CN115135822B - 沥青基极细碳纤维和沥青基极细碳纤维分散体 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，提供沥青基极细碳纤维，其是含有氮原子的沥青基极细碳纤维，平均纤维直径超过100nm且900nm以下，通过X射线光电子能谱法(XPS)测得的该氮原子的含量为1.00原子%以下，并且真密度为1.95〜2.20g/cm3。

Description

沥青基极细碳纤维和沥青基极细碳纤维分散体
技术领域
本发明涉及沥青基极细碳纤维和包含该沥青基极细碳纤维的分散体。
背景技术
目前，开发了以碳纳米管为代表的各种碳纳米材料，作为具有各种功能的材料而受到关注。
然而，碳纳米材料容易聚集，通常难以在树脂或溶剂中分散。因此，存在无法充分发挥其特性而妨碍在各种用途中应用、发展的问题。
作为提高碳纳米管在水等中的分散性的方法，例如，专利文献1中记载了：在发烟硝酸中或发烟硝酸与浓硫酸的混酸中进行90℃、6小时的超声波处理以在碳纳米管上附加硝基的方法。另外，专利文献2中记载了：为了在极性溶剂中分散，使用硝酸与硫酸的混酸将羧基或酚式羟基结合于碳纳米管表面的方法。
然而，基于引入官能团的表面处理方法被指出存在以下问题：碳纳米管因过度的氧化处理而断开，丧失作为纳米材料的特性的问题；或氧化处理不充分而导致分散性差的问题。另外，工序繁杂，从作业环境的观点来看也不优选。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-24127号公报；
专利文献2：日本特开2017-137232号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
鉴于上述现有课题，本发明的目的在于：提供容易分散于水性溶剂的亲水性优异的沥青基极细碳纤维。另外，本发明的目的还在于：提供含有上述沥青基极细碳纤维和水的沥青基极细碳纤维分散体。
用于解决课题的手段
本发明人尝试了如直接向碳纳米材料中引入官能团等的、除碳纳米材料的表面状态的改质以外的思路。然后，发现了：通过在以中间相沥青为原料的沥青基极细碳纤维中含有少量来自氮氧化物的氮原子，对水的亲和性提高，从而完成了本发明。
即，本发明如下所述。
[1] 沥青基极细碳纤维，其是含有氮原子的沥青基极细碳纤维，平均纤维直径超过100nm且900nm以下，通过X射线光电子能谱法(XPS)测得的该氮原子的含量为1.00原子%以下，并且真密度为1.95〜2.20g/cm3。
[2] 根据[1]所述的沥青基极细碳纤维，其平均长径比(aspect ratio)为30以上。
[3] 根据[1]或[2]所述的沥青基极细碳纤维，其中，通过广角X射线测定测得的相邻石墨片之间的距离(d002)为0.3400nm以上。
[4] 根据[1]或[2]所述的沥青基极细碳纤维，其中，通过X射线衍射法测得的石墨烯(网平面组)的厚度(Lc)为30nm以下。
[5] 沥青基极细碳纤维分散体，其含有[1]所述的沥青基极细碳纤维和水。
发明效果
本发明的沥青基极细碳纤维通过在其表面附近存在特定量的氮原子，尽管是碳纳米材料，但在水性溶剂中的分散性良好，并且导电性也优异。因此，本发明的沥青基极细碳纤维在要求分散性或导电性的领域优选使用。例如，可用作具有防静电性能的水性导电性涂料的原料。
另外，本发明的沥青基极细碳纤维不使用硝酸或硫酸等强酸来引入官能团，因此对环境的负担少。
附图说明
[图1]是显示实施例和比较例中的沥青基极细碳纤维对水性溶剂的分散性的评价结果的照片。
