(57)【要約】  コールタール蒸留物から生成され、低い軟化点と高い炭素値とを有するとともにキノリン不溶分を実質的に含まない高コークス化値を有するピッチが開示される。このピッチは、炭素及びグラファイト製品製造用の含浸剤又はバインダーとして用いられる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピッチを生成する方法であって、
ａ）沸点範囲が少なくとも２７０℃から始まるコールタール蒸留物を圧力下で加熱してタールを取得する工程と、
ｂ）前記タールを蒸留して、コークス化値が少なくとも５５％で且つ軟化点が１４０℃よりも低く、キノリン不溶分含有量が約０．５重量％よりも小さいピッチを生成する工程と、
を含むことを特徴とするピッチを生成する方法。
【請求項２】
前記沸点範囲が約３１５℃で始まることを特徴とする請求項１に記載のピッチを生成する方法。
【請求項３】
前記工程ａ）の前記圧力が約０．３４５ＭＰａ（ｇ）以上約０．８３ＭＰａ（ｇ）以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のピッチを生成する方法。
【請求項４】
前記工程ａ）の前記コールタール蒸留物を約４００℃以上約５２５℃以下の温度にまで加熱することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のピッチを生成する方法。
【請求項５】
炭素及びグラファイト製品に含浸されるピッチであって、
軟化点が約９０℃以上約１４０℃以下であり、且つ改良コンラドソン炭素コークス化値が約５５％以上約７０％以下であり、且つキノリン不溶分含有量が約２重量％よりも少ないピッチが含まれている
ことを特徴とする炭素及びグラファイト製品に含浸されるピッチ。
【請求項６】
前記キノリン不溶分の濃度が約１％よりも低いことを特徴とする請求項５に記載の炭素及びグラファイト製品に含浸されるピッチ。
【請求項７】
炭素及びグラファイト製品用のバインダーピッチであって、
軟化点が約９０℃以上約１４０℃以下であり、且つ改良コンラドソン炭素コークス化値が約５５％以上約７０％以下であり、且つキノリン不溶分含有量が約１５重量％よりも少ないピッチが含まれている
ことを特徴とする炭素及びグラファイト製品用のバインダーピッチ。
【請求項８】
前記キノリン不溶分の濃度が約５％よりも低いことを特徴とする請求項７に記載の炭素及びグラファイト製品用のバインダーピッチ。
【請求項９】
ピッチを生成するための連続法であって、
ａ）沸点範囲が２７０℃から始まるコールタール蒸留物を、該コールタール蒸留物が反応炉内を流れている間に圧力下で約４５０℃以上の温度にまで加熱して、タールを取得する工程と、
ｂ）前記タールを蒸留して、コークス化値が少なくとも５５％で且つ軟化点が１４０℃よりも低く、キノリン不溶分含有量が約０．５重量％よりも小さいピッチを生成する工程と、
を含むことを特徴とするピッチを生成するための連続法。
【請求項１０】
前記コールタール蒸留物の沸点範囲が約３１５℃から始まることを特徴とする請求項９に記載のピッチを生成する方法。
【請求項１１】
前記工程ｂ）の前記コークス化値が、改良コンラドソン炭素コークス化値約５５％以上約７０％以下であることを特徴とする請求項９に記載のピッチを生成するための連続法。
【請求項１２】
前記工程ｂ）の前記軟化点が約９０℃以上約１４０℃以下であることを特徴とする請求項９に記載のピッチを生成するための連続法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（行政機関の関心）
本発明は、米国エネルギー省の支援によるアワード番号ＤＥ−ＦＣ２６−０３ＮＴ４１８７４に基づき行われたものである。アメリカ合衆国政府は本発明に関し一定の権利を有する。しかしながら、本明細書に記載される意見、発見、結論、又は提案は発明者のものであり、必ずしも米国エネルギー省の考えを反映するものではない。
【０００２】
