JPS61264092A - 炭素繊維用原料ピツチ - Google Patents
炭素繊維用原料ピツチInfo
- Publication number
- JPS61264092A JPS61264092A JP9575585A JP9575585A JPS61264092A JP S61264092 A JPS61264092 A JP S61264092A JP 9575585 A JP9575585 A JP 9575585A JP 9575585 A JP9575585 A JP 9575585A JP S61264092 A JPS61264092 A JP S61264092A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pitch
- raw material
- softening point
- pyridine
- insolubles
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 title claims abstract description 27
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 18
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 9
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000011295 pitch Substances 0.000 abstract description 41
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 7
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 abstract 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- LBUJPTNKIBCYBY-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrahydroquinoline Chemical compound C1=CC=C2CCCNC2=C1 LBUJPTNKIBCYBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011302 mesophase pitch Substances 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 3
- WHRZCXAVMTUTDD-UHFFFAOYSA-N 1h-furo[2,3-d]pyrimidin-2-one Chemical class N1C(=O)N=C2OC=CC2=C1 WHRZCXAVMTUTDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010000 carbonizing Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011300 coal pitch Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006173 Larrea tridentata Nutrition 0.000 description 1
- 244000073231 Larrea tridentata Species 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 229960002126 creosote Drugs 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000010035 extrusion spinning Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011301 petroleum pitch Substances 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、炭素繊維およびその原料ピッチに関する。さ
らに詳しくは、本発明は、紡糸性が良好で、かつ優れた
物性を有する炭素紡ｊ維および該炭素繊維用原料ピッチ
に関する。
らに詳しくは、本発明は、紡糸性が良好で、かつ優れた
物性を有する炭素紡ｊ維および該炭素繊維用原料ピッチ
に関する。
従来技術
炭素紳・維は、優れた断熱性、耐熱性、耐薬品性、１゛
剛性、導電性などを有しており、断熱材、シール材、各
種構造部材、摩擦伺、炭素市極などとして、航空、宇宙
、電気機械部品、スポーツ用品などの分野において用途
が拡大しつつある。
剛性、導電性などを有しており、断熱材、シール材、各
種構造部材、摩擦伺、炭素市極などとして、航空、宇宙
、電気機械部品、スポーツ用品などの分野において用途
が拡大しつつある。
かかる炭素繊維の製造法としては、アクリロニトリルな
どの繊維を焼成する方法と、ピッチ状物を紡糸、炭化す
る方法とに大別される。このうちピッチ状物からの塑造
は、原料が安価で入手が容易という利点を有するが、紡
糸性が充分でなく、優れた物性の炭素繊維は１尋られな
いという欠点があった。
