JPS6154352B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6154352B2 JPS6154352B2 JP57015520A JP1552082A JPS6154352B2 JP S6154352 B2 JPS6154352 B2 JP S6154352B2 JP 57015520 A JP57015520 A JP 57015520A JP 1552082 A JP1552082 A JP 1552082A JP S6154352 B2 JPS6154352 B2 JP S6154352B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pitch
- raw material
- produced
- heat treatment
- mesophase
- 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.)
- Expired
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Landscapes
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
本発明は高強度高弾性炭素繊維用の原料として
のメソフエーズピツチを含有するピツチの製造法
に係るもので、複合材料の原料として好適な高強
度高弾性炭素繊維を安価に短時間で製造する方法
を提供することを目的とするものである。 本発明は減圧軽油の熱接触分解（FCC）、或い
はナフサの熱分解によつて副生する残渣炭素物質
の石油系ピツチ及び石炭系タールを温度360℃乃
至420℃で加熱処理する際、加熱処理時間を短縮
し反応を円滑にするため原料ピツチ中に既に混在
する揮発留分及び加熱処理時に副生するメソフエ
ーズ生成妨害である揮発性の重質物を反応系から
除去するためにキヤリヤーガスとして非酸化性ガ
スを使用して追い出し、加熱生成ピツチ中にメソ
フエーズ留分（偏光顕微鏡で容易に測定できる）
を20％乃至60％含有する様に、非酸化性気流下で
常圧或いは加圧下で30分乃至20時間加熱処理して
メソフエーズピツチを含有する加熱生成ピツチを
製造する方法にある。 近年航空機、自動車その他の輸送機製作工業の
急速な成長の結果、それに必要な材料として特別
な物質の組合わせからなり、そのいくつかの物理
的性質が極めて勝れておつて特異性を発揮しうる
材料を望む声が大きくなつているが特に高い強度
及び弾性を具備し、同時に軽量で安価な材料の出
現が強く要求されている。しかるに現在の技術で
かかる要望にかなつた材料を末だ多量安定して供
給することが出来ないので、これに答えるための
複合物質（強化樹脂）の製造に関する研究が盛ん
に行なわれている。 強化樹脂に使用される最も有望な材料の一つと
して高強度高弾性の炭素繊維がある。この材料は
前述の産業の急速な成長が始まりかけた頃から現
われたもので、この炭素繊維を樹脂と組合わせて
使用すると、他に全く類例を見ないような特性を
発揮する強化樹脂を製造することが出来る。しか
しながら残念なことには上記の様な強化樹脂用の
高強度高弾性の炭素繊維は極めて顕著な特性を発
揮するにもかかわらず、その需要があまり開拓さ
れていない。この原因は以下述べる様に主として
製造コストが高くつくことにある。 現在入手出来る高強度高弾性の炭素繊維の原料
が特殊な製造法及び紡糸法によつて製造されたポ
リアクロニトリル繊維が主であることが知られて
いるが、このアクリル繊維は炭素繊維の前駆体と
して高価であるばかりでなく、この前駆体からの
炭素繊維の収率が45％以下で極めて悪い、このこ
とが優れた炭素繊維を製造する処理工程を複雑に
し、最終製品の炭素繊維の製造コストを益々高め
ることになつている。 高強度高弾性炭素繊維を安価に製造する方法と
して、40％乃至90％のメソフエーズを含有するピ
ツチから製造する方法が米国特許4005183号に記
載されており、メソフエーズが高強度高弾性炭素
繊維用の原料として優れた原料であることは公知
である。又特開昭53―86717号の公報に記載され
ている様に不活性ガスとして窒素、アルゴンキセ
ノン、ヘルミウム、スチーム等を使用して、メソ
フエーズを含有するピツチを製造することも公知
の事実である。しかしかゝる公知の高強度高弾性
炭素繊維を製造する方法は製造コストがいずれも
高い。上製造に時間がかゝる。 本願発明者は研究を実施した結果、極めて安価
