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特表2024-512736芳香族原料由来のメソフェーズピッチ組成物、その製造方法及びその使用
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-19
(54)【発明の名称】芳香族原料由来のメソフェーズピッチ組成物、その製造方法及びその使用
(51)【国際特許分類】
C08G 10/02 20060101AFI20240312BHJP
【ＦＩ】
C08G10/02
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023560662
(86)(22)【出願日】2022-03-08
(85)【翻訳文提出日】2023-09-29
(86)【国際出願番号】 US2022019225
(87)【国際公開番号】W WO2022211986
(87)【国際公開日】2022-10-06
(31)【優先権主張番号】63/167,319
(32)【優先日】2021-03-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】509004675
【氏名又は名称】エクソンモービル ケミカル パテンツ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(74)【代理人】
【識別番号】100119013
【弁理士】
【氏名又は名称】山崎 一夫
(74)【代理人】
【識別番号】100123777
【弁理士】
【氏名又は名称】市川 さつき
(74)【代理人】
【識別番号】100111796
【弁理士】
【氏名又は名称】服部 博信
(74)【代理人】
【識別番号】100123766
【弁理士】
【氏名又は名称】松田 七重
(74)【代理人】
【識別番号】100228005
【弁理士】
【氏名又は名称】澤田 英之
(72)【発明者】
【氏名】ユ レンユアン
(72)【発明者】
【氏名】アルティンタス オズカン
(72)【発明者】
【氏名】メニート アンソニー エス
(72)【発明者】
【氏名】ダッカ ジハド エム
(72)【発明者】
【氏名】シュー テン
(72)【発明者】
【氏名】リウ イフェイ
(72)【発明者】
【氏名】フェルゲッリ デヴィッド ティー
(72)【発明者】
【氏名】コンテッロ ジョヴァンニ エス
【テーマコード（参考）】
4J033
【Ｆターム（参考）】
4J033DA02
4J033DA11
4J033DA12
4J033HA04
4J033HB01
4J033HB02
(57)【要約】
等方性ピッチ組成物を熱処理に付すことにより、メソフェーズピッチ組成物を得ることができる。メソフェーズピッチ組成物の製造方法は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物の、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度での熱処理による、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量、約１００°Ｃ以上の軟化点、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分を有するメソフェーズピッチ組成物の生成；熱処理による、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間での環化の誘導、１又は複数の５員環及び／又は６員環の形成を有してもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
各芳香族クラス間が少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理して、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を生成することを含む方法であって、熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環が形成される、方法。
【請求項2】
２以上の芳香族クラスのそれぞれが、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族である、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
置換芳香族が、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル三置換芳香族、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される、請求項２に記載の方法。
【請求項4】
２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化して１又は複数の６員環を形成し、続いて脱水素的芳香族化を行い、高芳香族性メソフェーズピッチ組成物を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
以下により等方性ピッチ組成物を生成する、請求項１に記載の方法：１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料を酢酸及び硫酸と混合して第一混合物を生成すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物を加熱すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物に対してホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドを添加して、反応生成物の組成物を含有する第二混合物を生成すること
；
第二混合物を濾過すること；及び
等方性ピッチ組成物を単離すること。
【請求項6】
等方性ピッチ組成物が、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
２以上の芳香族クラスのそれぞれが部分的に水素化された芳香族環を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
２以上の芳香族クラスのそれぞれが、ベンゼン、トルエン、キシレン（例えば、オルト－、メタ－、パラ－キシレン）、ナフタレン、１－メチルナフタレン、２－メチルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾピレン、ピセンコロネン（picenecoronene）、クリセン、テトラセン、ペンタセン、トリフェニレン、コランニュレン、ベンゾ［ｊ］フルオランセン、ベンゾ［ｃ］フルオレン、ペリレン、ベンゾ－ペリレン、オバレン、ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TM、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項9】
芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比が約１０：１から約１：１０までである、請求項５に記載の方法。
【請求項10】
芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比が１：３である、請求項５に記載の方法。
【請求項11】
芳香族原料：硫酸のモル比が約１：０．００１から約１：２０までである、請求項５に記載の方法。
【請求項12】
芳香族原料：硫酸のモル比が１：２である、請求項５に記載の方法。
【請求項13】
等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項14】
等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項15】
熱処理が熱浸漬及び／又は脱歴である、請求項１に記載の方法。
【請求項16】
脱歴が、室温から２８０°Ｃまでに及ぶ温度で、大気圧から７００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で、及び／又は約１時間から３時間までに及ぶ反応時間で実施される、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
脱歴のために使用する溶媒が、トルエン、へプタン、又は様々な比率でのこれら２つの組合せからなる群より選択される、請求項１５又は１６に記載の方法。
【請求項18】
熱処理が、大気圧から１，０００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項19】
メソフェーズピッチ組成物が、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき、約４０ｖｏｌ％から約１００％までに及ぶメソフェーズ含量を有する、請求項１２～１８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項20】
請求項１～１９のいずれか１項に記載のメソフェーズピッチ組成物を用いて調製される、繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブ。
【請求項21】
約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物であって、メソフェーズピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを有する等方性ピッチ組成物より生成され、
及び、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する、メソフェーズピッチ組成物。
【請求項22】
２以上の芳香族クラスのそれぞれが、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族である、請求項２１に記載のメソフェーズピッチ組成物。
【請求項23】
等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、請求項２１に記載のメソフェーズピッチ組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年３月２９日に出願された米国仮出願Ｎｏ．６３／１６７３１９の利益及び優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、同時出願されたＵＳＳＮ ６３／１６７，３５４、「芳香族原料由来の等方性ピッチ組成物、その製造方法及びその使用」の名称の仮特許申請に関連する。
本出願は、２０２１年３月２９日に出願された米国仮出願Ｎｏ．６３／１６７３１９の利益及び優先権を主張し、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、同時出願されたＵＳＳＮ ６３／１６７，３５４、「芳香族原料由来の等方性ピッチ組成物、その製造方法及びその使用」の名称の仮特許申請に関連する。
【0002】
分野
本開示は、芳香族炭化水素原料由来の合成等方性ピッチ組成物より製造されるメソフェーズピッチ組成物、その製造方法、及びその使用に関する。
本開示は、芳香族炭化水素原料由来の合成等方性ピッチ組成物より製造されるメソフェーズピッチ組成物、その製造方法、及びその使用に関する。
【背景技術】
【0003】
炭素繊維市場は過去１０年で著しく成長してきたが、これは、例えば自動車（例えば、ラゲージドア、ボンネット、フロントエンド、バンパー、ドア、シャーシ、リーフスプリング、ドライブシャフト等のサスペンジョンシステム等の車体部品）、航空宇宙（例えば航空機及び宇宙システム）、高性能水上船舶（例えばヨット及びローイングシェル）、航空機、スポーツ用品（例えば、ゴルフクラブ、テニスラケット、スキー板、スノーボード、ヘルメット、こぎ舟、又は水上スキー装備）、建設（非構造的及び構造的システム）、軍事（例えば、飛行型ドローン、装甲、装甲車両、軍用機）、風力発電産業、エネルギー貯蔵用途、防火材料、炭素－炭素複合材料、炭素繊維、並びに建築及び道路建設に用いられる多くの絶縁及び封止材料（例えばコンクリート）、タービンブレード、軽量シリンダー並びに圧力容器、沖合ロープ並びに掘削ライザー、医療等の幅広い産業からの需要増加に起因し得る。炭素繊維の非限定的な特性は、そのような材料を以下の高性能用途に適するものにする：高体積弾性率及び引張係数（炭素繊維の形態に依存する）、高電気伝導率及び高熱伝導率、高比重等。しかし、そのような材料が示す優れた特性にもかかわらず、炭素繊維のコストが高いことによりその用途及び広範な使用が制限される。このような理由から、低コストで炭素繊維を製造する技術の開発は、研究者及び主要な製造者にとって主な課題となっている。
炭素繊維の製造に適した重油ボトムより液晶又はメソフェーズピッチを製造するための信頼性のある低コストな工程は、石油化学産業における困難な課題とされており、高温及び高圧、長い滞留時間等の厳しい反応条件が要求される。加えて、非選択的な反応により、ピッチに加えて、軽油及びコークス等の広範囲の望まない生成物が生じる傾向にある。
特に、炭素繊維のための製品の品質及び純度における厳しい要求が、実現を困難にし続けている。炭素繊維の製造に適させるために、メソフェーズピッチは極微量の硫黄及び少量の固形ファインコンテンツを示さなければならいが、それらはいずれも石油ボトムから除くのが極めて困難である。ピッチ前駆体由来の優れた機械特性を有する高配向性炭素繊維は、石油化学産業における積年の目標とされてきた。メソフェーズピッチベースの炭素繊維の極めて高い引張係数は、親メソフェーズピッチにおける平面液晶構造を有する高配向性芳香族分子に起因する。豊富な芳香族留分を含む石油副産物が、共通してメソフェーズピッチの製造に使用されてきた。しかし、しばしば、そのような製造工程は、超酸（例えば、ＨＦ／ＢＦ3又はＡｌＣｌ3）の使用等の毒性があり且つ激しい条件を必要とする。その上、激しい酸性条件及び高純度ピッチ材料の製造の困難性により、今日の工程の幅広い適用が制限される。更に、ピッチベースの炭素繊維の機械特性は、前駆体のピッチ繊維の配向性及び均一性並びにピッチ自体の純度に依存する。
意図された用途（例えば、メソフェーズピッチ製造、炭素繊維製造等）のためのピッチ組成物前駆体の適合性を決定する因子は、例えば、軟化点、分子量、粘度、密度、融点、並びにこれらのパラメーターにより影響を受ける二次的な性能因子が含まれる。幅広い物理特性を有するピッチ組成物が様々なタイプの用途での使用に理想的であり得るが、現状、合成による高品質なメソトロピックピッチ組成物を製造する確固たる方法、特に所定の用途に特有のニーズに対応することが必要とされる構造的及びその他の物理特性を調整する能力を有するもの、が存在しない。
炭素繊維の製造に適した重油ボトムより液晶又はメソフェーズピッチを製造するための信頼性のある低コストな工程は、石油化学産業における困難な課題とされており、高温及び高圧、長い滞留時間等の厳しい反応条件が要求される。加えて、非選択的な反応により、ピッチに加えて、軽油及びコークス等の広範囲の望まない生成物が生じる傾向にある。
特に、炭素繊維のための製品の品質及び純度における厳しい要求が、実現を困難にし続けている。炭素繊維の製造に適させるために、メソフェーズピッチは極微量の硫黄及び少量の固形ファインコンテンツを示さなければならいが、それらはいずれも石油ボトムから除くのが極めて困難である。ピッチ前駆体由来の優れた機械特性を有する高配向性炭素繊維は、石油化学産業における積年の目標とされてきた。メソフェーズピッチベースの炭素繊維の極めて高い引張係数は、親メソフェーズピッチにおける平面液晶構造を有する高配向性芳香族分子に起因する。豊富な芳香族留分を含む石油副産物が、共通してメソフェーズピッチの製造に使用されてきた。しかし、しばしば、そのような製造工程は、超酸（例えば、ＨＦ／ＢＦ3又はＡｌＣｌ3）の使用等の毒性があり且つ激しい条件を必要とする。その上、激しい酸性条件及び高純度ピッチ材料の製造の困難性により、今日の工程の幅広い適用が制限される。更に、ピッチベースの炭素繊維の機械特性は、前駆体のピッチ繊維の配向性及び均一性並びにピッチ自体の純度に依存する。