本発明は、炭素及びグラファイト製品を製造するための含浸剤又はバインダーとして有用なピッチを、コールタール蒸留物から製造する方法に関する。より詳細には、本発明は、高い改良コンラドソン炭素値（modified Conradson carbon (MCC)）を有する一方でキノリン不溶分をほぼ含有しないピッチに関する。本発明は、コールタール蒸留物から生成される新規のピッチをさらに有する。
【背景技術】
【０００３】
炭素体及びグラファイト体は多孔質であり、炭素又はグラファイトから作られる多くの製品においては、多孔率を低下させて強度を増すために重合体樹脂又はピッチなどの適切な含浸剤が含浸される炭素又はグラファイトの在庫を必要とする。樹脂は固有な不利点が存在し、即ち樹脂の多くは粘性が高く、収率が低く、反応性が高く、さらに炭化中に過度に収縮してガラス質の非グラファイト化炭素を形成する。炭素電極においては、含浸剤としてピッチを用いることが一般的である。ピッチは、通常コールタール又は石油タールを熱処理することで生成される多核芳香族化合物の複合化合物である。ピッチは、大気温度においては固体であるが、実際には温度の上昇と共に液体へと徐々に軟化するガラスの様な物質である。
【０００４】
一般的には、コールタールは石炭をコークスへと分解蒸留する過程で生成され、コールタールはこのプロセスの副生成物である。石炭からコークスへの分解蒸留を介してコールタールが得られると、このコールタールは蒸留により複数の留分に分離される。蒸留プロセスの残留物は商業的に有用なピッチであり含浸用ピッチ又はバインダーピッチとして利用可能である。
【０００５】
石炭のコークス化作業中、石炭粒子、熱分解炭素及び無機灰から構成される不溶解性の固形物が生成されてコールタールの中に入る。より詳細には、石炭の分解蒸留から間接生成物として得られるコールタールには、気相炭化により又は石炭キャリーオーバーの結果として形成される不溶解性の炭素質の固形物が含まれる。キノリン不溶分（ＱＩ）として知られるこれらの物質は、その後タールからピッチへの蒸留において凝縮する。ＱＩ固形物は、溶解したピッチが含浸中に炭素体の孔の中に入ることを妨げる。また、このＱＩ固形物は、ピッチの炭化中に大分域メソフェーズピッチの成長を抑制して最終的なグラファイト製品の性質を低下させる。
【０００６】
含浸剤として使用する場合、ピッチのＱＩ含有量は低くあるべきであり、典型的には２％よりも低く、好ましくは１％よりも低くあるべきである。含浸剤として実際に有用とされるために、ピッチの軟化点は９０℃以上１２０℃以下に維持される。ピッチの軟化点が高いと含浸するときに過剰な温度が必要となり含浸用ピッチとしての応用が制限されることとなる。
【０００７】
それらの性質を有する最新の市販のピッチの炭素収率は４０％以上５０％以下である。含浸用ピッチにおいては炭素収率を最大限にすることが望ましいものの、これは軟化点を過剰レベルにまで上げることでのみ達成される。
【０００８】
「工業産業芳香族化学」、Ｈ．Ｇ．Ｆｒａｎｃｋ及びＪ．Ｗ．Ｓｔａｄｅｌｈｅｆｅｒ著、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ編集、（１９８７）、３７９頁に記載されるように、グラファイト電極用の典型的なコールタール含浸用ピッチのＱＩ含有量は２％であり、改良コンラドソン炭素残留分（ＭＣＣ）値(Modified Conradson Carbon value)は３８％である。
【０００９】
Ｍ．Ｄ．Ｋｉｓｅｒらによる米国特許第６，８２７，８４１号に記載されるように、軟化点が１１８から１２４℃である、含浸剤として適切な石油ピッチのＭＣＣ値は約４９％である。軟化点が１１２℃の低ＱＩピッチが、Ｌ．Ｒ．Ｒｕｄｎｉｃｋら（Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｅｃ．Ｄｉｖ．ｏｆ  Ｆｕｅｌ  Ｃｈｅｍ．２００６，５１）により生成され、このピッチの炭素収率は４７％以上５１％以下であった。
【００１０】