どの繊維を焼成する方法と、ピッチ状物を紡糸、炭化す
る方法とに大別される。このうちピッチ状物からの塑造
は、原料が安価で入手が容易という利点を有するが、紡
糸性が充分でなく、優れた物性の炭素繊維は１尋られな
いという欠点があった。
このような炭素繊維用のピッチに関しては、従来より各
種の改良がなされており、例えば、本質上１００％のメ
ソフェーズからなる低分子量のピッチ（特開昭５４−５
５６２５号公報）、ピッチを水素化処理し、ついで該ピ
ッチを加熱処理して炭素繊維用プリメソフェーズピッチ
を塑造する方法（特開昭５９−８８９２３号公報）など
が提案されている。
種の改良がなされており、例えば、本質上１００％のメ
ソフェーズからなる低分子量のピッチ（特開昭５４−５
５６２５号公報）、ピッチを水素化処理し、ついで該ピ
ッチを加熱処理して炭素繊維用プリメソフェーズピッチ
を塑造する方法（特開昭５９−８８９２３号公報）など
が提案されている。
しかしながら、これらの方法によって、牌られたピッチ
は、なお、紡糸性が充分でないものも多く、さらに紡糸
ピッチを炭素化Ｖる前に行なう不融化処理が容易ではな
い。
は、なお、紡糸性が充分でないものも多く、さらに紡糸
ピッチを炭素化Ｖる前に行なう不融化処理が容易ではな
い。
本発明の目的は、安価で入手が容易なピッチから、紡糸
性及び不融化特性が良好で、かつ憂れた物性を有する炭
素椹維を与える原料ピッチを提供することにある。
性及び不融化特性が良好で、かつ憂れた物性を有する炭
素椹維を与える原料ピッチを提供することにある。
すなわち、本発明は、ピリジン不溶分６０〜９５重射％
、メソフェーズ９５〜１００％および軟化点が３００℃
を越え、４００℃以下であることを特赦とする炭素υ維
用原料ピッチおよびこれから得られる炭素紡・維を提供
するものである。
、メソフェーズ９５〜１００％および軟化点が３００℃
を越え、４００℃以下であることを特赦とする炭素υ維
用原料ピッチおよびこれから得られる炭素紡・維を提供
するものである。
本発明の炭素繊維用原料ピッチは、出発ピッチに水添処
理を施しているため、前記公知の特開昭５４−５５６２
５号公報のピッチと異なりピリジン不溶分が多いにもか
かわらす充分イｌｋらかく、紡糸性が良好であり、また
、特開昭５９−９８９２３号公雇に開示のピッチとは出
発ピッチ自体の組成が異なるこ七により、プリメソフェ
ーズの存在を必要としない点、軟化点が高いにもかかわ
らす紡糸性が良好である点が異なっている。
理を施しているため、前記公知の特開昭５４−５５６２
５号公報のピッチと異なりピリジン不溶分が多いにもか
かわらす充分イｌｋらかく、紡糸性が良好であり、また
、特開昭５９−９８９２３号公雇に開示のピッチとは出
発ピッチ自体の組成が異なるこ七により、プリメソフェ
ーズの存在を必要としない点、軟化点が高いにもかかわ
らす紡糸性が良好である点が異なっている。
本発明の炭素繊維用原料ピッチにおいて、その原料とな
る出発ピッチとしては、石炭系ピッチ、石油系ピッチか
いずれも用いられる。
る出発ピッチとしては、石炭系ピッチ、石油系ピッチか
いずれも用いられる。
これら出発ピッチの組成は、ベンゼン不溶分３０〜９０
重置％、好ましくは３５〜６０重量％、ピリジン不溶分
０〜４０重用“％、好ましくは１５〜３５市喰％である
。
重置％、好ましくは３５〜６０重量％、ピリジン不溶分
０〜４０重用“％、好ましくは１５〜３５市喰％である
。
かかる出発ピッチより、本発明の炭素繊維用原料ピッチ
を得るには、まず、出発ピッチを水素添加用溶媒を用い
て水素添加処理ｌこ付ｖ０かかる溶剤としては、出発ピ
ッチをｍ解し、水素化を行ない得る溶媒であればいずれ
でもよく、例えは、テトラヒドロキノリン、水添クレオ
ソート油、あるいは水素加圧Ｆで溶媒としてピリジン、
キノリン、クレオソート油を用い水素化する方法などか
いずれも用い得る。水素添加処理は、出発ピッチと溶媒
とをｐ４晴比において１．１〜１．４の割合で混会し反
応温度３８０〜４７０℃、好ましくは４１０〜４５０℃
にて１０〜２４０分間、水素雰囲気下では１０〜２５０
１ψ／ｃｄ、窒素雰１ノ１４気五では１〜２ Ｏｒ＜９
／ ｃａの用力下に凋圧反応容器中にて行なう。
を得るには、まず、出発ピッチを水素添加用溶媒を用い
て水素添加処理ｌこ付ｖ０かかる溶剤としては、出発ピ
ッチをｍ解し、水素化を行ない得る溶媒であればいずれ
でもよく、例えは、テトラヒドロキノリン、水添クレオ
ソート油、あるいは水素加圧Ｆで溶媒としてピリジン、
キノリン、クレオソート油を用い水素化する方法などか
いずれも用い得る。水素添加処理は、出発ピッチと溶媒
とをｐ４晴比において１．１〜１．４の割合で混会し反
応温度３８０〜４７０℃、好ましくは４１０〜４５０℃
にて１０〜２４０分間、水素雰囲気下では１０〜２５０
１ψ／ｃｄ、窒素雰１ノ１４気五では１〜２ Ｏｒ＜９
／ ｃａの用力下に凋圧反応容器中にて行なう。
得られたピッチは、さらに、濾過、蒸留、真空乾燥され
る。かかる水素添加処理にて得られたピッチの軟化点は
、４０〜６０℃である。
る。かかる水素添加処理にて得られたピッチの軟化点は
、４０〜６０℃である。
つぎに、かかるピッチを窒素雰囲気下、４５０〜４９０
℃にて、１〜４０分間熱処理し、さらに、減圧■で処理
を１〜２０分行なうことにより、１００％流れ構造を有
するメソフェーズピッチを寿る。
℃にて、１〜４０分間熱処理し、さらに、減圧■で処理
を１〜２０分行なうことにより、１００％流れ構造を有