意図された用途（例えば、メソフェーズピッチ製造、炭素繊維製造等）のためのピッチ組成物前駆体の適合性を決定する因子は、例えば、軟化点、分子量、粘度、密度、融点、並びにこれらのパラメーターにより影響を受ける二次的な性能因子が含まれる。幅広い物理特性を有するピッチ組成物が様々なタイプの用途での使用に理想的であり得るが、現状、合成による高品質なメソトロピックピッチ組成物を製造する確固たる方法、特に所定の用途に特有のニーズに対応することが必要とされる構造的及びその他の物理特性を調整する能力を有するもの、が存在しない。
【発明の概要】
【0004】
概要
ある実施形態において、本開示は、メソフェーズピッチ組成物の製造方法を提供する。前記方法は以下を有する：各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物の、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度での熱処理により、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を製造する；ここで、熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間での環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環を形成する。
ある実施形態において、本開示は、メソフェーズピッチ組成物を提供する。メソフェーズピッチ組成物は以下を有する：約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）；ここで、メソフェーズピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを有する等方性ピッチ組成物より製造され；並びに、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。
ある実施形態において、本開示は、メソフェーズピッチ組成物の製造方法を提供する。前記方法は以下を有する：各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物の、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度での熱処理により、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を製造する；ここで、熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間での環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環を形成する。
ある実施形態において、本開示は、メソフェーズピッチ組成物を提供する。メソフェーズピッチ組成物は以下を有する：約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）；ここで、メソフェーズピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを有する等方性ピッチ組成物より製造され；並びに、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。
【0005】
以下の図は、本開示の所定の態様を説明するために含まれており、唯一の構造とみなされるべきではない。開示される主題は、考えられる変性、変形、組合せ、並びに形態及び機能における同等を可能とし、それは当業者であって、本開示の利益を有する者が想到することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
発明の詳細な説明
本開示は、芳香族炭化水素原料由来の合成等方性ピッチ組成物より製造されるメソフェーズピッチ組成物、その製造方法、及びその使用に関する。特に、本開示は、芳香族炭化水素原料由来の前記等方性ピッチ組成物の酸を媒介する製造、その製造方法、及びその使用（例えば、炭素繊維製造のためのメソフェーズピッチへの変換）に関する。
上述した通り、様々な産業におけるピッチ、特に、例えば炭素繊維の製造に適したピッチのような高品質ピッチ、に対する需要が増加している。現状、高品質メソフェーズピッチ組成物の製造を可能とする合成の選択肢、特に所定の用途に特有のニーズを満たすためのピッチ組成物の構造、物理、及び機械特性を調整する能力を有するもの、が存在しない。
本開示は、化学及び石油産業における所定の豊富な製品（例えば、芳香族原料）が、その高品質メソフェーズピッチ組成物を形成するための適切な前駆体でありうることを実証する。より具体的には、本開示は、オリゴマー（例えば、二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、七量体等）含有等方性ピッチ組成物の製造のための原料として芳香族を活用し、ここで更に温和な反応条件（例えば、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度下；大気圧）下で熱処理に付してもよく、このようにして等方性ピッチ組成物中の各オリゴマー内での環化をもたらし、及び対応するメソフェーズピッチ組成物を形成する。ある例において、前記メソフェーズピッチ組成物は、脱水素化又は部分的に水素化され、反応生成物として、より高い芳香族性を有する対応するメソフェーズピッチ組成物を形成することができる。
驚くことに及び有利なことに、調整可能な特性及び制御された分子量分布（ＭＷＤ）を有するメソフェーズピッチ組成物は、十分に定義された高純度な等方性ピッチ組成物（例えば、約８０％以上の単離収率、例えば約９０％以上の単離収率、例えば１００％単離収率）の温和な熱処理（例えば、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度範囲での熱処理）により形成されてもよい。任意の理論又は機構に拘束されることなく、狭いＭＷＤの材料は、広いＭＷＤの材料と比較して、より高品質のメソフェーズピッチを生じ得ると信じられている。更に、温和な熱処理はコークス形成を顕著に防止し、その結果汚染問題を減らすことができる。特に、単離されたオリゴマー（すなわち、十分に定義された高純度な等方性ピッチ組成物）に対して、温和な熱処理でも、環化を、及びある場合において、従来のピッチ製造（例えば、典型的には約４５０°Ｃから約５５０°Ｃまでの範囲）よりも顕著に低温な温度範囲でピッチ組成物の芳香族化を誘導することができる。加えて、前記の温和な熱処理により製造されたメソフェーズピッチ組成物は、更に高い溶解ブレンド数（ＳＢＮ）（例えば、典型的には８０以上、例えば１００以上）を有する溶媒（例えばトルエン）を用いてメソフェーズ分子を濃縮するために加工してもよく、そうすることで、低いＳＢＮ（８０未満）と比較して、より高純度且つ高収率でメソフェーズを製造することができると信じられている。
本開示は、芳香族炭化水素原料由来の合成等方性ピッチ組成物より製造されるメソフェーズピッチ組成物、その製造方法、及びその使用に関する。特に、本開示は、芳香族炭化水素原料由来の前記等方性ピッチ組成物の酸を媒介する製造、その製造方法、及びその使用（例えば、炭素繊維製造のためのメソフェーズピッチへの変換）に関する。
上述した通り、様々な産業におけるピッチ、特に、例えば炭素繊維の製造に適したピッチのような高品質ピッチ、に対する需要が増加している。現状、高品質メソフェーズピッチ組成物の製造を可能とする合成の選択肢、特に所定の用途に特有のニーズを満たすためのピッチ組成物の構造、物理、及び機械特性を調整する能力を有するもの、が存在しない。
本開示は、化学及び石油産業における所定の豊富な製品（例えば、芳香族原料）が、その高品質メソフェーズピッチ組成物を形成するための適切な前駆体でありうることを実証する。より具体的には、本開示は、オリゴマー（例えば、二量体、三量体、四量体、五量体、六量体、七量体等）含有等方性ピッチ組成物の製造のための原料として芳香族を活用し、ここで更に温和な反応条件（例えば、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度下；大気圧）下で熱処理に付してもよく、このようにして等方性ピッチ組成物中の各オリゴマー内での環化をもたらし、及び対応するメソフェーズピッチ組成物を形成する。ある例において、前記メソフェーズピッチ組成物は、脱水素化又は部分的に水素化され、反応生成物として、より高い芳香族性を有する対応するメソフェーズピッチ組成物を形成することができる。
驚くことに及び有利なことに、調整可能な特性及び制御された分子量分布（ＭＷＤ）を有するメソフェーズピッチ組成物は、十分に定義された高純度な等方性ピッチ組成物（例えば、約８０％以上の単離収率、例えば約９０％以上の単離収率、例えば１００％単離収率）の温和な熱処理（例えば、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度範囲での熱処理）により形成されてもよい。任意の理論又は機構に拘束されることなく、狭いＭＷＤの材料は、広いＭＷＤの材料と比較して、より高品質のメソフェーズピッチを生じ得ると信じられている。更に、温和な熱処理はコークス形成を顕著に防止し、その結果汚染問題を減らすことができる。特に、単離されたオリゴマー（すなわち、十分に定義された高純度な等方性ピッチ組成物）に対して、温和な熱処理でも、環化を、及びある場合において、従来のピッチ製造（例えば、典型的には約４５０°Ｃから約５５０°Ｃまでの範囲）よりも顕著に低温な温度範囲でピッチ組成物の芳香族化を誘導することができる。加えて、前記の温和な熱処理により製造されたメソフェーズピッチ組成物は、更に高い溶解ブレンド数（ＳＢＮ）（例えば、典型的には８０以上、例えば１００以上）を有する溶媒（例えばトルエン）を用いてメソフェーズ分子を濃縮するために加工してもよく、そうすることで、低いＳＢＮ（８０未満）と比較して、より高純度且つ高収率でメソフェーズを製造することができると信じられている。
【0008】
本開示は、以下を有する方法を与える：各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物の、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度での熱処理により、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を製造する；熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環を形成する。１又は複数の６員環を形成するための２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間での環化は、その後高芳香族メソフェーズピッチ組成物を製造するために脱水素的芳香族化を続けてもよい。
芳香族クラスは、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族であってもよい。
等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有してもよい。
芳香族クラスは、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族であってもよい。
等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有してもよい。
【0009】
定義及び試験方法
本明細書中の発明の詳細な説明及び請求項中の全ての数値的な値は、示された値に関して「約」又は「およそ」により修正され、及び当業者に予想され得る実験的な誤差及び変動を考慮に入れる。別段明示されない限り、周囲温度（室温）は約２５°Ｃである。
本開示及び請求項で使用される限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈中で別に言及されない限り、複数形を含む。
用語「及び／又は」は、本明細書中で例えば「Ａ及び／又はＢ」のような表現で使用される場合、「Ａ及びＢ」、「Ａ又はＢ」、「Ａ」、及び「Ｂ」を含むことが意図される。
本開示及びそれに加えて請求項の目的のために、以下の定義を用いるものとする。
別段規定されない限り、用語「Ｃn」は、分子当たりｎ個の炭素原子を有する炭化水素を意味し、ｎは正の整数である。
用語「Ｃn」基又は化合物は、その合計数がｎである炭素原子を有する基又は化合物を指す。このように、「Ｃm－Ｃn」基又は化合物は、その合計数がｍからｎまでの範囲である炭素原子を有する基又は化合物を指す。このように、Ｃ1－Ｃ50アルキル基は、その合計数が１から５０までの範囲である炭素原子を有するアルキル基を指す。
用語「基」、「ラジカル」、及び「置換基」は、意味の区別なく用いることができる。
用語「ヒドロカルビルラジカル」、「ヒドロカルビル基」、又は「ヒドロカルビル」は、意味の区別なく用いることができ、水素及び炭素原子のみからなる基を意味するものと定義される。好ましいヒドロカルビルは、Ｃ1－Ｃ100ラジカルであり、それは直鎖、分岐状、又は環状でもよく、環状の場合、芳香族又は非芳香族でもよい。そのようなラジカルの例として、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ペンチル、ｉｓｏ－アミル、ヘキシル、オクチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル等のアルキル基、フェニル、ベンジルナフタレニル等のアリール基が含まれるが、それらに限定されない。
本明細書中の発明の詳細な説明及び請求項中の全ての数値的な値は、示された値に関して「約」又は「およそ」により修正され、及び当業者に予想され得る実験的な誤差及び変動を考慮に入れる。別段明示されない限り、周囲温度（室温）は約２５°Ｃである。
本開示及び請求項で使用される限り、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈中で別に言及されない限り、複数形を含む。
用語「及び／又は」は、本明細書中で例えば「Ａ及び／又はＢ」のような表現で使用される場合、「Ａ及びＢ」、「Ａ又はＢ」、「Ａ」、及び「Ｂ」を含むことが意図される。
本開示及びそれに加えて請求項の目的のために、以下の定義を用いるものとする。
別段規定されない限り、用語「Ｃn」は、分子当たりｎ個の炭素原子を有する炭化水素を意味し、ｎは正の整数である。
用語「Ｃn」基又は化合物は、その合計数がｎである炭素原子を有する基又は化合物を指す。このように、「Ｃm－Ｃn」基又は化合物は、その合計数がｍからｎまでの範囲である炭素原子を有する基又は化合物を指す。このように、Ｃ1－Ｃ50アルキル基は、その合計数が１から５０までの範囲である炭素原子を有するアルキル基を指す。
用語「基」、「ラジカル」、及び「置換基」は、意味の区別なく用いることができる。
用語「ヒドロカルビルラジカル」、「ヒドロカルビル基」、又は「ヒドロカルビル」は、意味の区別なく用いることができ、水素及び炭素原子のみからなる基を意味するものと定義される。好ましいヒドロカルビルは、Ｃ1－Ｃ100ラジカルであり、それは直鎖、分岐状、又は環状でもよく、環状の場合、芳香族又は非芳香族でもよい。そのようなラジカルの例として、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ペンチル、ｉｓｏ－アミル、ヘキシル、オクチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル等のアルキル基、フェニル、ベンジルナフタレニル等のアリール基が含まれるが、それらに限定されない。
【0010】
別段明示されない限り（例えば、「置換ヒドロカルビル」等の定義）、用語「置換」は、少なくとも１つの水素原子が、少なくとも１つの、ヒドロカルビル基のような非水素基に置き換わっていることを意味する。
用語「アリール」又は「アリール基」は、芳香族環（典型的には６個の炭素原子からなる）及びその置換体、例えばフェニル、２－メチルフェニル、キシリル、４－ブロモキシリル等、を意味する。
用語「置換芳香族」は、１又は複数の水素基がヒドロカルビル又は置換ヒドロカルビルにより置き換わっている芳香族基を意味する。
用語「環原子」は、環状環構造の一部である原子を意味する。この定義によると、ベンジル基は６個の環原子を有し、及びテトラヒドロフランは５個の環原子を有する。
