使用するので処理量が増加すること、溶剤の回収や
精製等の二次的な処理が必要となること等により、製造
コストが高くなるという欠点を有していた。 MC単離に溶剤を使用しない方法として、特開昭57−
200213号公報では重質油を400〜500℃に加
熱しメソフェーズ球体を含有するピッチを得た後、25
0〜400℃で、乱流を付与することによりメンフェー
ズ小球体を凝集させ、母相ピッチより分離する方法を提
案している。この方法は、炭素成型体を最終製品として
ねらっているため、必ずしも小球体である必要はないこ
とに着目し、メソフェ・−ズ小球体の合体したバルク状
メソフェーズを製造するものであり、MCの製造法とし
ては不適当である。さらには、得られた凝集物は、未だ
に20〜70%程度の母相ピッチを含有しているので、
MCの単離法としては不適当である。 [発明の目的] 本発明は上記のεとからに鑑み、研究開発されたもので
あり、本発明の目的とするところは、溶剤を使用せず、
したがって溶剤使用に伴う諸問題を排除することができ
、また、加熱下での遠心分離という極めて簡単な操作に
よってメンカーボンマイクロビーズを高純度で母相ピッ
チから分離することができるという、メンカーボンマイ
クロビーズの製造法の提供にある。 [発明の概要] 上記目的達成のための本発明の要旨は、重質油類または
ピッチ類を350〜5oo℃の温度で加熱処理して、生
成したメンフェーズ小球体を包含するメソフェーズピッ
チを200〜350”Cの温度の条件下で遠心分離する
ことによって、該メソフェーズ小球体を母相から分離す
ることを特徴とするメンカーボンマイクロビーズの製造
法である。 メソフェーズ小球体を母相より分離するのが困難なのは
、(1)母相ピッチの粘度が高い、(2)メソフェーズ
小球体と母相ピッチの比重差が小さいためである。した
がって、加熱によって母相ピッチの粘度を下げ、遠心分
離することによって、比重差の小さいメンフェーズ小球
体と母相ピッチとを分離できるのではないかという知見
を得、本発明に至ったものであり、従来の溶剤分離法に
替えて、メソフェーズ小球体を含むメソフェーズピッチ
を200〜350℃に加熱することによって粘度を下げ
、遠心分離することによって比重差の小さいメンフェー
ズ小球体を母相ピッチから分離するものである。
本発明をさらに詳述する。
本発明で用いる重質油またはピッチ類としては、コール
タール、石油系重質油等の重質油類あるいはコールター
ルピッチ、石油系ピッチ等のピッチ類である。 これらの重質油類またはピッチ類を300〜500℃の
温度で加熱すると数分〜5時間程度で数μm〜数百gm
のメソフェーズ小球体が数マof%〜40マo1%生成
する。350℃未満の温度ではメソフェーズの生成速度
は遅くほとんどメン7エーズは生成しない、また、50
0’Cを超える温度では急速な重縮合反応が起こり、コ
ークス状バルクメソフェーズやコークス状炭化物が生じ
る。したがって熱処理温度は350〜500℃の範囲が
適している。 以上のように加熱処理することによって、光学的等方性
の母相ピッチの中にメソフェーズ小球体が分散した状態
のメンフェーズピッチが得られる。 さらに、このメソフェーズピッチを200〜350℃の
温度に加熱しながら遠心分離を行う、この200〜35
0℃という温度は、従来の溶剤分離法に基づいて母相ピ
ッチとメソフェーズ小球体とを分別採取し、それぞれの
比重および母相ピッチの粘度一温度の関係を測定し、ス
トークスの法則から導き出される(1)式に従って算出
した沈降速度から工業的な遠心分離に適した沈降速度と
なる加熱温度を選定したものである。 ここでvg:メソフェーズ小球体の沈降速度[C層/5
ecl Δρ:メソフェーズ小球体と母相ピッチの比重差 E
g/ crn’1 d:メソフェーズ小球体の゛最小粒径 [Cl3 g:重力加速度 980 [g/sec ]川用粘度
[c、p、] 第1図にあるコールタールピッチをいずれも400℃で
5分、20分、40分およ680分加熱処理したものの
メソフェーズ小球体のある温度下での沈降速度と加熱温
度との開襟を示す。第1図より明らかなように、加熱処
理時間が長くなるにつれてメンフェーズ小球体の沈降速
度が遅くなっている。破線aは工業的遠心分離機の適用
可能範囲の下限値である。400℃で5分加熱処理した
ものは、約5マof%のメソフェーズ小球体を含有し、
工業的遠心分離機の適用可能温度は200℃以上であり
、400℃80分加熱処理したものは、約30マof%
のメンフェーズ小球体を含有するにもかかわらず335
℃以上で工業的な遠心分離が可能となる。ところが一般
に350℃を超えると、新たなメンフェーズ小球体の発
生と、メンフェーズ小球体の合体が生じる。したがって
遠心分離のための加熱温度は200〜350℃が好まし
い。 得られた沈澱物は、未だ5〜lO%程度の母相ピッチを
含有しているので、必要に応じて洗浄してその純度を上
げることができるが、収率や溶剤使用量等の点で前述の
溶剤分離法とは根本的に異なるものである。 [実施例] 以下実施例について述べる。 不溶性固形物を除去したコールタールピッチ間1〜6を
真空度5 +smHgの減圧下430℃で15゜30.