するメソフェーズピッチを寿る。
このようにして得られた炭素繊維用原料となるメソフェ
ーズピッチは、ピリジン不溶分が６０〜９５重量％、好
ましくは、８２〜９３重酸％、偏光顕微鏡下における面
積６分率によりメソフェーズ９５〜１００％、ホットス
テージ顕微鏡観察による軟化点３００〜４００℃、好ま
しくは３１０〜３５０℃を有する。
ーズピッチは、ピリジン不溶分が６０〜９５重量％、好
ましくは、８２〜９３重酸％、偏光顕微鏡下における面
積６分率によりメソフェーズ９５〜１００％、ホットス
テージ顕微鏡観察による軟化点３００〜４００℃、好ま
しくは３１０〜３５０℃を有する。
本発明の炭素繊維用原料ピッチの紡糸は、従来公知の方
法がいずれも用い寿、溶融紡糸、押出し紡糸、吹出し紡
糸などがいずれも採用しつる。紡糸されたピッチは、さ
らに小法に従い、不融化し、炭素化又は黒鉛化して炭素
繊維を歯る。
法がいずれも用い寿、溶融紡糸、押出し紡糸、吹出し紡
糸などがいずれも採用しつる。紡糸されたピッチは、さ
らに小法に従い、不融化し、炭素化又は黒鉛化して炭素
繊維を歯る。
発明の効果
本発明の炭素繊維用原料ピッチによれば、特に不融化が
容易であり、また軟化点が不岬μ化７局度より高い為、
高速昇温等あらゆる条件での不融化が可能である。さら
に、３００ｍ／分以上の良好な紡糸性が得られるととも
に、得られた炭素繊維は、引張り強度２００Ｋｐ／−〜
３５０に９／＋ｉ、引張り弾性率４０ｔ／ｍｔＮ〜９５
【／−という優れた物性を示した。
容易であり、また軟化点が不岬μ化７局度より高い為、
高速昇温等あらゆる条件での不融化が可能である。さら
に、３００ｍ／分以上の良好な紡糸性が得られるととも
に、得られた炭素繊維は、引張り強度２００Ｋｐ／−〜
３５０に９／＋ｉ、引張り弾性率４０ｔ／ｍｔＮ〜９５
【／−という優れた物性を示した。
実施例
つぎに、実施例および比較例により本発明をさらに詳し
く説明する。なお、以下において特にことわらない限り
％とあるは全て市ｍ％を意味する。
く説明する。なお、以下において特にことわらない限り
％とあるは全て市ｍ％を意味する。
実施例１
石炭系ピッチ（軟化へ９７℃、ピリジン不溶分２７％、
ベンゼン不溶分４０ｔｆｏ）６０Ｆおよびテトラヒドロ
キノリン１８０７をオートクレーブに仕込む。窒素置換
後、４５０℃にて３０分間保持して水素添加を行なった
。ついで、これを濾過し、ｌＯＯ１２ｇ９戒ＩＦ■、２
７０℃にて蒸留後、真空乾燥してテトラヒドロキノリン
を除去した。得られた水素化ピリジンは、軟化点５７℃
であった。
ベンゼン不溶分４０ｔｆｏ）６０Ｆおよびテトラヒドロ
キノリン１８０７をオートクレーブに仕込む。窒素置換
後、４５０℃にて３０分間保持して水素添加を行なった
。ついで、これを濾過し、ｌＯＯ１２ｇ９戒ＩＦ■、２
７０℃にて蒸留後、真空乾燥してテトラヒドロキノリン
を除去した。得られた水素化ピリジンは、軟化点５７℃
であった。
さらに、前記ピリジンを窒素雰１η］気下、４７０℃で
２０分間熱処理し、ついで減圧Ｆ（１０咽Ｈｇ）、４７
０℃にて５分間処理し、１００％（面積百分率）流れ構
造を有するメソフェーズピリジンを得た。該ピリジンは
、軟化の３３０℃、ピリジン不溶分８５％、ベンゼン不
溶分９０％であった。
２０分間熱処理し、ついで減圧Ｆ（１０咽Ｈｇ）、４７
０℃にて５分間処理し、１００％（面積百分率）流れ構
造を有するメソフェーズピリジンを得た。該ピリジンは
、軟化の３３０℃、ピリジン不溶分８５％、ベンゼン不
溶分９０％であった。
このメソフェーズピッチを溶融紡糸装置（ノズル径０．
５ ｍｕの、押出匝０．２５〜／ｃ−Ｊ、紡糸温度４０
０℃）にて紡糸したところ、３２０１ｎ／分という良好
な紡糸性が得られた。
５ ｍｕの、押出匝０．２５〜／ｃ−Ｊ、紡糸温度４０
０℃）にて紡糸したところ、３２０１ｎ／分という良好
な紡糸性が得られた。
得られた繊維を３００℃で不融化し、２６５０℃で黒鉛
化して炭素繊維を得た。ｆ得られた炭素繊維は、繊維径
１４μｍ１引張り強度２３０にグ／胴、弾性率４５【／
−と優れた物性を有していた。
化して炭素繊維を得た。ｆ得られた炭素繊維は、繊維径
１４μｍ１引張り強度２３０にグ／胴、弾性率４５【／
−と優れた物性を有していた。
叱較例１
買佃例１における水素化ピッチ（軟化点５７℃）を減Ｉ
Ｔ：、Ｆ（１０ｍｍＨｇ ）、４６０℃にて１ｏ分間熱
処理し、軟化点２３０℃、ピリジン不溶分５８％、ベン
ゼン不溶分７５％のピッチを得た。
Ｔ：、Ｆ（１０ｍｍＨｇ ）、４６０℃にて１ｏ分間熱
処理し、軟化点２３０℃、ピリジン不溶分５８％、ベン
ゼン不溶分７５％のピッチを得た。
該ピッチを実施例１と同様にして紡糸したところ、紡糸
速邸は、５Ｑｍ、ｚ分以下と低く、これを実施例１と同
様に処理して得られた炭素繊維の引張り強度は１３０呼
／Ｔｄであった。
速邸は、５Ｑｍ、ｚ分以下と低く、これを実施例１と同
様に処理して得られた炭素繊維の引張り強度は１３０呼
／Ｔｄであった。
Claims (2)
- （１）ピリジン不溶分６０〜９５重量％、メソフェーズ
９５〜１００％および軟化点が３００℃を越え４００℃
以下であることを特徴とする炭素繊維用原料ピッチ。 - （２）ピリジン不溶分６０〜９５重量％、メソフェーズ
９５〜１００％および軟化点が３００℃を越え４００℃
以下である炭素繊維用原料ピッチを紡糸することを特徴