命名されたアルキル、アルケニル、アルコキシド、又はアリール基の異性体が存在する場合（例えば、ｎ－ブチル、ｉｓｏ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔｅｒｔ－ブチル）、基の１種（例えば、ｎ－ブチル）に言及するときは、その群の残りの異性体（例えば、ｉｓｏ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔｅｒｔ－ブチル）を明確に開示するものとする。同様に、特定の異性体を明記することなくアルキル、アルケニル、アルコキシド、又はアリール基について言及するときは（例えば、ブチル）、全ての異性体（例えば、ｎ－ブチル、ｉｓｏ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔｅｒｔ－ブチル）を明示的に開示する。
用語「直鎖」又は「直鎖炭化水素」は、側鎖の分岐が無く連続する炭素鎖を有する炭化水素又はヒドロカルビル基を指し、連続する炭素鎖は、任意に置換されていてもよい。
用語「環状」又は「環状炭化水素」は、閉環した炭素環を有する炭化水素又はヒドロカルビル基を指し、任意に置換されていてもよい。用語「炭素環式の」は、同義語としてそのような炭化水素又はヒドロカルビル基を指してもよい。
用語「分岐状」又は「分岐状炭化水素」は、直鎖の炭素鎖又は閉環した炭素環を有する炭化水素又はヒドロカルビル基で、直鎖の炭素鎖又は閉環した炭素環からヒドロカルビル側鎖が伸びているものを指す。直鎖の炭素鎖、閉環した炭素環、及び／又はヒドロカルビル側鎖上に任意の置換が存在してもよい。
用語「芳香族」又は「芳香族炭化水素」は、ヒュッケル則を満たす共役したπ電子の環状配置を有する炭化水素又はヒドロカルビル基を指す。
用語「独立して」は、既定のマーカッシュ群の中からの複数の項目の選択について言及するとき、最初の項目として選択された選択肢が必ずしも任意の２番目又はその後の項目の選択肢に影響を与えないことを意味する。つまり、既定のマーカッシュ群の中の独立した複数の項目の選択は、個々の項目が互いに同一又は異なっていてもよいことを意味する。
用語「アリール」又は「アリール基」は、芳香族環（典型的には６個の炭素原子からなる）及びその置換体、例えばフェニル、２－メチルフェニル、キシリル、４－ブロモキシリル等、を意味する。
用語「置換芳香族」は、１又は複数の水素基がヒドロカルビル又は置換ヒドロカルビルにより置き換わっている芳香族基を意味する。
用語「環原子」は、環状環構造の一部である原子を意味する。この定義によると、ベンジル基は６個の環原子を有し、及びテトラヒドロフランは５個の環原子を有する。
命名されたアルキル、アルケニル、アルコキシド、又はアリール基の異性体が存在する場合（例えば、ｎ－ブチル、ｉｓｏ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔｅｒｔ－ブチル）、基の１種（例えば、ｎ－ブチル）に言及するときは、その群の残りの異性体（例えば、ｉｓｏ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔｅｒｔ－ブチル）を明確に開示するものとする。同様に、特定の異性体を明記することなくアルキル、アルケニル、アルコキシド、又はアリール基について言及するときは（例えば、ブチル）、全ての異性体（例えば、ｎ－ブチル、ｉｓｏ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔｅｒｔ－ブチル）を明示的に開示する。
用語「直鎖」又は「直鎖炭化水素」は、側鎖の分岐が無く連続する炭素鎖を有する炭化水素又はヒドロカルビル基を指し、連続する炭素鎖は、任意に置換されていてもよい。
用語「環状」又は「環状炭化水素」は、閉環した炭素環を有する炭化水素又はヒドロカルビル基を指し、任意に置換されていてもよい。用語「炭素環式の」は、同義語としてそのような炭化水素又はヒドロカルビル基を指してもよい。
用語「分岐状」又は「分岐状炭化水素」は、直鎖の炭素鎖又は閉環した炭素環を有する炭化水素又はヒドロカルビル基で、直鎖の炭素鎖又は閉環した炭素環からヒドロカルビル側鎖が伸びているものを指す。直鎖の炭素鎖、閉環した炭素環、及び／又はヒドロカルビル側鎖上に任意の置換が存在してもよい。
用語「芳香族」又は「芳香族炭化水素」は、ヒュッケル則を満たす共役したπ電子の環状配置を有する炭化水素又はヒドロカルビル基を指す。
用語「独立して」は、既定のマーカッシュ群の中からの複数の項目の選択について言及するとき、最初の項目として選択された選択肢が必ずしも任意の２番目又はその後の項目の選択肢に影響を与えないことを意味する。つまり、既定のマーカッシュ群の中の独立した複数の項目の選択は、個々の項目が互いに同一又は異なっていてもよいことを意味する。
【0011】
飽和ヒドロカルビル基の例として、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ペンチル、ｉｓｏ－アミル（イソペンチル）、ネオペンチル、ヘキシル、オクチル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロオクチル等、並びにそれらの置換された類縁体が含まれるが、それらに限定されない。不飽和ヒドロカルビル基の例として、エテニル、プロペニル、アリル、１，４－ブタジエニル、シクロプロペニル、シクロブテニル、シクロペンテニル、シクロヘキセニル、シクロオクテニル等、並びにそれらの置換された類縁体が含まれるが、それらに限定されない。
芳香族ヒドロカルビル基の例として、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル等が含まれるが、それらに限定されない。多核アリール基として、ナフタレニル、アントラセニル、インダニル、インデニル、及びテトラリニルが含まれてもよいが、それらに限定されない。
別段明記されない限り、特定の成分に関して、用語「～を実質的に含まない」は、関連する組成物の合計量に基づき、関連する組成物中で５ｍоｌ％以下（例えば、関連する測定の枠組みの限度内で、３ｍоｌ％以下、１ｍоｌ％以下、又は約０％）のその成分の濃度を意味する。
用語「単離された」は、既定の物質に対して溶媒及び／又は前駆体を実質的に含まない状態で得られる物質の条件を指す。
芳香族ヒドロカルビル基の例として、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル等が含まれるが、それらに限定されない。多核アリール基として、ナフタレニル、アントラセニル、インダニル、インデニル、及びテトラリニルが含まれてもよいが、それらに限定されない。
別段明記されない限り、特定の成分に関して、用語「～を実質的に含まない」は、関連する組成物の合計量に基づき、関連する組成物中で５ｍоｌ％以下（例えば、関連する測定の枠組みの限度内で、３ｍоｌ％以下、１ｍоｌ％以下、又は約０％）のその成分の濃度を意味する。
用語「単離された」は、既定の物質に対して溶媒及び／又は前駆体を実質的に含まない状態で得られる物質の条件を指す。
【0012】
本明細書で使用される場合、Ｍｗは重量平均分子量であり、ｗｔ％は重量パーセントであり、ｍоｌ％はモルパーセントである。別段言及されない限り、分子量単位（例えば、Ｍｗ）は、ｇ／ｍоｌである。
別段示されない限り、用語「室温」は、「周囲温度」とも称され、およそ２３°Ｃである。
「マイクロ残留炭素分試験」は、「ＭＣＲＴ」とも称され、残留炭素の決定のための標準的な試験方法（マイクロ法）である。様々な石油材料における残留炭素値は、材料における、試験方法で使用される条件と同様の分解条件下での炭素質析出物を形成する傾向の指標としての役割を果たし、及び所定の資源の製造における指針として有用であり得る。しかし、結果を解釈するうえでは注意を払う必要がある。この試験方法は、所定条件下での石油材料の気化及び熱分解後に形成される残留炭素量の決定を対象としており、及びそのような材料における関連するコークス形成の傾向の指標を与えることが意図されている。ここで、ＭＣＲＴは、ＡＳＴＭ Ｄ４５３０－１５標準試験方法に従って測定する。
別段示されない限り、用語「室温」は、「周囲温度」とも称され、およそ２３°Ｃである。
「マイクロ残留炭素分試験」は、「ＭＣＲＴ」とも称され、残留炭素の決定のための標準的な試験方法（マイクロ法）である。様々な石油材料における残留炭素値は、材料における、試験方法で使用される条件と同様の分解条件下での炭素質析出物を形成する傾向の指標としての役割を果たし、及び所定の資源の製造における指針として有用であり得る。しかし、結果を解釈するうえでは注意を払う必要がある。この試験方法は、所定条件下での石油材料の気化及び熱分解後に形成される残留炭素量の決定を対象としており、及びそのような材料における関連するコークス形成の傾向の指標を与えることが意図されている。ここで、ＭＣＲＴは、ＡＳＴＭ Ｄ４５３０－１５標準試験方法に従って測定する。
【0013】
用語「溶媒ブレンド数」（ＳＢＮ）は、異なる割合のモデル溶媒（例えばトルエン）又は溶媒混合物（例えばトルエン／ｎ－へプタン）に対する材料（例えば、油、ピッチ等）の相溶性に関連するパラメーターを指す。
「軟化点」は、物質が軟化する温度又は温度範囲を指す。ここで、軟化点（ＳＰ）は、ＡＳＴＭ Ｄ３６と類似の手順に従い、ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ滴点装置、例えばＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ ＤＰ７０、を用いて測定する。
以下の略語は本開示及び請求項を通して使用されてもよい：「ＭＣＲＴ」はマイクロ残留炭素留分試験、「ｅｑｕｉｖ」はモル当量、「ｐｐｍ」は百万分率、及び「Ｔsp」は軟化点温度である。
「軟化点」は、物質が軟化する温度又は温度範囲を指す。ここで、軟化点（ＳＰ）は、ＡＳＴＭ Ｄ３６と類似の手順に従い、ＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ滴点装置、例えばＭＥＴＴＬＥＲ ＴＯＬＥＤＯ ＤＰ７０、を用いて測定する。
以下の略語は本開示及び請求項を通して使用されてもよい：「ＭＣＲＴ」はマイクロ残留炭素留分試験、「ｅｑｕｉｖ」はモル当量、「ｐｐｍ」は百万分率、及び「Ｔsp」は軟化点温度である。
【0014】
等方性ピッチ組成物
本開示の方法は、先進的な炭素製品の製造のためのピッチ前駆体の製造のための経路を提供する非脱水素化合成経路である。更に、本開示の方法は、高品質の合成等方性ピッチ組成物、特に所定の用途に特有のニーズに対応することが必要とされる構造的及びその他の物理特性を調整する能力を有するもの、の製造方法を提供する。本開示の等方性ピッチ組成物は、優れた機械特性を有する高配向性炭素繊維、並びに通常のパラフィン炭化水素又は増粘付与剤の製造を改良するための炭素繊維の製造のためのメソフェーズピッチ前駆体として使用してもよい。
本開示の実施形態は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を含む。ここで、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及びピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。本開示の等方性ピッチ組成物は、酢酸及び硫酸存在下、芳香族原料をホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドと反応させることにより製造するメチレン架橋芳香族オリゴマーである。
本明細書中、芳香族クラスは以下を含んでもよい：１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族。置換芳香族は、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル三置換芳香族、およびそれらの任意の組合せからなる群より選択されてもよい。少なくとも１つの実施形態において、置換芳香族は、Ｃ1～Ｃ5ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ1～Ｃ5ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ1～Ｃ5ヒドロカルビル三置換芳香族、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択されてもよい。等方性ピッチ組成物は、明確に定義された、高純度で、及び費用対効果の良い、置換及び／又は無置換単環式芳香族原料、置換及び／又は無置換多環式芳香族炭化水素（ＰＡＨ）原料、並びにそれらの任意の組合せより製造することができる。ＰＡＨは、２環状芳香族原料又は多環状芳香族原料（例えば、３環状芳香族原料又はそれ以上）を含んでもよい。
１又は複数の芳香族クラスは、例えばテトラリン（「１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン」とも称される）又はインデン等の部分的に水素化された芳香族環を含有してもよい。
本開示の方法は、先進的な炭素製品の製造のためのピッチ前駆体の製造のための経路を提供する非脱水素化合成経路である。更に、本開示の方法は、高品質の合成等方性ピッチ組成物、特に所定の用途に特有のニーズに対応することが必要とされる構造的及びその他の物理特性を調整する能力を有するもの、の製造方法を提供する。本開示の等方性ピッチ組成物は、優れた機械特性を有する高配向性炭素繊維、並びに通常のパラフィン炭化水素又は増粘付与剤の製造を改良するための炭素繊維の製造のためのメソフェーズピッチ前駆体として使用してもよい。
本開示の実施形態は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を含む。ここで、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及びピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。本開示の等方性ピッチ組成物は、酢酸及び硫酸存在下、芳香族原料をホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドと反応させることにより製造するメチレン架橋芳香族オリゴマーである。
本明細書中、芳香族クラスは以下を含んでもよい：１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族。置換芳香族は、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル三置換芳香族、およびそれらの任意の組合せからなる群より選択されてもよい。少なくとも１つの実施形態において、置換芳香族は、Ｃ1～Ｃ5ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ1～Ｃ5ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ1～Ｃ5ヒドロカルビル三置換芳香族、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択されてもよい。等方性ピッチ組成物は、明確に定義された、高純度で、及び費用対効果の良い、置換及び／又は無置換単環式芳香族原料、置換及び／又は無置換多環式芳香族炭化水素（ＰＡＨ）原料、並びにそれらの任意の組合せより製造することができる。ＰＡＨは、２環状芳香族原料又は多環状芳香族原料（例えば、３環状芳香族原料又はそれ以上）を含んでもよい。
１又は複数の芳香族クラスは、例えばテトラリン（「１，２，３，４－テトラヒドロナフタレン」とも称される）又はインデン等の部分的に水素化された芳香族環を含有してもよい。
【0015】
本開示の等方性ピッチ組成物は、以下により製造されてもよい：１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料を酢酸及び硫酸と周囲温度で混合し、第一混合物を生成する；約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物を加熱する；約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物に対してホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドを加えて、反応生成物の組成物を含有する第二混合物を生成し、ここで、反応生成物の組成物は、オリゴマー生成物（例えば、二量体、三量体、四量体、五量体等）を含有するか又はそれらから本質的になる；第二混合物を濾過する；及び、等方性ピッチ組成物を単離する。