バインダーピッチにおいては、ピッチの中により多くのＱＩを盛り込むことで炭素収率が増加する。例えば、工業産業芳香族化学の中に記載されるように、電極のためのバインダーピッチの典型的な性質は１０％がＱＩであり炭素収率は５６％である。しかしながら、前述したように、ＱＩのレベルが高いとピッチにより生成された炭素のグラファイト化が減少し、グラファイト電極の電気抵抗率が上昇する。
【００１１】
一般的に、ＭＣＣ試験に基づく含浸用ピッチのコークス化値は４０％以上５０％以下である。典型的には、含浸用ピッチは室温において固体であり含浸に適した粘性の低い液体へと変化させるために予め加熱する必要がある。典型的な炭素及びグラファイト電極用の含浸剤として商業的に有用であるためには、ピッチの軟化点は１４０℃以下とされるべきである。ピッチ含浸剤を添加する前に予め高温となるまで加熱することも従来行われている。電極は、その後、グラファイト電極中の含浸剤を固体化させるために冷却される。炭素体又はグラファイト体にピッチを含浸させた後、これを焼き直して含浸剤を炭化させる。
【００１２】
グラファイト又は炭素製品に含浸させるのに利用可能な異なる種類のピッチを記述するために様々な特徴が用いられる。これらの特徴には、ＭＣＣ法により測定されるピッチのコークス化値、キノリン不溶分の割合、及びコールタールピッチの軟化点が含まれる。軟化点はＡＳＴＭ標準Ｄ３１０４に基づく方法により測定され、該軟化点は通常、特定のコールタールピッチが所定の試験条件下で軟化し始める時の温度として定義される。ＭＣＣ値は標準手順ＡＳＴＭ  Ｄ−２４１６に基づき決定され、ＱＩ量はＡＳＴＭ  Ｄ−２３１８に基づく方法により測定される。
【００１３】
異なる応用のためのさまざまな特徴を有するピッチを生成するためにさまざまなプロセスが開発されている。例えば、Ｈａｙｗｏｏｄらによる米国特許第４，０９６，０５６号には石油をピッチに変換する方法が開示されており、この中で生成されたピッチの軟化点は約１３５℃である。さらに、米国特許第４，０９６，０５６号は酸素処理について記載している。
【００１４】
Ｋｉｓｅｒら（米国特許第６，８２７，８４１号）はピッチを生成するためのブレンド成分としてバイオディーゼルを用いることを記載している。
【００１５】
米国特許第４，９３１，１６２号のなかで、Ｒｏｍｉｎｅは、メソフェーズ形成樹脂を含まない蒸留物を芳香族の原料から蒸留することにより得られる炭素加工品の製造に適したクリーンなピッチを生成することを記載している。この蒸留物を加熱することにより、メソフェーズを含有せず且つメソフェーズ形成樹脂を含有する加熱された蒸留物(heat soaked distillate)が得られる。加熱された蒸留物は不活性ガス散布を用いてさらに加熱され、炭素繊維の製造に適するメソフェーズピッチへと変換される。
【００１６】
米国特許出願公開番号２００４０２３２０４１号のなかで、Ｋｉｓｅｒらは、水素化処理を用いて、軟化点が１２１℃、改良コンラドソン炭素収率が５１％である低硫黄ピッチを生成することを記載している。
【００１７】
Ｌｅｗｉｓ（米国特許第５，５０１，７２９号）は、炭素体又はグラファイト体のための、ピッチベースの含浸剤及び含浸法を請求している。具体的には、上記米国特許第５，５０１，７２９号には、比較的低い温度で熱硬化するピッチと重合性液体との混合物が記載されている。
【００１８】
Ｓａｖｅｒらは米国特許第７，０３３，４８５号のなかで、キノリン不溶分を実質的に含有しない軟化点の高いコールタールピッチを製造するための蒸発蒸留を用いる方法を記載している。この方法においては、コールタールピッチ、石油ピッチ、又はそれらの組み合わせのうちの何れかが蒸発蒸留のための原料として用いられる。
【００１９】
しかしながら、従来技術のプロセスにより生成されたコールタールピッチは、炭素及びグラファイト電極への含浸のための良好な性質の組み合わせを有していない。ピッチは、一般的に、キノリン不溶分を実質的に含有せず、炭素収率が十分でなく、且つピッチの軟化点も十分に低くない。さらに、ピッチを生成するために石油を用いることは石油価格の上昇傾向に伴いより不利なものとなりつつある。