45分間熱処理してメソフェーズピッチを得た。これら
のメソフェーズピッチを加熱下で10 X 10 G
++ seeの遠心分離効率で遠心分離し沈ε物を回収
した。偏光顕微鏡下で観察される面積比から測定したメ
ソフェーズピッチ中のメソフェーズ小球体の含有量(マ
O1%)、遠心分離の加熱温度、沈澱物中のメソフェー
ズ小球体含有量(マ01%)および粒度範囲を第1表に
示す。 第 1 表 t: し 1′ 1−・ − 1・ 第1表から明らかなように、NOlは遠心分離温度が1
50℃(<200℃)で、沈澱物中のメソフェーズ小球
体の含有量が48マO1%と低く分離が不充分であった
。また、!’&)6は遠心分離温度が40θ℃(>35
0℃)で、粒径範囲が5〜1300pmとなり、メソフ
ェーズ小球体の合体が生じていた。 No2 、3 、4 、5は遠心分離温度が200〜3
50℃で、沈澱物中のメソフェーズ小球体含有率が90
%以上と高く、粒径範囲も5〜60ILmであった。 さらにNb2および4の沈澱物を2 t/cゴの圧力で
成形後Arガス中で2800℃まで昇温し、焼成した。 この黒鉛化成形品はいずれも割れ、ふくれ等の変形は認
められず、かさ密度は、それぞれ1.98,2.00で
品質の良いものであった。 [発明の効果] 以上のように本発明は、溶剤を全く使用せず、したがっ
て、溶剤使用に伴う諸間勝を排除することができ、また
加熱下での遠心分離という極めて簡単な操−作によって
高純度なメソカーボンマイクロビーズが高回収率で製造
できる工業的に有効な方法である。
タール、石油系重質油等の重質油類あるいはコールター
ルピッチ、石油系ピッチ等のピッチ類である。 これらの重質油類またはピッチ類を300〜500℃の
温度で加熱すると数分〜5時間程度で数μm〜数百gm
のメソフェーズ小球体が数マof%〜40マo1%生成
する。350℃未満の温度ではメソフェーズの生成速度
は遅くほとんどメン7エーズは生成しない、また、50
0’Cを超える温度では急速な重縮合反応が起こり、コ
ークス状バルクメソフェーズやコークス状炭化物が生じ
る。したがって熱処理温度は350〜500℃の範囲が
適している。 以上のように加熱処理することによって、光学的等方性
の母相ピッチの中にメソフェーズ小球体が分散した状態
のメンフェーズピッチが得られる。 さらに、このメソフェーズピッチを200〜350℃の
温度に加熱しながら遠心分離を行う、この200〜35
0℃という温度は、従来の溶剤分離法に基づいて母相ピ
ッチとメソフェーズ小球体とを分別採取し、それぞれの
比重および母相ピッチの粘度一温度の関係を測定し、ス
トークスの法則から導き出される(1)式に従って算出
した沈降速度から工業的な遠心分離に適した沈降速度と
なる加熱温度を選定したものである。 ここでvg:メソフェーズ小球体の沈降速度[C層/5
ecl Δρ:メソフェーズ小球体と母相ピッチの比重差 E
g/ crn’1 d:メソフェーズ小球体の゛最小粒径 [Cl3 g:重力加速度 980 [g/sec ]川用粘度
[c、p、] 第1図にあるコールタールピッチをいずれも400℃で
5分、20分、40分およ680分加熱処理したものの
メソフェーズ小球体のある温度下での沈降速度と加熱温
度との開襟を示す。第1図より明らかなように、加熱処
理時間が長くなるにつれてメンフェーズ小球体の沈降速
度が遅くなっている。破線aは工業的遠心分離機の適用
可能範囲の下限値である。400℃で5分加熱処理した
ものは、約5マof%のメソフェーズ小球体を含有し、
工業的遠心分離機の適用可能温度は200℃以上であり
、400℃80分加熱処理したものは、約30マof%
のメンフェーズ小球体を含有するにもかかわらず335
℃以上で工業的な遠心分離が可能となる。ところが一般
に350℃を超えると、新たなメンフェーズ小球体の発
生と、メンフェーズ小球体の合体が生じる。したがって
遠心分離のための加熱温度は200〜350℃が好まし
い。 得られた沈澱物は、未だ5〜lO%程度の母相ピッチを
含有しているので、必要に応じて洗浄してその純度を上
げることができるが、収率や溶剤使用量等の点で前述の
溶剤分離法とは根本的に異なるものである。 [実施例] 以下実施例について述べる。 不溶性固形物を除去したコールタールピッチ間1〜6を
真空度5 +smHgの減圧下430℃で15゜30.