本開示の等方性ピッチ組成物は、連続攪拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）又は管形反応器等の連続モードで存在してもよく、そのような反応器は連続生産ライン工程に適合してもよい。本明細書中の開示に従った等方性ピッチ組成物の製造を実施するための他の適切な反応器は、ＣＳＴＲ又は直列のＣＳＴＲ、攪拌タンク反応器（ＳＴＲ）又は直列のＳＴＲ、管形反応器、段階的気泡塔型反応器、並流気液フローを備えた管形反応器、周期的気液分離を備えた管形反応器等を含んでもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、約４０°Ｃから約４００°Ｃまでに及ぶ温度、及び／又は１分未満から約４８時間、例えば３６時間以下、例えば２４時間以下、例えば１２時間以下、例えば６時間以下までに及ぶ滞留時間で実施してもよい。
本開示の他の態様は、以下を有する等方性ピッチ組成物の製造のための方法に関する：酢酸存在下周囲温度で１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料をパラホルムアルデヒドと混合し、第一混合物を生成する；約４０°Ｃ～約１００°Ｃの温度で第一混合物を加熱する；及び約４０°Ｃ～約１００°Ｃの温度で、第一混合物に対して、硫酸及び酢酸を含有する第二混合物を混合し、等方性ピッチ組成物を含有する混合物を形成し、ここで、等方性ピッチ組成物は以下を有する：各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された１又は複数の芳香族クラスであり、ここで、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。
本開示の等方性ピッチ組成物は、連続攪拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）又は管形反応器等の連続モードで存在してもよく、そのような反応器は連続生産ライン工程に適合してもよい。本明細書中の開示に従った等方性ピッチ組成物の製造を実施するための他の適切な反応器は、ＣＳＴＲ又は直列のＣＳＴＲ、攪拌タンク反応器（ＳＴＲ）又は直列のＳＴＲ、管形反応器、段階的気泡塔型反応器、並流気液フローを備えた管形反応器、周期的気液分離を備えた管形反応器等を含んでもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、約４０°Ｃから約４００°Ｃまでに及ぶ温度、及び／又は１分未満から約４８時間、例えば３６時間以下、例えば２４時間以下、例えば１２時間以下、例えば６時間以下までに及ぶ滞留時間で実施してもよい。
本開示の他の態様は、以下を有する等方性ピッチ組成物の製造のための方法に関する：酢酸存在下周囲温度で１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料をパラホルムアルデヒドと混合し、第一混合物を生成する；約４０°Ｃ～約１００°Ｃの温度で第一混合物を加熱する；及び約４０°Ｃ～約１００°Ｃの温度で、第一混合物に対して、硫酸及び酢酸を含有する第二混合物を混合し、等方性ピッチ組成物を含有する混合物を形成し、ここで、等方性ピッチ組成物は以下を有する：各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された１又は複数の芳香族クラスであり、ここで、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。
【0016】
本明細書中の方法の反応条件は、等方性ピッチ組成物の分子量分布及び軟化点のために重要である。好意的には、本開示の方法は、酢酸、硫酸、及び／又はパラホルムアルデヒドのモル比を調節することにより、分子量分布及び軟化点の両方に対する制御を可能とする。等方性ピッチ組成物の軟化点は、特に硫酸及びパラホルムアルデヒドの量に基づき増加することができる。酢酸は、少なくとも部分的に溶媒として用いてもよい。更に、任意の残留酸は、等方性ピッチ組成物を含有する残渣を、水及び希釈塩基溶液（例えば、ＮａＯＨ又はＮＨ4ＯＨ）で洗浄した後、濾過により容易に除くことができ、その後、高純度材料としての前記等方性ピッチ組成物（すなわち、定量的に消費される出発材料であり、質量分析（例えば、フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴（ＦＴＩＣＲ）、1Ｈ ＮＭＲ、及び13Ｃ ＮＭＲスペクトル）により確認する）の単離を促進する。
【0017】
芳香族原料の非限定的な例として、ベンゼン、トルエン、キシレン（例えば、オルト－、メタ－、パラ－置換キシレン）、ナフタレン、１－メチルナフタレン、２－メチルナフタレン、３－メチルナフタレン、２，６－ジメチルナフタレン、１－エチルナフタレン、２－エチルナフタレン、１，７－ジイソプロピルナフタレン、２，３－ジイソプロピルナフタレン、２，６－ジイソプロピルナフタレン、２，７－ジイソプロピルナフタレン、１－ブチルナフタレン、２－ブチルナフタレン、１－ｔｅｒｔ－ブチルナフタレン、２－ｔｅｒｔ－ブチルナフタレン、アントラセン、１－メチルアントラセン、２－メチルアントラセン、９－メチルアントラセン、９，１０－ジメチルアントラセン、９，１０－ジフェチルアントラセン、フェナントレン、１－メチルフェナントレン、１－エチルフェナントレン、２－メチルフェナントレン、１－フェニルフェナントレン、２，７－ジフェニルフェナントレン、ピレン、１－プロピルピレン、４－プロピルピレン、１，２，３－トリメチルピレンベンゾピレン、ピセンコロネン（picenecoronene）、クリセン、テトラセン、ペンタセン、トリフェニレン、コランニュレン、フルオレン（fluorine）、ベンゾ［ｊ］フルオランセン、ベンゾ［ｃ］フルオレン、ペリレン、ベンゾ－ペリレン、オバレン、ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TM、アセナフテン、及びそれらの任意の異性体、並びにそれらの任意の組合せが含まれてもよい。
好適な芳香族炭化水素化合物は、１～３環を含んでもよく、及び１～６個の炭素原子を含むアルキル基、フェニル基、又は７～９個の炭素原子を含むアラルキル基により置換されていてもよい。本明細書中、芳香族炭化水素は、有利なものとして、キシレン、ナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、ビフェニル、アントラセン、フェナントレン、ピレン、及び１～６個の炭素原子を含むアルキル基で置換されたそれらの誘導体より選択される。より好ましくは、例えば、ナフタレン、メチルナフタレン、及びジメチルナフタレン等の多環式芳香族炭化水素、並びに例えば芳香族油等のそれらの多環式芳香族炭化水素の混合物である。
多環式芳香族化合物が反応剤として使用される場合、例えば、上記化合物は、ナフタレンを９０ｗｔ％以上含む芳香族炭化水素油、高純度ナフタレン、又は主にナフタレンを含む芳香族炭化水素油であってもよい。コールタール由来のナフタレン油留分、メチルナフタレン油留分、及び中間体油留分、又は蒸留、抽出等によってこれらの留分の主成分を回収することにより得られる中間体生成物及び残渣油を、炭化水素油として使用することができる。前記ナフタレン又はメチルナフタレン含有油は、主成分及び沸点が互いに近接する多環式芳香族炭化水素の混合物として生じることが多い。反応中で使用される芳香族炭化水素は、純粋な原材料が使用される限り、混合物であってもよい。
ナフタレン含有芳香族炭化水素油は、当然主成分として芳香族炭化水素を含み、追加的に不活性な脂肪族炭化水素を含む官能基を有する芳香族化合物を含んでもよい。ナフタレンを９０ｗｔ％以上含む芳香族炭化水素油は、精製ナフタレンであってもよいが、好ましい例は９５％グレードのナフタレンである。この特定の材料は、ナフタレンに加えて、ベンゾチオフェン、メチルナフタレン等を含む。
本開示の方法で使用されるホルムアルデヒドは、ホルムアルデヒド自体か、又は反応系中でホルムアルデヒドを生成することができる化合物であってもよく、及びホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド等を用いることができる。ある場合において、パラホルムアルデヒドは、無溶媒条件下又はアルカリ（例えば、ＮａＯＨ又はＫＯＨ）溶液中で使用してもよい。
酸の非限定的な例としては、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、リン酸、クエン酸、炭酸、シュウ酸、芳香族スルホン酸を含んでもよい。本開示の酸は、溶媒として用いてもよい。
好適な芳香族炭化水素化合物は、１～３環を含んでもよく、及び１～６個の炭素原子を含むアルキル基、フェニル基、又は７～９個の炭素原子を含むアラルキル基により置換されていてもよい。本明細書中、芳香族炭化水素は、有利なものとして、キシレン、ナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、ビフェニル、アントラセン、フェナントレン、ピレン、及び１～６個の炭素原子を含むアルキル基で置換されたそれらの誘導体より選択される。より好ましくは、例えば、ナフタレン、メチルナフタレン、及びジメチルナフタレン等の多環式芳香族炭化水素、並びに例えば芳香族油等のそれらの多環式芳香族炭化水素の混合物である。
多環式芳香族化合物が反応剤として使用される場合、例えば、上記化合物は、ナフタレンを９０ｗｔ％以上含む芳香族炭化水素油、高純度ナフタレン、又は主にナフタレンを含む芳香族炭化水素油であってもよい。コールタール由来のナフタレン油留分、メチルナフタレン油留分、及び中間体油留分、又は蒸留、抽出等によってこれらの留分の主成分を回収することにより得られる中間体生成物及び残渣油を、炭化水素油として使用することができる。前記ナフタレン又はメチルナフタレン含有油は、主成分及び沸点が互いに近接する多環式芳香族炭化水素の混合物として生じることが多い。反応中で使用される芳香族炭化水素は、純粋な原材料が使用される限り、混合物であってもよい。
ナフタレン含有芳香族炭化水素油は、当然主成分として芳香族炭化水素を含み、追加的に不活性な脂肪族炭化水素を含む官能基を有する芳香族化合物を含んでもよい。ナフタレンを９０ｗｔ％以上含む芳香族炭化水素油は、精製ナフタレンであってもよいが、好ましい例は９５％グレードのナフタレンである。この特定の材料は、ナフタレンに加えて、ベンゾチオフェン、メチルナフタレン等を含む。
本開示の方法で使用されるホルムアルデヒドは、ホルムアルデヒド自体か、又は反応系中でホルムアルデヒドを生成することができる化合物であってもよく、及びホルムアルデヒド、ホルマリン、パラホルムアルデヒド等を用いることができる。ある場合において、パラホルムアルデヒドは、無溶媒条件下又はアルカリ（例えば、ＮａＯＨ又はＫＯＨ）溶液中で使用してもよい。
酸の非限定的な例としては、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、リン酸、クエン酸、炭酸、シュウ酸、芳香族スルホン酸を含んでもよい。本開示の酸は、溶媒として用いてもよい。
【0018】
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有してもよい。
【0019】
更に、等方性ピッチ組成物は、約５００°Ｃ以下（又は約９０°Ｃから約５００°Ｃまで、又は約１００°Ｃから約４９０°Ｃまで、又は約１１０°Ｃから約４８０°Ｃまで、又は約１２０°Ｃから約４７０°Ｃまで、又は約１３０°Ｃから約４６０°Ｃまで、又は約１４０°Ｃから約４５０°Ｃまで、又は約１５０°Ｃから約４４０°Ｃまで、又は約１６０°Ｃから約４３０°Ｃまで、又は約１７０°Ｃから約４２０°Ｃまで、又は約１８０°Ｃから約４１０°Ｃまで、又は約２００°Ｃから約４００°Ｃまで）のＴspを有してもよい。等方性ピッチ組成物は、約１００°Ｃ以上のＴspを有してもよい。
等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、約４０ｗｔ％以下（又は３５ｗｔ％以下、又は３０ｗｔ％以下、又は２５ｗｔ％以下、又は２０ｗｔ％以下、又は１５ｗｔ％以下）のＭＣＲを有してもよい。等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、約１５ｗｔ％から約４０ｗｔ％までのＭＣＲを有してもよい。
等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌ（又は約４００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌ、又は約５００ｇ／ｍоｌ～約１，５００ｇ／ｍоｌ、又は約６００ｇ／ｍоｌ～約８００ｇ／ｍоｌ、又は約３００ｇ／ｍоｌ～約１，０００ｇ／ｍоｌ、又は約３００ｇ／ｍоｌ～約５００ｇ／ｍоｌ）のＭｗを有してもよい。代わりに、等方性ピッチ組成物は、約５００ｇ／ｍоｌ以下（又は約１００ｇ／ｍоｌ～約５００ｇ／ｍоｌ、又は約１５０ｇ／ｍоｌ～約４００ｇ／ｍоｌ、又は約２００ｇ／ｍоｌ～約３５０ｇ／ｍоｌ、又は約２５０ｇ／ｍоｌ～約３００ｇ／ｍоｌ、又は約１００ｇ／ｍоｌ～約２５０ｇ／ｍоｌ、又は約２５０ｇ／ｍоｌ～約５００ｇ／ｍоｌ）のＭｗを有してもよい。
等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、約４０ｗｔ％以下（又は３５ｗｔ％以下、又は３０ｗｔ％以下、又は２５ｗｔ％以下、又は２０ｗｔ％以下、又は１５ｗｔ％以下）のＭＣＲを有してもよい。等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、約１５ｗｔ％から約４０ｗｔ％までのＭＣＲを有してもよい。
等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌ（又は約４００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌ、又は約５００ｇ／ｍоｌ～約１，５００ｇ／ｍоｌ、又は約６００ｇ／ｍоｌ～約８００ｇ／ｍоｌ、又は約３００ｇ／ｍоｌ～約１，０００ｇ／ｍоｌ、又は約３００ｇ／ｍоｌ～約５００ｇ／ｍоｌ）のＭｗを有してもよい。代わりに、等方性ピッチ組成物は、約５００ｇ／ｍоｌ以下（又は約１００ｇ／ｍоｌ～約５００ｇ／ｍоｌ、又は約１５０ｇ／ｍоｌ～約４００ｇ／ｍоｌ、又は約２００ｇ／ｍоｌ～約３５０ｇ／ｍоｌ、又は約２５０ｇ／ｍоｌ～約３００ｇ／ｍоｌ、又は約１００ｇ／ｍоｌ～約２５０ｇ／ｍоｌ、又は約２５０ｇ／ｍоｌ～約５００ｇ／ｍоｌ）のＭｗを有してもよい。
【0020】
上述の等方性ピッチ組成物の製造方法は、以下を有してもよい：酢酸存在下周囲温度で１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料をパラホルムアルデヒドと混合し、第一混合物を生成する；約４０°Ｃ～約１００°Ｃの温度で第一混合物を加熱する；及び約４０°Ｃ～約１００°Ｃの温度で、第一混合物に対して、硫酸及び酢酸を含有する第二混合物を混合し、等方性ピッチ組成物を含有する混合物を形成し、ここで、等方性ピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された１又は複数の芳香族クラスを有し、ここで、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、９０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。任意の理論に拘束されることなく、反応はＦｒｉｅｄｅｌ－Ｃｒａｆｔｓアシル化反応を介して始まり、縮合反応が続いてもよいと信じられている。
【0021】
芳香族原料及びパラホルムアルデヒドの混合は、約１０：１から約１：１０まで（又は約１：１．５～約１：９、又は約１：２～約１：８、又は約１：２．５～約１：７、又は約１：３～約１：６、又は約１：４～約１：５）の芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比で実施することができる。ある場合において、芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比は１：３である。別の場合において、芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比は１：１である。