【００２０】
したがって、十分低い軟化点を有し且つキノリン不溶分を実質的に含有しない、コールタールから生成される高コークス化値を有するピッチが、所望される。事実、グラファイト又は炭素製品に含浸させるコールタールから生成されるピッチの使用においては、従来技術で予想されるものよりも高いコークス化値と十分に低い軟化点とを含む特徴の組み合わせが必要であることが分かっている。またそのようなピッチ材料を生成するためのプロセスも所望される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
ユニークな特徴の組み合わせを有するこのユニークな組み合わせを有することによりグラファイト又は炭素製品に含浸させるのに有用となる、コールタール蒸留から得られるピッチが、本明細書に記載される。開示されるピッチは、キノリン不溶分量、軟化点、及び炭素収率に関する特徴の組み合わせであってこれまでに見られなかった特徴の組み合わせを示す。また、コールタール蒸留物原料からメソフェーズピッチを生成するための具体的なプロセスはユニークなプロセス条件を使用することにより、軟化点が９０℃以上約１４０℃以下である等方性ピッチが得られる。
【００２２】
より詳細には、本願発明の炭素ピッチのＭＣＣ法により測定された炭素収率は約５５％以上約７０％以下である。キノリン不溶分を実質的に含まないその他のピッチと比べてこの値は非常に高い相対ＭＣＣ値であることから、グラファイト及び炭素製品に含浸させるものとして一層適している。比較して言えば、同様の軟化点約９０℃以上１４０℃以下を有する石油ピッチのＭＣＣ値は約４０％以上約５５％以下であるだろう。さらに、開示されるピッチ製造プロセスを用いて得られる高いコークス化値は、特にキノリン不溶分を実質的に含まないにもかかわらず、キノリン不溶分を多く含むコールタールバインダーピッチに匹敵する。
【００２３】
一実施形態においては、高い沸点範囲を有するコールタール蒸留物を軟化点が約９０℃以上約１４０℃以下の等方性ピッチへと変換することにより、ピッチが生成される。コールタール蒸留物をピッチへと変換する処置には、約５０ｐｓｉｇ（０．３４５ＭＰａ（ｇ））以上約１２０ｐｓｉｇ（０．８３ＭＰａ（ｇ））以下の圧力下で、コールタール蒸留物を熱処理（温度約３５０℃以上（一実施形態においては熱処理は温度３５０℃以上４４０℃未満で実施される））して、タールを生成する。本発明の少なくとも一つの実施形態において、熱処理により、高沸点蒸留物中の分子量が比較的低い成分が重合してピッチ中に見られるより大きな分子となる。用いられる圧力は、熱処理中に蒸留物のバルクを液体状態に維持するのに十分なものであり、蒸留物成分の揮発を防止する。続いて、加圧熱処理の結果得られるタールを真空又は不活性ガス散布を用いて蒸留することにより、適切な軟化点及び比較的高いコークス収率性を有する、固形を含まないピッチが得られる。
【００２４】
新規のピッチを生成するためには、高沸点範囲を有するコールタール蒸留物を、約５０ｐｓｉｇ（０．３４５Ｍｐａ（ｇ））以上約１２０ｐｓｉｇ（０．８３ＭＰａ（ｇ））以下の圧力下で４００℃以上の温度で熱処理することが有利である。その後、蒸留することにより、コークス化値が約５５％以上約７０％以下で且つ軟化点が約９０℃以上約１４０℃以下であるピッチが生成される。
【００２５】
よって、本発明の目的は、軟化点が約９０℃以上約１４０℃以下で且つコークス収率が約５５％以上約７０％以下である、コールタール蒸留物から得られるピッチを提供することである。
【００２６】
本発明の別の目的は、グラファイト製品又は炭素製品への含浸に使用することを可能とする特徴を有するピッチを提供することである。
【００２７】