な石油系及びタール系ピツチを原料として20％乃
至60％のメソフエーズを含有する加熱生成ピツチ
を製造する場合原料を360℃乃至420℃に加熱処理
の原料ピツチ中に既に混在する揮発留分及び副生
する揮発性のメソフエーズ生成妨害物質を反応系
から特に効率良く迅速に除去するため、非酸化性
ガスをキヤリヤーガスとして使用し、前述の揮発
性物質を追い出して非酸化性気流下、加熱処理反
応を円滑に進めると同時に加熱処理時間を短縮し
得ることを見付けて本発明を完成した。 一般に石油系及びタール系ピツチを380℃乃至
440℃で加熱処理して好ましい量のメソフエーズ
を含有する加熱生成ピツチを製造するためには通
常２時間乃至60時間を必要とする。この時間を短
縮するため加熱処理温度として出来るだけ高めの
処理温度420℃乃至440℃を採用して処理時間も２
時間乃至20時間にすると生成されたメソフエーズ
は平均分子量が大きくなつて、妨糸性が悪くな
る。従つて妨糸性の良いメソフエーズを含有する
ピツチを製造するための好ましい加熱温度は390
℃乃至410℃で、この温度条件では加熱時間は６
時間乃至40時間を必要とする。しかしこの温度条
件で非酸化性ガスを２乃至10／Kg分使用して加
熱処理して原料中既に混在する揮発留分及びメソ
フエーズ生成のためには妨害となる揮発性の副生
留分を選択的に効率良く反応系から除去すると加
熱時間を２時間乃至６時間程度に極めて短縮し得
ると同時に反応を円滑に進めることができる。 尚、非酸化性ガスとして使用出来るものは、上
記の加熱処理条件下でキヤリヤーガスとしてその
性能を発揮出来るものであるが、メタン、エタ
ン、プロパン、ブタン等炭素数の少ない炭化水素
沸点が低く重質化しないナフサ留分等であるが経
済的に最も優れているガスとしては原料を加熱処
理して副生するドライガス（主として炭素数の少
ない炭化水素の混合物）を挙げることができる。
しかも非酸化性ガスは特開昭53―86717の不活性
ガスの場合に比較して、その理由は良くわかつて
いないが（多分原料ピツチとのなじみと考えられ
るが）ガスの使用量が少なくなり処理時間が短く
なることが判明した。メソフエーズの含有量の分
析はキノリン不溶分（Q1）で実測し、キノリン
可溶分（QS）はキノリン（80℃）によつて測定
した。 実施例 １ 減圧軽油の熱接触分解（FCC）によつて副生
されるB.P.380℃〜384℃以上の残渣炭素物質を非
酸化性気流下で400℃に２時間加熱処理し、前駆
体ピツチを製造し更らにこの前駆体を次の加熱処
理条件で処理した。 前駆体の収率は54％であつた。次に得られた前
駆体を次の加熱処理条件で処理した。 尚、前駆体の製造に於て前駆体を加熱処理に使
用する非酸化性気流として加熱処理反応で副生す
るドライガスを循環使用した。
のメソフエーズピツチを含有するピツチの製造法
に係るもので、複合材料の原料として好適な高強
度高弾性炭素繊維を安価に短時間で製造する方法
を提供することを目的とするものである。 本発明は減圧軽油の熱接触分解（FCC）、或い
はナフサの熱分解によつて副生する残渣炭素物質
の石油系ピツチ及び石炭系タールを温度360℃乃
至420℃で加熱処理する際、加熱処理時間を短縮
し反応を円滑にするため原料ピツチ中に既に混在
する揮発留分及び加熱処理時に副生するメソフエ
ーズ生成妨害である揮発性の重質物を反応系から
除去するためにキヤリヤーガスとして非酸化性ガ
スを使用して追い出し、加熱生成ピツチ中にメソ
フエーズ留分（偏光顕微鏡で容易に測定できる）
を20％乃至60％含有する様に、非酸化性気流下で
常圧或いは加圧下で30分乃至20時間加熱処理して
メソフエーズピツチを含有する加熱生成ピツチを
製造する方法にある。 近年航空機、自動車その他の輸送機製作工業の
急速な成長の結果、それに必要な材料として特別
な物質の組合わせからなり、そのいくつかの物理
的性質が極めて勝れておつて特異性を発揮しうる
材料を望む声が大きくなつているが特に高い強度
及び弾性を具備し、同時に軽量で安価な材料の出
現が強く要求されている。しかるに現在の技術で
かかる要望にかなつた材料を末だ多量安定して供
給することが出来ないので、これに答えるための
複合物質（強化樹脂）の製造に関する研究が盛ん
に行なわれている。 強化樹脂に使用される最も有望な材料の一つと
して高強度高弾性の炭素繊維がある。この材料は
前述の産業の急速な成長が始まりかけた頃から現
われたもので、この炭素繊維を樹脂と組合わせて