更に、約１：０．００１から約１：２０（又は約１：０．０１～約１：１９、又は約１：０．１～約１：１８、又は約１：０．５～約１：１７、又は約１：１～約１：１６、又は約１：１．５～約１：１５、又は約１：２～約１：１４、又は約１：２．５～約１：１３、又は約１：３～約１：１２、又は約１：３．５～約１：１１、又は約１：４～約１：１０）までの芳香族原料：硫酸のモル比で、硫酸の追加を行ってもよい。少なくとも一実施態様において、芳香族原料：硫酸のモル比は１：２である。
第一混合物に対する、硫酸及び酢酸を含有する第二混合物の混合は、約４０°Ｃ～約１００°Ｃ、例えば約５０°Ｃ～約９０°Ｃ、例えば約６０°Ｃ～約８０°Ｃ、例えば約４０°Ｃ～約６０°Ｃ、例えば約６０°Ｃ～約９０°Ｃの温度で、約５時間以下（又は例えば、約５分～約５時間、又は約１０分～約４時間、又は約１５分～約３時間、又は約２０分～約２時間、又は約２５分～約１時間、又は約３０分）の時間で、実施してもよいが、使用する原材料及び酸に応じて条件を変化してもよい。
更に、約１：０．００１から約１：２０（又は約１：０．０１～約１：１９、又は約１：０．１～約１：１８、又は約１：０．５～約１：１７、又は約１：１～約１：１６、又は約１：１．５～約１：１５、又は約１：２～約１：１４、又は約１：２．５～約１：１３、又は約１：３～約１：１２、又は約１：３．５～約１：１１、又は約１：４～約１：１０）までの芳香族原料：硫酸のモル比で、硫酸の追加を行ってもよい。少なくとも一実施態様において、芳香族原料：硫酸のモル比は１：２である。
第一混合物に対する、硫酸及び酢酸を含有する第二混合物の混合は、約４０°Ｃ～約１００°Ｃ、例えば約５０°Ｃ～約９０°Ｃ、例えば約６０°Ｃ～約８０°Ｃ、例えば約４０°Ｃ～約６０°Ｃ、例えば約６０°Ｃ～約９０°Ｃの温度で、約５時間以下（又は例えば、約５分～約５時間、又は約１０分～約４時間、又は約１５分～約３時間、又は約２０分～約２時間、又は約２５分～約１時間、又は約３０分）の時間で、実施してもよいが、使用する原材料及び酸に応じて条件を変化してもよい。
【0022】
任意の残存するパラホルムアルデヒド、硫酸及び／又は酢酸からの等方性ピッチ組成物の分離は、残渣を洗浄し酸を中和するためにアルカリを用いて、反応混合物を濾過することで実施することができる。
好適なアルカリの例は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム及び炭酸ナトリウム等の水溶性のアルカリがあり得る。「水溶性」は、アルカリ自体が水溶性であるだけでなく、酸との反応により形成される塩も水溶性であることを意味する。更に、「アルカリ」は、酸を中和することができる物質を意味し、その例が水酸化物及び弱酸の塩であり、例えばアルカリ金属及びアルカリ土類金属の炭酸塩が挙げられる。例えば、水酸化ナトリウムは、容易に入手可能であり多くの酸に溶解することができるため、濾過工程で使用することができる。
本開示の方法は、更に以下を有してもよい：等方性ピッチ組成物を含有する混合物を周囲温度まで冷却する；及び等方性ピッチ組成物を任意の残存するパラホルムアルデヒド、硫酸及び／又は酢酸から分離する。
ある例において、第一混合物に対する、硫酸及び酢酸を含有する第二混合物の混合は、周囲圧力で実施してもよい。
好適なアルカリの例は、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化アンモニウム及び炭酸ナトリウム等の水溶性のアルカリがあり得る。「水溶性」は、アルカリ自体が水溶性であるだけでなく、酸との反応により形成される塩も水溶性であることを意味する。更に、「アルカリ」は、酸を中和することができる物質を意味し、その例が水酸化物及び弱酸の塩であり、例えばアルカリ金属及びアルカリ土類金属の炭酸塩が挙げられる。例えば、水酸化ナトリウムは、容易に入手可能であり多くの酸に溶解することができるため、濾過工程で使用することができる。
本開示の方法は、更に以下を有してもよい：等方性ピッチ組成物を含有する混合物を周囲温度まで冷却する；及び等方性ピッチ組成物を任意の残存するパラホルムアルデヒド、硫酸及び／又は酢酸から分離する。
ある例において、第一混合物に対する、硫酸及び酢酸を含有する第二混合物の混合は、周囲圧力で実施してもよい。
【0023】
メソフェーズピッチ組成物及びその製造方法
本開示は、明細書中で以下を有する方法を提供する：各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物（上述）を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理し、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を製造する；ここで、熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環を形成する。ある場合において、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化して１又は複数の６員環を形成し、続いて脱水素的芳香族化を行い、高芳香族性メソフェーズピッチ組成物を生成してもよい。
メソフェーズピッチは、バッチ反応器中で、好ましくは連続フロー反応器中で製造してもよい。少なくとも一実施形態において、メソフェーズピッチは、約３００°Ｃから約５００°Ｃに及ぶ温度で、１分未満から４８時間（又は３６時間以下、又は２４時間以下、又は２０時間以下、又は１５時間以下、又は１０時間以下、又は５時間以下、又は２．５時間以下、又は１時間以下）に及ぶ滞留時間で、連続管形反応器中で製造する。
本開示は、明細書中で以下を有する方法を提供する：各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物（上述）を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理し、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を製造する；ここで、熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環を形成する。ある場合において、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化して１又は複数の６員環を形成し、続いて脱水素的芳香族化を行い、高芳香族性メソフェーズピッチ組成物を生成してもよい。
メソフェーズピッチは、バッチ反応器中で、好ましくは連続フロー反応器中で製造してもよい。少なくとも一実施形態において、メソフェーズピッチは、約３００°Ｃから約５００°Ｃに及ぶ温度で、１分未満から４８時間（又は３６時間以下、又は２４時間以下、又は２０時間以下、又は１５時間以下、又は１０時間以下、又は５時間以下、又は２．５時間以下、又は１時間以下）に及ぶ滞留時間で、連続管形反応器中で製造する。
【0024】
上述した通り、２以上の芳香族クラスは、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族であってもよい。
メソフェーズピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
メソフェーズピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有してもよい。
メソフェーズピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
本開示の等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋（０．１ｗｔ％～９５ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～９０ｗｔ％、又は１ｗｔ％～８５ｗｔ％、又は５ｗｔ％～８０ｗｔ％、又は１０ｗｔ％～７５ｗｔ％、又は１５ｗｔ％～７０ｗｔ％、又は２０ｗｔ％～６５ｗｔ％、又は２５ｗｔ％～６０ｗｔ％、又は３０ｗｔ％～５５ｗｔ％、又は３５ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は４０ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％、又は０．５ｗｔ％～４５ｗｔ％、又は１ｗｔ％～４０ｗｔ％、又は１．５ｗｔ％～３５ｗｔ％、又は２ｗｔ％～３０ｗｔ％、又は２．５ｗｔ％～２５ｗｔ％、又は３ｗｔ％～２０ｗｔ％）を含有してもよい。
メソフェーズピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有してもよい。
【0025】
本明細書中、熱処理は熱浸漬及び／又は脱歴であってもよい。熱処理は、大気圧から１，０００ｐｓｉまで（又は例えば、約１ｐｓｉから約５００ｐｓｉまで、又は約１０ｐｓｉから約４５０ｐｓｉまで、又は約５０ｐｓｉから約４００ｐｓｉまで、又は約１００ｐｓｉから約３５０ｐｓｉまで、例えば３００ｐｓｉ）に及ぶ圧力で実施してもよい。
脱歴は、室温から２８０°Ｃまでに及ぶ温度で、大気圧から７００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で、及び／又は約１時間から３時間までに及ぶ反応時間で実施してもよい。脱歴のために使用する溶媒の非限定的な例としては、トルエン、へプタン、又は様々な比率でのこれら２つの組合せからなる群より選択されてもよい。
脱歴は、室温から２８０°Ｃまでに及ぶ温度で、大気圧から７００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で、及び／又は約１時間から３時間までに及ぶ反応時間で実施してもよい。脱歴のために使用する溶媒の非限定的な例としては、トルエン、へプタン、又は様々な比率でのこれら２つの組合せからなる群より選択されてもよい。
【0026】
本開示のメソフェーズピッチ組成物は、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき、約４０ｖｏｌ％から約１００％まで（又は約４５ｖｏｌ％から約９５ｖｏｌ％まで、又は約５０ｖｏｌ％から約９０ｖｏｌ％まで、又は約５５ｖｏｌ％から約８５ｖｏｌ％まで、又は約６０ｖｏｌ％から約８０ｖｏｌ％まで）に及ぶメソフェーズ含量を有してもよい。
メソフェーズピッチ組成物は、約１００°Ｃ以上（又は約１５０°Ｃ以上、又は約２００°Ｃ以上、又は約２５０°Ｃ以上、又は約３００°Ｃ以上、又は約３５０°Ｃ以上、又は約４００°Ｃ以上）の軟化点（Ｔsp）を有してもよい。メソフェーズピッチ組成物は、約１００°Ｃから約５００まで、例えば約１５０°Ｃから約４７５°Ｃまで、例えば約２００°Ｃから約４５０°Ｃまでの軟化点（Ｔsp）を有してもよい。
メソフェーズピッチ組成物は、メソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき、約２５ｗｔ％以上（又は約２５ｗｔ％から約９５ｗｔ％まで、又は約３０ｗｔ％から約９０ｗｔ％まで、又は約３５ｗｔ％から約８５ｗｔ％まで、又は約４０ｗｔ％から約８０ｗｔ％まで）のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有してもよい。
本開示のメソフェーズピッチ組成物は、１又は複数の繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブの製造のために使用されてもよい。
メソフェーズピッチ組成物は、約１００°Ｃ以上（又は約１５０°Ｃ以上、又は約２００°Ｃ以上、又は約２５０°Ｃ以上、又は約３００°Ｃ以上、又は約３５０°Ｃ以上、又は約４００°Ｃ以上）の軟化点（Ｔsp）を有してもよい。メソフェーズピッチ組成物は、約１００°Ｃから約５００まで、例えば約１５０°Ｃから約４７５°Ｃまで、例えば約２００°Ｃから約４５０°Ｃまでの軟化点（Ｔsp）を有してもよい。
メソフェーズピッチ組成物は、メソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき、約２５ｗｔ％以上（又は約２５ｗｔ％から約９５ｗｔ％まで、又は約３０ｗｔ％から約９０ｗｔ％まで、又は約３５ｗｔ％から約８５ｗｔ％まで、又は約４０ｗｔ％から約８０ｗｔ％まで）のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有してもよい。
本開示のメソフェーズピッチ組成物は、１又は複数の繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブの製造のために使用されてもよい。
【0027】
最終用途
本開示のメソフェーズピッチ組成物は、優れた機械特性を有する高配向性炭素繊維、並びに繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブの製造を改良するための炭素繊維製品の製造のための前駆体として使用してもよい。
ある例において、本開示の方法は、各芳香族クラス間が少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理し、炭素繊維への紡糸に適したメソフェーズピッチ組成物を製造し、ここでメソフェーズピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有することを有してもよい；ここで、熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環が形成される。
本明細書中で開示される実施態様は、以下を含む。
本開示のメソフェーズピッチ組成物は、優れた機械特性を有する高配向性炭素繊維、並びに繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブの製造を改良するための炭素繊維製品の製造のための前駆体として使用してもよい。
ある例において、本開示の方法は、各芳香族クラス間が少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理し、炭素繊維への紡糸に適したメソフェーズピッチ組成物を製造し、ここでメソフェーズピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有することを有してもよい；ここで、熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環が形成される。
本明細書中で開示される実施態様は、以下を含む。
【0028】
Ａ．メソフェーズピッチ組成物の製造方法。前記方法は、各芳香族クラス間が少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理して、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を生成することを含み、
熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環が形成される。
Ｂ．メソフェーズピッチ組成物。メソフェーズピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有し、
メソフェーズピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを有する等方性ピッチ組成物より生成され、
及び、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。
熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環が形成される。
Ｂ．メソフェーズピッチ組成物。メソフェーズピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有し、
メソフェーズピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを有する等方性ピッチ組成物より生成され、
及び、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。
【0029】
実施形態Ａ及びＢは、任意の組合せで１又は複数の下記の要素を有してもよい。
要素１：２以上の芳香族クラスのそれぞれは、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族である。
要素２：置換芳香族は、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル三置換芳香族、及びそれらの任意の
組合せからなる群より選択される。