本発明のさらに別の目的は、グラファイト又は炭素製品を製造するためのバインダーピッチとして使用することを可能とする特徴の組み合わせを有する有利なピッチを生成するためのプロセスを提供することである。例えば、一実施形態においては、本発明のピッチのキノリン不溶分は約１５重量％未満である。さらに別のより好ましい実施形態においては、ピッチ中のキノリン不溶分の濃度は約５％未満である。さらに別の実施形態においては、ピッチのキノリン不溶分濃度は約２％未満である。
【００２８】
本発明のさらに別の目的は、熱処理工程と加圧工程との両方を用いる、高沸点範囲を有するコールタール蒸留物からピッチへの変換を含む新規のピッチを生成するプロセスを提供することである。
【００２９】
これらの側面及び以下の記載から当業者に明らかとなるその他の側面は、高沸点範囲のコールタール蒸留物を提供してコールタールを約５０ｐｓｉｇ（０．３４５ＭＰａ（ｇ））以上約１２０ｐｓｉｇ（０．８３ＭＰａ（ｇ））以下の圧力下で熱処理することを含む工程において、該コールタール蒸留物をピッチへと変換した後、結果として得られるタールを蒸留することにより、達成される。好ましい実施形態においては、結果として得られるピッチのＭＣＣ炭素収率は約５５％以上約７０％以下であり、且つ軟化点は約９０℃以上約１４０℃以下、好ましくは１１０℃以上１３０℃以下である。
【００３０】
ユニークなピッチは、キノリン不溶分を実質的に含有しないが、ＭＣＣ値は、同様の軟化点を有するキノリン不溶分高含有コールタールバインダーピッチに関する値と同様である。有利には、新規のピッチはキノリン不溶分を実質的に含まないのでコールタール蒸留物から得られるピッチの性質に悪影響を及ぼす固形の残留物を含まない。
【００３１】
以上の全般的な記載及び以下の詳細な記載の両方により本発明の実施形態が提供されるとともに、特許請求の範囲に記載される本発明の性質及び特徴についての理解の概観及び枠組みを提供することが意図される。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
固形物を実質的に含まず且つ高いコークス化値を有するピッチを開示されるプロセスにより生成するための出発材料として用いられるコールタール蒸留物が、コールタールを蒸留することにより得られる。コールタールは、石炭から治金コークスを生成するために用いられるコークス化プロセスにより生成される。さらに、石炭からコールタールを生成することは高温分解蒸留プロセスであり、このプロセスにより瀝青炭がコークスとコールタールとに変換される。
【００３３】
石炭の分解蒸留から間接生成物として得られるコールタールには、気相炭化により得られる又は石炭キャリーオーバーの結果として得られる不溶解性の炭素質固形物が含まれる。また、後続のコールタールの蒸留において、腐食を防ぐためにアルカリ性の材料をコールタールに添付してもよい。
【００３４】
コールタールを蒸留すると、コールタールは少なくとも二つの生成物に分離され、重い残留生成物がコールタール蒸留物としての間接生成物を含むコールタールピッチ残留物に相当する。コールタールの蒸留の一実施形態においては複数の蒸留塔が利用され、コールタールがコールタールピッチと異なる沸点範囲を有するさまざまなコールタール蒸留物とに分離される。
【００３５】
結果として得られるコールタールピッチ残留物及びコールタール蒸留物は、蒸留プロセス、プロセス条件、及び出発コールタール材料に依存するさまざまな沸点範囲を有するという特徴を持つ。コールタール蒸留物の沸点範囲は分子量構成に関連し、蒸留物のうち沸点のより高い部分は高分子量成分含有率が高い。
【００３６】
石油原料を分解することにより芳香族残留物が生成されるのと同様に、コールタールを蒸留することにより生成されるコールタール蒸留物は多環縮合芳香族を多く含む。具体的には、コールタール蒸留物の元素炭素の重量パーセンテージは約８５％以上約９５％以下であり、元素水素の重量パーセンテージは約３％以上約８％以下である。コールタール蒸留物のその他の元素成分には、窒素、酸素、及び硫黄、しかしこれらに限定されない、が含まれる。
【００３７】