使用すると、他に全く類例を見ないような特性を
発揮する強化樹脂を製造することが出来る。しか
しながら残念なことには上記の様な強化樹脂用の
高強度高弾性の炭素繊維は極めて顕著な特性を発
揮するにもかかわらず、その需要があまり開拓さ
れていない。この原因は以下述べる様に主として
製造コストが高くつくことにある。 現在入手出来る高強度高弾性の炭素繊維の原料
が特殊な製造法及び紡糸法によつて製造されたポ
リアクロニトリル繊維が主であることが知られて
いるが、このアクリル繊維は炭素繊維の前駆体と
して高価であるばかりでなく、この前駆体からの
炭素繊維の収率が45％以下で極めて悪い、このこ
とが優れた炭素繊維を製造する処理工程を複雑に
し、最終製品の炭素繊維の製造コストを益々高め
ることになつている。 高強度高弾性炭素繊維を安価に製造する方法と
して、40％乃至90％のメソフエーズを含有するピ
ツチから製造する方法が米国特許4005183号に記
載されており、メソフエーズが高強度高弾性炭素
繊維用の原料として優れた原料であることは公知
である。又特開昭53―86717号の公報に記載され
ている様に不活性ガスとして窒素、アルゴンキセ
ノン、ヘルミウム、スチーム等を使用して、メソ
フエーズを含有するピツチを製造することも公知
の事実である。しかしかゝる公知の高強度高弾性
炭素繊維を製造する方法は製造コストがいずれも
高い。上製造に時間がかゝる。 本願発明者は研究を実施した結果、極めて安価
な石油系及びタール系ピツチを原料として20％乃
至60％のメソフエーズを含有する加熱生成ピツチ
を製造する場合原料を360℃乃至420℃に加熱処理
の原料ピツチ中に既に混在する揮発留分及び副生
する揮発性のメソフエーズ生成妨害物質を反応系
から特に効率良く迅速に除去するため、非酸化性
ガスをキヤリヤーガスとして使用し、前述の揮発
性物質を追い出して非酸化性気流下、加熱処理反
応を円滑に進めると同時に加熱処理時間を短縮し
得ることを見付けて本発明を完成した。 一般に石油系及びタール系ピツチを380℃乃至
440℃で加熱処理して好ましい量のメソフエーズ
を含有する加熱生成ピツチを製造するためには通
常２時間乃至60時間を必要とする。この時間を短
縮するため加熱処理温度として出来るだけ高めの
処理温度420℃乃至440℃を採用して処理時間も２
時間乃至20時間にすると生成されたメソフエーズ
は平均分子量が大きくなつて、妨糸性が悪くな
る。従つて妨糸性の良いメソフエーズを含有する
ピツチを製造するための好ましい加熱温度は390
℃乃至410℃で、この温度条件では加熱時間は６
時間乃至40時間を必要とする。しかしこの温度条
件で非酸化性ガスを２乃至10／Kg分使用して加
熱処理して原料中既に混在する揮発留分及びメソ
フエーズ生成のためには妨害となる揮発性の副生
留分を選択的に効率良く反応系から除去すると加
熱時間を２時間乃至６時間程度に極めて短縮し得
ると同時に反応を円滑に進めることができる。 尚、非酸化性ガスとして使用出来るものは、上
記の加熱処理条件下でキヤリヤーガスとしてその
性能を発揮出来るものであるが、メタン、エタ
ン、プロパン、ブタン等炭素数の少ない炭化水素
沸点が低く重質化しないナフサ留分等であるが経
済的に最も優れているガスとしては原料を加熱処
理して副生するドライガス（主として炭素数の少
ない炭化水素の混合物）を挙げることができる。
しかも非酸化性ガスは特開昭53―86717の不活性
ガスの場合に比較して、その理由は良くわかつて
いないが（多分原料ピツチとのなじみと考えられ
るが）ガスの使用量が少なくなり処理時間が短く
なることが判明した。メソフエーズの含有量の分
析はキノリン不溶分（Q1）で実測し、キノリン
可溶分（QS）はキノリン（80℃）によつて測定
した。 実施例 １ 減圧軽油の熱接触分解（FCC）によつて副生
されるB.P.380℃〜384℃以上の残渣炭素物質を非
酸化性気流下で400℃に２時間加熱処理し、前駆
体ピツチを製造し更らにこの前駆体を次の加熱処
理条件で処理した。 前駆体の収率は54％であつた。次に得られた前
駆体を次の加熱処理条件で処理した。 尚、前駆体の製造に於て前駆体を加熱処理に使
用する非酸化性気流として加熱処理反応で副生す
るドライガスを循環使用した。
【表】
【表】
実施例 ２
ナフサの熱分解によつて副生されるB.P.200℃
以上の残渣炭素物質を次の条件で処理した。尚、
非酸化性気流としてプロパンガスを利用した。
以上の残渣炭素物質を次の条件で処理した。尚、