要素３：２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化して１又は複数の６員環を形成し、続いて脱水素的芳香族化を行い、高芳香族性メソフェーズピッチ組成物を生成する。
要素４：等方性ピッチ組成物は、以下により生成する：
１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料を酢酸及び硫酸と混合して第一混合物を生成すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物を加熱すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物に対してホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドを添加して、反応生成物の組成物を含有する第二混合物を生成すること；
第二混合物を濾過すること；及び
等方性ピッチ組成物を単離すること。
要素５：等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。
要素６：２以上の芳香族クラスのそれぞれは部分的に水素化された芳香族環を有する。
要素７：２以上の芳香族クラスのそれぞれは、ベンゼン、トルエン、キシレン（例えば、オルト－、メタ－、パラ－キシレン）、ナフタレン、１－メチルナフタレン、２－メチルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾピレン、ピセンコロネン（picenecoronene）、クリセン、テトラセン、ペンタセン、トリフェニレン、コランニュレン、ベンゾ［ｊ］フルオランセン、ベンゾ［ｃ］フルオレン、ペリレン、ベンゾ－ペリレン、オバレン、ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TM、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される。
要素８：芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比は約１０：１から約１：１０までである。
要素９：芳香族原料：ホルムアルデヒドの当量のモル比は１：３である。
要素１０：芳香族原料：硫酸のモル比は約１：０．００１から約１：２０までである。
要素１１：芳香族原料：硫酸のモル比は１：２である。
要素１２：等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する。
要素１３：等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する。
要素１４：熱処理は熱浸漬及び／又は脱歴である。
要素１５：脱歴は、室温から２８０°Ｃまでに及ぶ温度で、大気圧から７００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で、及び／又は約１時間から３時間までに及ぶ反応時間で実施される。
要素１６：脱歴のために使用する溶媒は、トルエン、へプタン、又は様々な比率でのこれら２つの組合せからなる群より選択される。
要素１７：熱処理は、大気圧から１，０００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で実施される。
要素１８：メソフェーズピッチ組成物は、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき、約４０ｖｏｌ％から約１００％までに及ぶメソフェーズ含量を有する。
要素１９：前記要素のいずれかのメソフェーズピッチ組成物を用いて調製される繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブ。
要素１：２以上の芳香族クラスのそれぞれは、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族である。
要素２：置換芳香族は、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ1～Ｃ20ヒドロカルビル三置換芳香族、及びそれらの任意の
組合せからなる群より選択される。
要素３：２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化して１又は複数の６員環を形成し、続いて脱水素的芳香族化を行い、高芳香族性メソフェーズピッチ組成物を生成する。
要素４：等方性ピッチ組成物は、以下により生成する：
１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料を酢酸及び硫酸と混合して第一混合物を生成すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物を加熱すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物に対してホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドを添加して、反応生成物の組成物を含有する第二混合物を生成すること；
第二混合物を濾過すること；及び
等方性ピッチ組成物を単離すること。
要素５：等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する。
要素６：２以上の芳香族クラスのそれぞれは部分的に水素化された芳香族環を有する。
要素７：２以上の芳香族クラスのそれぞれは、ベンゼン、トルエン、キシレン（例えば、オルト－、メタ－、パラ－キシレン）、ナフタレン、１－メチルナフタレン、２－メチルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾピレン、ピセンコロネン（picenecoronene）、クリセン、テトラセン、ペンタセン、トリフェニレン、コランニュレン、ベンゾ［ｊ］フルオランセン、ベンゾ［ｃ］フルオレン、ペリレン、ベンゾ－ペリレン、オバレン、ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TM、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される。
要素８：芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比は約１０：１から約１：１０までである。
要素９：芳香族原料：ホルムアルデヒドの当量のモル比は１：３である。
要素１０：芳香族原料：硫酸のモル比は約１：０．００１から約１：２０までである。
要素１１：芳香族原料：硫酸のモル比は１：２である。
要素１２：等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する。
要素１３：等方性ピッチ組成物は、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する。
要素１４：熱処理は熱浸漬及び／又は脱歴である。
要素１５：脱歴は、室温から２８０°Ｃまでに及ぶ温度で、大気圧から７００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で、及び／又は約１時間から３時間までに及ぶ反応時間で実施される。
要素１６：脱歴のために使用する溶媒は、トルエン、へプタン、又は様々な比率でのこれら２つの組合せからなる群より選択される。
要素１７：熱処理は、大気圧から１，０００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で実施される。
要素１８：メソフェーズピッチ組成物は、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき、約４０ｖｏｌ％から約１００％までに及ぶメソフェーズ含量を有する。
要素１９：前記要素のいずれかのメソフェーズピッチ組成物を用いて調製される繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブ。
【0030】
非限定的な例によると、Ａに適用することができる例示的な組み合わは、以下を含むが、これらに限定されない：１又は２及び３；１又は２及び４；１又は２及び５；１又は２及び６；１又は２及び７；１又は２及び８；１又は２及び９；１又は２及び１０；１又は２及び１１；１又は２及び１２；１又は２及び１３；１又は２及び１４；１又は２及び１５；１又は２及び１６；１又は２及び１７；１又は２及び１８；１又は２及び１９；１又は２及び６及び７；１又は２及び１３及び１４；１５及び１６。
非限定的な例によると、Ｂに適用することができる例示的な組合せは、以下を含むが、これらに限定されない：１又は２及び３；１又は２及び４；１又は２及び５；１又は２及び６；１又は２及び７；１又は２及び８；１又は２及び９；１又は２及び１０；１又は２及び１１；１又は２及び１２；１又は２及び１３；１又は２及び１４；１又は２及び１５；１又は２及び１６；１又は２及び１７；１又は２及び１８；１又は２及び１９；１又は２及び６及び７；１又は２及び１３及び１４；１５及び１６；１又は２及び１８及び１９。
本開示の実施形態の理解をより促すため、以下の好ましい実施例又は代表的な実施態様を示す。以下の実施例は、発明の範囲を限定又は定義するような方法で解釈してはならない。
非限定的な例によると、Ｂに適用することができる例示的な組合せは、以下を含むが、これらに限定されない：１又は２及び３；１又は２及び４；１又は２及び５；１又は２及び６；１又は２及び７；１又は２及び８；１又は２及び９；１又は２及び１０；１又は２及び１１；１又は２及び１２；１又は２及び１３；１又は２及び１４；１又は２及び１５；１又は２及び１６；１又は２及び１７；１又は２及び１８；１又は２及び１９；１又は２及び６及び７；１又は２及び１３及び１４；１５及び１６；１又は２及び１８及び１９。
本開示の実施形態の理解をより促すため、以下の好ましい実施例又は代表的な実施態様を示す。以下の実施例は、発明の範囲を限定又は定義するような方法で解釈してはならない。
【実施例】
【0031】
ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TM Ｆｌｕｉｄを除く、全ての溶媒及び試薬は、シグマアルドリッチ社又はフィッシャーサイエンティフィック社より購入し、入手した状態で更に精製することなく使用した。別段明記しない限り、全ての反応は、標準的なＮ2雰囲気下で実施した。ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TM Ｆｌｕｉｄ（「ナフタレンフリー」グレード）は、ＡＲ－２００TM（例えば、ＳＯＬＶＥＳＳＯTM ２００ Ｆｌｕｉｄ）とも称され、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌケミカル社より入手し、入手した状態で使用した。
【0032】
等方性ピッチ組成物の合成のための一般手順：３口丸底フラスコに対して、芳香族分子（１モル当量）、１８Ｍ硫酸（２モル当量）、及び酢酸（全体積２００ｍＬに調整）を加えた。ホルムアルデヒド溶液（３モル当量、３５ｗｔ％水溶液、又は希ＮａＯＨ中で事前に溶解したパラホルムアルデヒド）を含む滴下漏斗を３口丸底フラスコに取り付けた。（反応スケールに応じて大型スターラーバー又はメカニカルスターラーのいずれかで）高速攪拌しながら、混合液を１００°Ｃに加熱する。温度が６０°Ｃに達したら、ホルムアルデヒド溶液を、２．５時間～３時間の時間をかけて非常にゆっくりと混合液に滴下で加えて、その間反応混合液を加熱し続け、９０°Ｃから１００°Ｃまでに及ぶ温度を維持した。滴下終了後、混合液を、１００°Ｃで更に１時間～３時間更に加熱し、その後温度を室温まで冷却した。水を加え、スラリー状の混合液を濾過し、固形物を希アンモニア又は水酸化ナトリウムで完全に洗浄し、最後に水で洗浄し、ゲル状又は粉状の残渣のいずれか（使用する反応条件及び芳香族出発原料に依存する）を得た。
【0033】
表１は、等方性ピッチ組成物の反応条件及び物性を示す。実施例１では、パラホルムアルデヒドを用いて、ナフタレン対硫酸対ホルムアルデヒドの比率を１：１０：３で使用した。実施例２では、３５％ホルムアルデヒド溶液を用いて、ナフタレン対硫酸対ホルムアルデヒドの比率を１：２：３で使用した。実施例３では、ＮａＯＨの希釈液中でパラホルムアルデヒドより調製したホルムアルデヒド溶液を用いて、ナフタレン対硫酸対ホルムアルデヒドの比率を１：２：３で使用した。
【0034】
【表1】
【0035】
図１は、二量体、三量体、四量体、五量体、及び六量体を含む５種のオリゴマーの存在を示す等方性ピッチ組成物（実施例２）のレーザー脱離イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）である。ナフタレンより形成される等方性ピッチ組成物（実施例２）の質量分析の解析は、二量体から六量体までのオリゴマーの範囲の分布（ＭＷ２００ｇ／ｍоｌ～９００ｇ／ｍоｌ）を示し、その中で主要な成分は三量体から五量体の範囲（ＭＷ４００ｇ／ｍоｌ～７００ｇ／ｍоｌ）であった。
【0036】
合成した等方性ピッチ組成物（実施例１～８）の温和な熱処理により、対応するメソフェーズピッチ組成物が形成された。熱処理は、等方性ピッチ組成物の各オリゴマー間で脱水素的環化を誘導するのに十分な温度で且つ熱分解を防ぐため高すぎない温度で実施した。ピッチ組成物の反応条件及び物性は、表２に示す。
芳香族分子間の各メチレン架橋は、環化手段としての役割を果たした。熱処理（例えば熱浸漬）は３００°Ｃから４２０°Ｃまでに及ぶ温度で実施したが、この温度はピッチ製造のための従来の熱変換工程（すなわち、典型的には４２０°Ｃから５５０°Ｃまでに及ぶ）より大幅に下回る。表２は、ナフタレンベースオリゴマーを含有する等方性ピッチ組成物（実施例２）の３００°Ｃから３５０°Ｃまでに及ぶ温度での熱処理により得られたメソフェーズピッチ組成物（実施例９－１１）の結果を示す。メソフェーズピッチ組成物（実施例９－１１）のＭＣＲ値は、等方性ピッチ組成物（実施例２）のＭＣＲ値よりも高かった。メソフェーズピッチ組成物（実施例９－１１）のＴsp値は、等方性ピッチ組成物（実施例２）のＴsp値よりも高く、熱処理温度が増加するにつれて、メソフェーズピッチ組成物のＴspが低下することに留意されたい。実施例９－１１は、メソフェーズを一切含んでいなかった。実施例９－１１より得られた結果は、メソフェーズ形成のための最小温度要件を強調する。
芳香族分子間の各メチレン架橋は、環化手段としての役割を果たした。熱処理（例えば熱浸漬）は３００°Ｃから４２０°Ｃまでに及ぶ温度で実施したが、この温度はピッチ製造のための従来の熱変換工程（すなわち、典型的には４２０°Ｃから５５０°Ｃまでに及ぶ）より大幅に下回る。表２は、ナフタレンベースオリゴマーを含有する等方性ピッチ組成物（実施例２）の３００°Ｃから３５０°Ｃまでに及ぶ温度での熱処理により得られたメソフェーズピッチ組成物（実施例９－１１）の結果を示す。メソフェーズピッチ組成物（実施例９－１１）のＭＣＲ値は、等方性ピッチ組成物（実施例２）のＭＣＲ値よりも高かった。メソフェーズピッチ組成物（実施例９－１１）のＴsp値は、等方性ピッチ組成物（実施例２）のＴsp値よりも高く、熱処理温度が増加するにつれて、メソフェーズピッチ組成物のＴspが低下することに留意されたい。実施例９－１１は、メソフェーズを一切含んでいなかった。実施例９－１１より得られた結果は、メソフェーズ形成のための最小温度要件を強調する。
【0037】
【表2】
表２（続き）．
【0038】
図２は、熱浸漬処理後の実施例２とその対応するメソトロピックピッチ組成物（実施例９－１１）のレーザー脱離イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）である。実施例９及び１０で有意に縮合された分子が観察された。
図３は、メソフェーズピッチ組成物（実施例９－１１）中に含有されるオリゴマーの分布を描くグラフである。図３は、実施例２の熱浸漬後に四量体が主生成物であったことを示す。
質量分析の解析により、熱処理された等方性ピッチ組成物が脱水素的環化反応を受け、炭素数の変化が非常に少なく、軽度～重度の水素不足な新分子が生じたことが明らかとなった。図４Ａ及び４Ｂは、熱浸漬処理後の等方性ピッチ組成物（実施例２）及びその対応するメソトロピックピッチ組成物（実施例９－１１）の質量分析を描く。広域スペクトルは、熱処理の温度が増加したことに伴う縮合の程度を明らかにした。熱の増加により縮合された分子が観察された（図４Ｂ参照）。同一の炭素数の種について、処理された試料において最大で８個の水素原子の損失が観察されたが、このことは環化したことを示すだけでなく、広範な芳香族化反応の証拠でもある。得られた種は、高品質ピッチのための理想的な分子である高度に共役した芳香族種であると考えられる。