とする炭素繊維。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9575585A JPS61264092A (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 炭素繊維用原料ピツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9575585A JPS61264092A (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 炭素繊維用原料ピツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61264092A true JPS61264092A (ja) | 1986-11-21 |
Family
ID=14146311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9575585A Pending JPS61264092A (ja) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | 炭素繊維用原料ピツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61264092A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206315A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Sumitomo Cement Co Ltd | 黒色系色彩を有する超微粒子低次酸化チタン粉末の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60202189A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 炭素材用ピッチの製造方法 |
-
1985
- 1985-05-02 JP JP9575585A patent/JPS61264092A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60202189A (ja) * | 1984-03-26 | 1985-10-12 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 炭素材用ピッチの製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63206315A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-25 | Sumitomo Cement Co Ltd | 黒色系色彩を有する超微粒子低次酸化チタン粉末の製造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4208267A (en) | Forming optically anisotropic pitches | |
| US4115527A (en) | Production of carbon fibers having high anisotropy | |
| JPS58220805A (ja) | 炭素繊維用前駆体ピツチの製造方法 | |
| JPH0321588B2 (ja) | ||
| JPS61264092A (ja) | 炭素繊維用原料ピツチ | |
| US6241923B1 (en) | Process for the production of carbon fibers | |
| JPH0532494B2 (ja) | ||
| JPH0516475B2 (ja) | ||
| JP2849156B2 (ja) | 中空炭素繊維の製造方法 | |
| JPH0150275B2 (ja) | ||
| JPH0432118B2 (ja) | ||
| KR920010266B1 (ko) | 등방성 핏치계 탄소섬유의 제조방법 | |
| JPS6183319A (ja) | 炭素繊維の製造方法 | |
| JP2766521B2 (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPS6278220A (ja) | リボン状炭素繊維の製造方法 | |
| JP2766530B2 (ja) | ピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPH0314625A (ja) | 炭素繊維用ピッチ及びそれを用いた炭素繊維の製造方法 | |
| JPH02175921A (ja) | メソフェーズピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPH0140127B2 (ja) | ||
| JPH0413450B2 (ja) | ||
| JPS63145419A (ja) | 炭素繊維の製造方法 | |
| JPH04153326A (ja) | ピッチ系炭素繊維の製法 | |
| JPH0823090B2 (ja) | 高特性炭素繊維の製造方法 | |
| JPH01201523A (ja) | メソフェースピッチ系炭素繊維の製造方法 | |
| JPH04209830A (ja) | 炭素繊維の製造方法 |