非酸化性気流としてプロパンガスを利用した。
【表】
【表】
【表】
×分
Claims (1)
- １ 石油系又はタール系ピツチをキヤリヤーガス
を通気してピツチ中に混在する揮発留分を追出し
て高強度高弾性炭素繊維用の原料としてのメソフ
エーズを含有するピツチの製造法に於いて、上記
キヤリヤーガスとしてプロパン、プタン、又はそ
れらの混合物、又は沸点が低く重質化しないナフ
サ留成又は原料を加熱処理して副生する主として
炭素数の少ない炭化水素の混合物であるドライガ
スを使用して原料ピツチ中に既に混在する揮発留
分及び加熱処理中に副生する揮発留分を追い出す
ことを特徴とするメソフエーズを含有するピツチ
の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1552082A JPS58134176A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | キヤリヤ−ガスを使用するメソフエ−ズピツチを含有するピツチの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1552082A JPS58134176A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | キヤリヤ−ガスを使用するメソフエ−ズピツチを含有するピツチの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58134176A JPS58134176A (ja) | 1983-08-10 |
| JPS6154352B2 true JPS6154352B2 (ja) | 1986-11-21 |
Family
ID=11891085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1552082A Granted JPS58134176A (ja) | 1982-02-04 | 1982-02-04 | キヤリヤ−ガスを使用するメソフエ−ズピツチを含有するピツチの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58134176A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62178867U (ja) * | 1986-05-01 | 1987-11-13 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2462369C2 (de) * | 1973-12-11 | 1984-05-17 | Union Carbide Corp., New York, N.Y. | Verfahren zur Herstellung eines Mesophase enthaltenden Pechs |
| US3974264A (en) * | 1973-12-11 | 1976-08-10 | Union Carbide Corporation | Process for producing carbon fibers from mesophase pitch |
| JPS5455005A (en) * | 1977-10-12 | 1979-05-01 | Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd | Cracking of heavy hydrocarbons to lighter grade |
| US4303631A (en) * | 1980-06-26 | 1981-12-01 | Union Carbide Corporation | Process for producing carbon fibers |
-
1982
- 1982-02-04 JP JP1552082A patent/JPS58134176A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62178867U (ja) * | 1986-05-01 | 1987-11-13 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58134176A (ja) | 1983-08-10 |
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