図５は、熱浸漬処理後のメソトロピックピッチ組成物（実施例１０）のＣ３２同定を描くマススペクトルである。
図６は、熱浸漬処理後の等方性ピッチ組成物（実施例２）及びその対応するメソトロピックピッチ組成物（実施例１０）のマススペクトルであり、メソフェーズの形成及び炭素数の再分配のための反応機構を描いている。
図３は、メソフェーズピッチ組成物（実施例９－１１）中に含有されるオリゴマーの分布を描くグラフである。図３は、実施例２の熱浸漬後に四量体が主生成物であったことを示す。
質量分析の解析により、熱処理された等方性ピッチ組成物が脱水素的環化反応を受け、炭素数の変化が非常に少なく、軽度～重度の水素不足な新分子が生じたことが明らかとなった。図４Ａ及び４Ｂは、熱浸漬処理後の等方性ピッチ組成物（実施例２）及びその対応するメソトロピックピッチ組成物（実施例９－１１）の質量分析を描く。広域スペクトルは、熱処理の温度が増加したことに伴う縮合の程度を明らかにした。熱の増加により縮合された分子が観察された（図４Ｂ参照）。同一の炭素数の種について、処理された試料において最大で８個の水素原子の損失が観察されたが、このことは環化したことを示すだけでなく、広範な芳香族化反応の証拠でもある。得られた種は、高品質ピッチのための理想的な分子である高度に共役した芳香族種であると考えられる。
図５は、熱浸漬処理後のメソトロピックピッチ組成物（実施例１０）のＣ３２同定を描くマススペクトルである。
図６は、熱浸漬処理後の等方性ピッチ組成物（実施例２）及びその対応するメソトロピックピッチ組成物（実施例１０）のマススペクトルであり、メソフェーズの形成及び炭素数の再分配のための反応機構を描いている。
【0039】
表３は、ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TM－ベースの等方性ピッチ組成物（メソフェーズピッチ組成物、実施例１２－１３）の条件及び熱処理後に得られた結果を示す。熱処理は、オートクレーブ中で、４２０°Ｃ、圧力３００ｐｓｉで、以下に従い３時間実施した：ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TMをまずシンチレーションバイアルに導入し、その後そのバイアルを開口したまま、ケイ砂をプレロードしたオートクレーブに挿入した。全体的な設定は圧力下での「開口」の熱処理を刺激し、ここで反応中ガス状物質はバイアルから放出されたが、反応の終点では必ずしもバイアル内に回収されるとは限らなかった。
図７は、大型メソフェーズドメインを描く実施例１２の偏光顕微鏡であり、こうして、得られた固形残渣（２０％単離回収）が大型メソフェーズドメイン（即ち、図７中に示す白色ドメイン）を表すことを示している。
図８は、メソフェーズピッチ組成物である実施例１２のレーザー脱離イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）である。
図７は、大型メソフェーズドメインを描く実施例１２の偏光顕微鏡であり、こうして、得られた固形残渣（２０％単離回収）が大型メソフェーズドメイン（即ち、図７中に示す白色ドメイン）を表すことを示している。
図８は、メソフェーズピッチ組成物である実施例１２のレーザー脱離イオン化質量分析（ＬＤＩ－ＭＳ）である。
【0040】
【表3】
表３（続き）．
【0041】
表４は、１－メチルナフタレン－ホルムアルデヒドベースの等方性ピッチ組成物の条件及び熱処理後に得られた結果を示す。実施例１４は、反応器（従来のオートクレーブ）中３００ｐｓｉで実施し、ここで反応後に軽量分子を凝縮させて生成物残渣に戻した。回収した残渣は、約５０°Ｃの低融点を有し、メソフェーズを有さなかった。回収した残渣は、更に、へプタン／トルエンの混合溶媒（７０：３０、ｖ／ｖ）を溶媒対サンプル比１０で使用して脱歴処理し、その後メソフェーズ（６０％メソフェーズ）の生成が生じた。図９は、大型メソフェーズドメイン（即ち、図９中に示す白色ドメイン）を描く実施例１５の偏光顕微鏡である。
【0042】
【表4】
表４（続き）
【0043】
本明細書に記載される全ての書面は、そのような慣習が許容される全法域の目的で、本明細書中の参考文献により包含され、そこには本文章と一貫性のある範囲内で、あらゆる優先権書面及び／又は試験手順が含まれる。本開示の形態が説明及び開示される一方、前述の一般的記載及び特定の実施形態より明らかな通り、本開示の主旨及び範囲から離れることのない範囲で様々な修飾を施すことができる。従って、本開示はそれにより限定されることは意図されない。例えば、本明細書に記載される組成物は、任意の成分、若しくは本明細書中に明確に列挙又は開示されていない組成物を有さなくてもよい。任意の方法は、本明細書に列挙又は開示されない任意の工程を欠いてもよい。同様に、用語「含有する」は、用語「含む」と同義であると考えられる。方法、組成物、要素、又は要素の群が暫定的表現「含有する」に先行されるときはいつでも、組成物、単一要素、又は複数要素の列挙に先行して、及び逆も同様で、暫定的表現「から本質的になる」、「からなる」、「からなる群より選択される」、又は「である」とともに、同一の組成物又は構成物の群もまた考察されることが理解される。
本明細書中に、１又は複数の発明要素を包含する１又は複数の例示的な具体例を示す。明確性のために、本出願中に自然な実施の特徴全てを記載せず、又は示さない。本発明の１又は複数の要素を包含する自然な実施形態の開発において、開発者の目標を達成するために、実施により及び時折変化する、システムに関連した、事業に関連した、政治に関連した、及びその他の制約の順守等の数多くの特定目的の決定をしなければならないことが理解される。開発者の努力は多大な時間を必要とし得る一方、それでもなお、そのような努力は当業者にとっては習慣的な仕事であり、この開示の利益を有しているであろう。
他に明示されない限り、分子量、反応条件等の要因、特性の量を表現し、及びその他本明細書及び関連する請求項で使用される全ての数字は、用語「約」により全ての例において修飾されるものとして理解されなければならない。従って、反対に示されない限り、以下の本明細書及び添付の請求項で明記される数値的パラメーターは、本発明の実施形態により得られるであろう所望の特性に依存して変化してもよい近似値である。最低限、及び特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値的パラメーターは、少なくとも、報告される重要なアラビア数字の数の観点から、及び通常の四捨五入する手法を適用することにより解釈されるべきである。
下限及び上限とともに数値的範囲が開示されるときはいつでも、任意の数字及び上記範囲内に収まる任意の含まれた範囲は特に開示され、下限及び上限を含む。特に、本明細書で開示される（「約ａから約ｂまで」、又は同等に「およそａからｂまで」又は同等に「およそａ－ｂ」の形態の）各値の範囲は、より幅広い値の範囲内で包含される各数字及び範囲を明記するものとして理解される。更に、請求項中の用語は、特許権者により明白且つ明確に定義されない限り、率直な、通常の意味を有する。その上、請求項で用いられる非限定的な冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、それが示す１又は複数の要素を意味するものとして本明細書中に定義される。
本明細書中に、１又は複数の発明要素を包含する１又は複数の例示的な具体例を示す。明確性のために、本出願中に自然な実施の特徴全てを記載せず、又は示さない。本発明の１又は複数の要素を包含する自然な実施形態の開発において、開発者の目標を達成するために、実施により及び時折変化する、システムに関連した、事業に関連した、政治に関連した、及びその他の制約の順守等の数多くの特定目的の決定をしなければならないことが理解される。開発者の努力は多大な時間を必要とし得る一方、それでもなお、そのような努力は当業者にとっては習慣的な仕事であり、この開示の利益を有しているであろう。
他に明示されない限り、分子量、反応条件等の要因、特性の量を表現し、及びその他本明細書及び関連する請求項で使用される全ての数字は、用語「約」により全ての例において修飾されるものとして理解されなければならない。従って、反対に示されない限り、以下の本明細書及び添付の請求項で明記される数値的パラメーターは、本発明の実施形態により得られるであろう所望の特性に依存して変化してもよい近似値である。最低限、及び特許請求の範囲に対する均等論の適用を制限する試みとしてではなく、各数値的パラメーターは、少なくとも、報告される重要なアラビア数字の数の観点から、及び通常の四捨五入する手法を適用することにより解釈されるべきである。
下限及び上限とともに数値的範囲が開示されるときはいつでも、任意の数字及び上記範囲内に収まる任意の含まれた範囲は特に開示され、下限及び上限を含む。特に、本明細書で開示される（「約ａから約ｂまで」、又は同等に「およそａからｂまで」又は同等に「およそａ－ｂ」の形態の）各値の範囲は、より幅広い値の範囲内で包含される各数字及び範囲を明記するものとして理解される。更に、請求項中の用語は、特許権者により明白且つ明確に定義されない限り、率直な、通常の意味を有する。その上、請求項で用いられる非限定的な冠詞「ａ」又は「ａｎ」は、それが示す１又は複数の要素を意味するものとして本明細書中に定義される。
【0044】
それ故、本開示は、言及される並びにその固有の目的及び利点を達成するためによく適応される。本開示は、異なるもののその技術分野の通常の技術を有し、及び本明細書で教示された利益を有することが明らかである同等な方法で修飾され、実施されうるため、上述で開示した特定の実施形態は、例示的なものにすぎない。更に、以下の請求項に記載されるものを以外、本明細書に示される構造又は設計の詳細に対して限定は意図されない。それ故、上記で開示される特定の例示的な実施形態は、変更され、組み合わされ、又は修飾されてもよく、そのような全ての変化形は、本開示の範囲及び主旨に含まれると考えられることは明白である。本明細書で例示的に開示された実施形態は、本明細書で特に開示されたものでない任意の要素及び／又は本明細書で開示された任意の選択的な要素無しで適切に実施されてもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【手続補正書】
【提出日】2023-09-29
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
各芳香族クラス間が少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理して、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を生成することを含む方法であって、熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環が形成される、方法。
【請求項2】
２以上の芳香族クラスのそれぞれが、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族であり、置換芳香族が、Ｃ
1
～Ｃ
20
ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ
1
～Ｃ
20
ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ
1
～Ｃ
20
ヒドロカルビル三置換芳香族、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択され、及び２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化して１又は複数の６員環を形成し、続いて脱水素的芳香族化を行い、高芳香族性メソフェーズピッチ組成物を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項3】
以下により等方性ピッチ組成物を生成し、
芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比が約１０：１から約１：１０までであり、又は芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比が１：３であり、
芳香族原料：硫酸のモル比が約１：０．００１から約１：２０までであり、又は芳香族原料：硫酸のモル比が１：２であり、
メソフェーズピッチ組成物が、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき、約４０ｖｏｌ％から約１００％までに及ぶメソフェーズ含量を有する、請求項１に記載の方法：
１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料を酢酸及び硫酸と混合して第一混合物を生成すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物を加熱すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物に対してホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドを添加して、反応生成物の組成物を含有する第二混合物を生成すること
；
第二混合物を濾過すること；及び
等方性ピッチ組成物を単離すること。
【請求項4】
等方性ピッチ組成物が、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有し、２以上の芳香族クラスのそれぞれが部分的に水素化された芳香族環を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項5】
２以上の芳香族クラスのそれぞれが、ベンゼン、トルエン、キシレン（例えば、オルト－、メタ－、パラ－キシレン）、ナフタレン、１－メチルナフタレン、２－メチルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾピレン、ピセンコロネン（picenecoronene）、クリセン、テトラセン、ペンタセン、トリフェニレン、コランニュレン、ベンゾ［ｊ］フルオランセン、ベンゾ［ｃ］フルオレン、ペリレン、ベンゾ－ペリレン、オバレン、ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００TM、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項6】
等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、又は等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、請求項１に記載の方法。
【請求項7】
熱処理が熱浸漬及び／又は脱歴であり、脱歴が、室温から２８０°Ｃまでに及ぶ温度で、大気圧から７００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で、及び／又は約１時間から３時間までに及ぶ反応時間で実施され、脱歴のために使用する溶媒が、トルエン、へプタン、又は様々な比率でのこれら２つの組合せからなる群より選択され、熱処理が、大気圧から１，０００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で実施される、請求項１に記載の方法。
【請求項8】
請求項１～７のいずれか１項に記載のメソフェーズピッチ組成物を用いて調製される、繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブ。
【請求項9】
約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物であって、メソフェーズピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを有する等方性ピッチ組成物より生成され、
及び、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔsp）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する、メソフェーズピッチ組成物。