45分間熱処理してメソフェーズピッチを得た。これら
のメソフェーズピッチを加熱下で10 X 10 G
++ seeの遠心分離効率で遠心分離し沈ε物を回収
した。偏光顕微鏡下で観察される面積比から測定したメ
ソフェーズピッチ中のメソフェーズ小球体の含有量(マ
O1%)、遠心分離の加熱温度、沈澱物中のメソフェー
ズ小球体含有量(マ01%)および粒度範囲を第1表に
示す。 第 1 表 t: し 1′ 1−・ − 1・ 第1表から明らかなように、NOlは遠心分離温度が1
50℃(<200℃)で、沈澱物中のメソフェーズ小球
体の含有量が48マO1%と低く分離が不充分であった
。また、!’&)6は遠心分離温度が40θ℃(>35
0℃)で、粒径範囲が5〜1300pmとなり、メソフ
ェーズ小球体の合体が生じていた。 No2 、3 、4 、5は遠心分離温度が200〜3
50℃で、沈澱物中のメソフェーズ小球体含有率が90
%以上と高く、粒径範囲も5〜60ILmであった。 さらにNb2および4の沈澱物を2 t/cゴの圧力で
成形後Arガス中で2800℃まで昇温し、焼成した。 この黒鉛化成形品はいずれも割れ、ふくれ等の変形は認
められず、かさ密度は、それぞれ1.98,2.00で
品質の良いものであった。 [発明の効果] 以上のように本発明は、溶剤を全く使用せず、したがっ
て、溶剤使用に伴う諸間勝を排除することができ、また
加熱下での遠心分離という極めて簡単な操−作によって
高純度なメソカーボンマイクロビーズが高回収率で製造
できる工業的に有効な方法である。
第1図は、コTルタールピッチを400℃で5分、20
分、40分および80分加熱処理したもののメソフェー
ズ小球体の沈降速度と加熱温度との関係図である。 a・・工業的遠心分離機の適用可能範囲の下限値特許出
願人 住友金属工業株式会社 代理人弁理士 永 井 義 久 第1図 加*L@ (’0
分、40分および80分加熱処理したもののメソフェー
ズ小球体の沈降速度と加熱温度との関係図である。 a・・工業的遠心分離機の適用可能範囲の下限値特許出
願人 住友金属工業株式会社 代理人弁理士 永 井 義 久 第1図 加*L@ (’0
Claims (1)
- (1)重質油類またはピッチ類を350〜500℃の温
度で加熱処理して、生成したメソフェーズ小球体を包含
するメソフェーズピッチを200〜350℃の温度の条
件下で遠心分離することによって、該メソフェーズ小球
体を母相から分離することを特徴とするメンカーボンマ
イクロビーズの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110046A JPS60255604A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | メソカ−ボンマイクロビ−ズの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110046A JPS60255604A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | メソカ−ボンマイクロビ−ズの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255604A true JPS60255604A (ja) | 1985-12-17 |
Family
ID=14525731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110046A Pending JPS60255604A (ja) | 1984-05-30 | 1984-05-30 | メソカ−ボンマイクロビ−ズの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255604A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429493A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Nippon Carbon Co Ltd | Carbonaceous microbead and production thereof |
| JPS6481890A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Nippon Carbon Co Ltd | Porous carbonaceous spherule and production thereof |
| US5143889A (en) * | 1987-11-20 | 1992-09-01 | Osaka Gas Company Limited | Active carbon and processes for preparation of same |
-
1984
- 1984-05-30 JP JP59110046A patent/JPS60255604A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429493A (en) * | 1987-07-23 | 1989-01-31 | Nippon Carbon Co Ltd | Carbonaceous microbead and production thereof |
| JPS6481890A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Nippon Carbon Co Ltd | Porous carbonaceous spherule and production thereof |
| US5143889A (en) * | 1987-11-20 | 1992-09-01 | Osaka Gas Company Limited | Active carbon and processes for preparation of same |
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