本発明のピッチを生成する第一の工程として、比較的高い沸点範囲を有するコールタール蒸留物を選択する。高温沸点範囲を有するコールタール蒸留物には、沸点範囲が典型的に約２７０℃以上３１５℃以下で始まる軽質クレオソート油、沸点範囲が典型的に約３１５℃以上３５５℃以下で始まる中質クレオソート油、及び沸点範囲が典型的に約３５５℃から始まる重質クレオソート油などの材料が含まれる。高沸点範囲を有するコールタール蒸留物の大気圧における沸点範囲は、少なくとも約２７０℃、好ましくは約３１５℃、そしてより好ましくは約３５５℃から始まるべきである。
【００３８】
含浸剤としての利用を制限するとともに大分域メソフェーズピッチの成長を抑制するキノリン不溶分を実質的に含まない高沸点範囲コールタール蒸留物が選択されるべきである。従来技術において周知のとおり、キノリン不溶分は、典型的には、炭化又はコークス化のプロセス中にコールタール中に存在する固体粒子として定義され、これらの粒子を含むピッチの能力の質を下げ得る。不溶分には、石炭粒子、直径が約１ミクロンよりも小さい微細な炭素質固形物、及び無機灰が含まれる。そのようにして、任意的に、キノリン不溶分を実質的に含まないコールタール蒸留物を開示されるプロセスに利用することができ、コールタール蒸留物は約０．５重量％未満のキノリン不溶分を含むべきであり、より好ましくは約０．１重量％未満のキノリン不溶分を含むべきである。
【００３９】
キノリン不溶分を実質的に含まない沸点範囲の比較的高いコールタール蒸留物（例えば沸点範囲が少なくとも２７０℃から始まるもの、場合により約３１５℃から始まるもの、又は３５５℃から始まるものでもよい）を選択した後、圧力と熱の両方が適用されるコールタール蒸留物の変換工程を実施する。一例においては、蒸留物は初期の沸点範囲が３５５℃以上で始まる重質クレオソート油である。蒸留物材料は、約４００℃以上約５２５℃以下の温度に保たれ、好ましくは約４１０℃以上約４７５℃以下に保たれ、より好ましくは約４２０℃以上約４４０℃以下保たれる。蒸留物材料の温度が上記温度に到達した後、コールタール蒸留物を、約１時間から約７時間、好ましくは約３時間から約７時間、より好ましくは約５時間の間、その温度に保つ。さらに、プロセスは、このコールタール蒸留物材料の熱処理の間、約５０ｐｓｉｇ（０．３４５ＭＰａ（ｇ））以上約１２０ｐｓｉｇ（０．８３ＭＰａ（ｇ））以下の比較的高いシステム圧力を適用することを含む。好ましくは、システム圧力を、約７０ｐｓｉｇ（０．４８ＭＰａ（ｇ））以上約１００ｐｓｉｇ（０．６９ＭＰａ（ｇ））以下に保つ。加熱の速度は特には限定しないが、有効と考えられる一つの加熱速度は、一時間当たり約１℃から一時間当たり約１０℃の割合での温度上昇である。
【００４０】
あるいは、本発明のプロセスは連続的なプロセスとして実施されてもよく、コールタール蒸留物は、流水式装置を用いて処理され、より高い温度（少なくとも約４００℃のオーダー、より好ましくは約４５０℃から約５２５℃以上）にさらされるとともに、重合させてタールにするための必須条件と一致する圧力にさらされる。
【００４１】
比較的高い圧力下で実施されるコールタール蒸留物のこの熱処理の後、真空又は不活性ガス散布を用いて結果として得られる材料を蒸留する。蒸留残留物には含浸剤又はバインダーとしての使用に適した等方性ピッチが含まれる。軽質蒸留生成物にはより軽い分子量の炭化水素が含まれ、これらは収集されてその他の様々な応用に利用される。
【００４２】
結果として得られるピッチは、炭素及びグラファイト製品用の商業用含浸剤又はバインダーとしての使用に適した比較的低い軟化点と高い炭素収率とを両方そなえるユニークな組み合わせを有する。ピッチの軟化点又は軟化温度はその分子量構成に関係し、一般的に大きな分子量を有する成分が多く存在すると軟化温度は上昇する。ピッチをその軟化点によってある程度特徴づけることは当該分野において一般的である。
【００４３】
一般的に軟化温度を決定する方法は様々であり、これらの異なる方法により測定された温度は互いに若干異なる。