【請求項10】
２以上の芳香族クラスのそれぞれが、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族であり、及び等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、請求項９に記載のメソフェーズピッチ組成物。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0044】
それ故、本開示は、言及される並びにその固有の目的及び利点を達成するためによく適応される。本開示は、異なるもののその技術分野の通常の技術を有し、及び本明細書で教示された利益を有することが明らかである同等な方法で修飾され、実施されうるため、上述で開示した特定の実施形態は、例示的なものにすぎない。更に、以下の請求項に記載されるものを以外、本明細書に示される構造又は設計の詳細に対して限定は意図されない。それ故、上記で開示される特定の例示的な実施形態は、変更され、組み合わされ、又は修飾されてもよく、そのような全ての変化形は、本開示の範囲及び主旨に含まれると考えられることは明白である。本明細書で例示的に開示された実施形態は、本明細書で特に開示されたものでない任意の要素及び／又は本明細書で開示された任意の選択的な要素無しで適切に実施されてもよい。
本発明のまた別の態様は、以下の通りであってもよい。
〔１〕各芳香族クラス間が少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理して、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔ sp ）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を生成することを含む方法であって、
熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環が形成される、方法。
〔２〕２以上の芳香族クラスのそれぞれが、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族である、前記〔１〕に記載の方法。
〔３〕置換芳香族が、Ｃ 1 ～Ｃ 20 ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ 1 ～Ｃ 20 ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ 1 ～Ｃ 20 ヒドロカルビル三置換芳香族、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される、前記〔２〕に記載の方法。
〔４〕２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化して１又は複数の６員環を形成し、続いて脱水素的芳香族化を行い、高芳香族性メソフェーズピッチ組成物を生成する、前記〔１〕に記載の方法。
〔５〕以下により等方性ピッチ組成物を生成する、前記〔１〕に記載の方法：
１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料を酢酸及び硫酸と混合して第一混合物を生成すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物を加熱すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物に対してホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドを添加して、反応生成物の組成物を含有する第二混合物を生成すること
；
第二混合物を濾過すること；及び
等方性ピッチ組成物を単離すること。
〔６〕等方性ピッチ組成物が、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔ sp ）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する、前記〔１〕に記載の方法。
〔７〕２以上の芳香族クラスのそれぞれが部分的に水素化された芳香族環を有する、前記〔１〕に記載の方法。
〔８〕２以上の芳香族クラスのそれぞれが、ベンゼン、トルエン、キシレン（例えば、オルト－、メタ－、パラ－キシレン）、ナフタレン、１－メチルナフタレン、２－メチルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾピレン、ピセンコロネン（picenecoronene）、クリセン、テトラセン、ペンタセン、トリフェニレン、コランニュレン、ベンゾ［ｊ］フルオランセン、ベンゾ［ｃ］フルオレン、ペリレン、ベンゾ－ペリレン、オバレン、ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００ TM 、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される、前記〔１〕に記載の方法。
〔９〕芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比が約１０：１から約１：１０までである、前記〔５〕に記載の方法。
〔１０〕芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比が１：３である、前記〔５〕に記載の方法。
〔１１〕芳香族原料：硫酸のモル比が約１：０．００１から約１：２０までである、前記〔５〕に記載の方法。
〔１２〕芳香族原料：硫酸のモル比が１：２である、前記〔５〕に記載の方法。
〔１３〕等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、前記〔１〕に記載の方法。
〔１４〕等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、前記〔１〕に記載の方法。
〔１５〕熱処理が熱浸漬及び／又は脱歴である、前記〔１〕に記載の方法。
〔１６〕脱歴が、室温から２８０°Ｃまでに及ぶ温度で、大気圧から７００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で、及び／又は約１時間から３時間までに及ぶ反応時間で実施される、前記〔１５〕に記載の方法。
〔１７〕脱歴のために使用する溶媒が、トルエン、へプタン、又は様々な比率でのこれら２つの組合せからなる群より選択される、前記〔１５〕又は〔１６〕に記載の方法。
〔１８〕熱処理が、大気圧から１，０００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で実施される、前記〔１〕に記載の方法。
〔１９〕メソフェーズピッチ組成物が、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき、約４０ｖｏｌ％から約１００％までに及ぶメソフェーズ含量を有する、前記〔１２〕～〔１８〕のいずれかに記載の方法。
〔２０〕前記〔１〕～〔１９〕のいずれかに記載のメソフェーズピッチ組成物を用いて調製される、繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブ。
〔２１〕約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔ sp ）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物であって、
メソフェーズピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを有する等方性ピッチ組成物より生成され、
及び、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔ sp ）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する、メソフェーズピッチ組成物。
〔２２〕２以上の芳香族クラスのそれぞれが、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族である、前記〔２１〕に記載のメソフェーズピッチ組成物。
〔２３〕等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、前記〔２１〕に記載のメソフェーズピッチ組成物。
本発明のまた別の態様は、以下の通りであってもよい。
〔１〕各芳香族クラス間が少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを含有する等方性ピッチ組成物を、約３００°Ｃ～約５００°Ｃの温度で熱処理して、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔ sp ）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物を生成することを含む方法であって、
熱処理により、２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化が誘導され、１又は複数の５員環及び／又は６員環が形成される、方法。
〔２〕２以上の芳香族クラスのそれぞれが、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族である、前記〔１〕に記載の方法。
〔３〕置換芳香族が、Ｃ 1 ～Ｃ 20 ヒドロカルビル一置換芳香族、Ｃ 1 ～Ｃ 20 ヒドロカルビル二置換芳香族、Ｃ 1 ～Ｃ 20 ヒドロカルビル三置換芳香族、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される、前記〔２〕に記載の方法。
〔４〕２以上の芳香族クラスのうちの少なくとも２つの間で環化して１又は複数の６員環を形成し、続いて脱水素的芳香族化を行い、高芳香族性メソフェーズピッチ組成物を生成する、前記〔１〕に記載の方法。
〔５〕以下により等方性ピッチ組成物を生成する、前記〔１〕に記載の方法：
１又は複数の芳香族クラスを含有する芳香族原料を酢酸及び硫酸と混合して第一混合物を生成すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物を加熱すること；
約４０°Ｃ～約４００°Ｃの温度で第一混合物に対してホルムアルデヒド及び／又はパラホルムアルデヒドを添加して、反応生成物の組成物を含有する第二混合物を生成すること
；
第二混合物を濾過すること；及び
等方性ピッチ組成物を単離すること。
〔６〕等方性ピッチ組成物が、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔ sp ）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する、前記〔１〕に記載の方法。
〔７〕２以上の芳香族クラスのそれぞれが部分的に水素化された芳香族環を有する、前記〔１〕に記載の方法。
〔８〕２以上の芳香族クラスのそれぞれが、ベンゼン、トルエン、キシレン（例えば、オルト－、メタ－、パラ－キシレン）、ナフタレン、１－メチルナフタレン、２－メチルナフタレン、アントラセン、フェナントレン、ピレン、ベンゾピレン、ピセンコロネン（picenecoronene）、クリセン、テトラセン、ペンタセン、トリフェニレン、コランニュレン、ベンゾ［ｊ］フルオランセン、ベンゾ［ｃ］フルオレン、ペリレン、ベンゾ－ペリレン、オバレン、ＡＲＯＭＡＴＩＣ－２００ TM 、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される、前記〔１〕に記載の方法。
〔９〕芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比が約１０：１から約１：１０までである、前記〔５〕に記載の方法。
〔１０〕芳香族原料：ホルムアルデヒド当量のモル比が１：３である、前記〔５〕に記載の方法。
〔１１〕芳香族原料：硫酸のモル比が約１：０．００１から約１：２０までである、前記〔５〕に記載の方法。
〔１２〕芳香族原料：硫酸のモル比が１：２である、前記〔５〕に記載の方法。
〔１３〕等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ７、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ８、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ９、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、前記〔１〕に記載の方法。
〔１４〕等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、前記〔１〕に記載の方法。
〔１５〕熱処理が熱浸漬及び／又は脱歴である、前記〔１〕に記載の方法。
〔１６〕脱歴が、室温から２８０°Ｃまでに及ぶ温度で、大気圧から７００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で、及び／又は約１時間から３時間までに及ぶ反応時間で実施される、前記〔１５〕に記載の方法。
〔１７〕脱歴のために使用する溶媒が、トルエン、へプタン、又は様々な比率でのこれら２つの組合せからなる群より選択される、前記〔１５〕又は〔１６〕に記載の方法。
〔１８〕熱処理が、大気圧から１，０００ｐｓｉまでに及ぶ圧力で実施される、前記〔１〕に記載の方法。
〔１９〕メソフェーズピッチ組成物が、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき、約４０ｖｏｌ％から約１００％までに及ぶメソフェーズ含量を有する、前記〔１２〕～〔１８〕のいずれかに記載の方法。
〔２０〕前記〔１〕～〔１９〕のいずれかに記載のメソフェーズピッチ組成物を用いて調製される、繊維、酸化繊維、炭化繊維、グラファイト繊維、繊維ウェブ、酸化繊維ウェブ、炭化繊維ウェブ、又はグラファイト繊維ウェブ。
〔２１〕約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、約１００°Ｃ以上の軟化点（Ｔ sp ）、メソフェーズピッチ組成物の全体積に基づき約０．０１ｖｏｌ％～１００ｖｏｌ％のメソフェーズ含量、及びメソフェーズピッチ組成物の全重量に基づき約２５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有するメソフェーズピッチ組成物であって、
メソフェーズピッチ組成物は、各芳香族クラス間で少なくとも１つのメチレン架橋で連結された２以上の芳香族クラスを有する等方性ピッチ組成物より生成され、
及び、等方性ピッチ組成物は、約３００ｇ／ｍоｌ～約２，０００ｇ／ｍоｌの重量平均分子量（Ｍｗ）、５０°Ｃ以上の軟化点（Ｔ sp ）、及び等方性ピッチ組成物の全重量に基づき約１５ｗｔ％以上のマイクロ残留炭素分（ＭＣＲ）を有する、メソフェーズピッチ組成物。
〔２２〕２以上の芳香族クラスのそれぞれが、１員環芳香族（ＡＲＣ１）、２員環芳香族（ＡＲＣ２）、３員環芳香族（ＡＲＣ３）、４員環芳香族（ＡＲＣ４）、５員環芳香族（ＡＲＣ５）、６員環芳香族（ＡＲＣ６）、７員環芳香族（ＡＲＣ７）、８員環芳香族（ＡＲＣ８）、９員環芳香族（ＡＲＣ９）、１０員環又はそれ以上の環式の芳香族（ＡＲＣ１０＋）、及びそれらの任意の組合せからなる群より選択される無置換芳香族及び／又は置換芳香族である、前記〔２１〕に記載のメソフェーズピッチ組成物。
〔２３〕等方性ピッチ組成物が、等方性ピッチ組成物の全重量に基づき、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ１、０．１ｗｔ％～１００ｗｔ％のＡＲＣ２、０．１ｗｔ％～８０ｗｔ％のＡＲＣ３、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ４、０．１ｗｔ％～５０ｗｔ％のＡＲＣ５、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ６、０．１ｗｔ％～２５ｗｔ％のＡＲＣ７、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ８、０ｗｔ％～１０ｗｔ％のＡＲＣ９、０ｗｔ％～５ｗｔ％のＡＲＣ１０＋を含有する、前記〔２１〕に記載のメソフェーズピッチ組成物。
【国際調査報告】