【００４４】
メトラー軟化点手順はピッチを評価する基準として広く認められている。具体的には、メトラー軟化点手順は、ピッチの少量サンプルを取り、このサンプルをメトラー軟化点装置上に配置されたコップの中に入れることを含む。サンプルはその後、一分間に約２℃の割合でサンプルの粘性が約１０，０００ポアズとなるまで加熱される。この手順はＡＳＴＭ  Ｄ−３４６１に記載されている。
【００４５】
一般的に、当該技術分野で周知のように、高温炭化熱処理した後にピッチから得られるコークスの重量パーセントを測定するＭＣＣ法を用いて、コークス化値が測定される。炭素及びグラファイト製品用の含浸剤の形成及び炭素及びグラファイト製品製造における使用において、コークス化値が高いことが有利である。コークス化値が高いことは、グラファイト又は炭素電極中に存在するコークスの量が多いことに対応する。最終炭素製品中のコークスの量がこの様に多いことは、グラファイト電極を製造する場合に有利であり、理由として、製品密度及び強度が高くなる結果となることが挙げられる。より高い炭素収率もまた処理の点で有利であり、理由として、含浸プロセス中に用いられるサイクルの数を減少させることができることが挙げられる。ピッチのＭＣＣ値は、標準手順ＡＳＴＭ  Ｄ−２４１６を用いて測定される。
【００４６】
上記のプロセスで生成されたピッチは、軟化点が約９０℃以上約１４０℃以下で且つＭＣＣ値が約５５％以上約７０％以下であるべきである。
【００４７】
以下に本発明の例を記載するが、これは本発明の範囲を制限するものではない。
【００４８】
例
沸点範囲が３５５℃よりも大きな温度で始まる高沸点範囲を有するコールタール蒸留物（重質クレオソート油として知られている）を、非酸化気体とともに約１００ｐｓｉｇで加圧された反応炉内で、４３０℃以上４３５℃以下の温度で五時間熱処理した。結果として得られたタールを反応炉から収集し、続いて不活性ガス散布を用いて蒸留して等方性ピッチを生成する。ピッチの軟化点は約１２８℃であることがわかった。ＭＣＣ法による測定から、ピッチのコークス化値は約６１．４％であった。比較例を挙げると、キノリン不溶分を実質的に含まないアッシュランド石油ピッチの、同様の軟化点約１２８℃におけるＭＣＣ値は、約５２％以上約５４％以下であろう。
【００４９】
高沸点範囲を有するコールタール蒸留物から得られるピッチは、一般的な炭素及びグラファイト製品の両方の製品用の含浸剤あるいはバインダーとしての優れた候補であろう。上記のとおり、高沸点範囲を有するコールタール蒸留物前駆物質を用いる加圧熱処理及び蒸留プロセスにより、従来にない軟化点と炭素収率との良好な組み合わせを有する、ユニークな分子量を有するピッチ組成物が生成される。
【００５０】
結果的に、開示されたプロセスを実施することにより、これまで認識されていなかった特徴を有するピッチが生成された。このピッチは、キノリン不溶分を実質的に含有せず、且つ高いコークス化値と低い軟化点とから示される非常に有利な特徴を有する。
【００５１】
さらに、本発明は、高沸点範囲を有するコールタール蒸留物を、キノリン不溶分含有量が約０．５重量％で且つ低い軟化点と高い炭素収率との両方からなる特徴を示すピッチに変換する方法を含む。
【００５２】
本出願に引用される全ての特許及び発行物の記載の全てが本明細書に参照することで盛り込まれる。
【００５３】
本明細書の記載は、当業者が本発明を実施することを可能とするものである。当業者にとって本明細書から明確となる可能なバリエーション及び変更の詳細を記載することは意図していない。しかしながら、そのようなバリエーション及び変更は全て特許請求の範囲の項に記載される本発明の範囲内に含まれる。特許請求の範囲の項の記載は、特に記載の無い限り、本発明の目的を達成するために有効な任意の配置又は順番における構成要素及び工程をカバーすることを意図している。
【国際調査報告】
2011521072.tif 000002
2011521072.tif 000003