[图2]是表示本发明的沥青基极细碳纤维的密度与粉体体积电阻率的关系的曲线图。
具体实施方式
本发明为沥青基极细碳纤维，其是至少含有氮原子的沥青基极细碳纤维，平均纤维直径超过100nm且900nm以下，通过X射线光电子能谱法(XPS)测得的氮原子的含量为1.00原子% (atm%)以下，并且，真密度为1.95〜2.20g/cm3。这里，本发明中的沥青基是指以在熔融状态下可形成光学各向异性相(液晶相)的中间相沥青为原料。
(沥青基极细碳纤维的制造方法)
本发明的沥青基极细碳纤维例如可通过以下的方法来制造。
即，包括以下工序：
(1) 纤维化工序，通过将由100质量份的热塑性树脂和1〜150质量份的中间相沥青构成的组合物在熔融状态下成型，将上述中间相沥青进行纤维化而得到树脂复合纤维；
(2) 稳定化工序，使包含氮氧化物的氧化性气体与上述树脂复合纤维接触进行稳定化，同时在氧化反应的过程中得到在中间相沥青中引入了氮原子的树脂复合稳定化纤维；
(3) 热塑性树脂去除工序，从上述树脂复合稳定化纤维中去除上述热塑性树脂，得到稳定化纤维；以及
(4) 加热烧制工序，在惰性气氛下、于500℃以上且低于1700℃下加热上述稳定化纤维，使一部分上述氮原子脱离，同时得到碳纤维。
首先，调制在热塑性树脂内分散中间相沥青而形成的中间相沥青组合物。作为调制方法，可列举：将热塑性树脂和中间相沥青在熔融状态下混炼的方法。作为混炼温度，只要热塑性树脂和中间相沥青为熔融状态即可，没有特别限定，优选为100〜400℃。作为热塑性树脂与中间相沥青的混炼比例，相对于100质量份的热塑性树脂，中间相沥青通常为1〜150质量份。
这里，作为中间相沥青，可列举：以煤或石油的蒸馏残余物为原料的中间相沥青、或以萘等芳族烃为原料的中间相沥青。例如，来自煤的中间相沥青可通过以煤焦油沥青的氢化/热处理为主体的处理、以氢化/热处理/溶剂提取为主体的处理等而得到。
上述热塑性树脂优选在上述中间相沥青的稳定化时可维持形态、并且尽可能容易地去除的热塑性树脂。作为这样的热塑性树脂，例如可列举：聚乙烯等聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯等聚丙烯酸酯类聚合物、聚苯乙烯。
为了制造纤维直径小于900nm的碳纤维，优选将热塑性树脂中的中间相沥青的分散直径设为0.01〜50μm、更优选设为0.01〜30μm。若中间相沥青在热塑性树脂中的分散直径脱离0.01〜50μm的范围，则有时难以制造所期望的碳纤维集合体。需要说明的是，在中间相沥青组合物中，中间相沥青形成球形或椭圆形的岛相，本发明中的分散直径在岛成分为球形的情况下是指其直径，在椭圆形的情况下是指其长轴径。
接下来，将该中间相沥青组合物通常在150〜400℃下进行熔融纺丝，从而得到树脂复合纤维。由此，中间相沥青组合物本身被纤维化，同时分散在构成中间相沥青组合物的热塑性树脂中的中间相沥青在热塑性树脂的内部拉伸并取向而形成纤维状。经过这些工序得到的树脂复合纤维中，中间相沥青在热塑性树脂中微分散成纤维状。
接下来，通过将树脂复合纤维稳定化(不熔化)，得到树脂复合稳定化纤维。本发明中，使包含氮氧化物的氧化性气体与上述树脂复合纤维接触以使中间相沥青稳定化(不熔化)较为重要。在该阶段，通过与包含氮氧化物的氧化性气体接触而将中间相沥青不熔化，同时可向中间相沥青中引入氮原子。作为氮氧化物，可列举：一氧化氮、二氧化氮、四氧化二氮等。这些之中，在操作性或不熔化反应的稳定性方面，优选二氧化氮。这种包含氮氧化物的氧化性气体(反应性气体)可与空气并用。在并用二氧化氮和空气的情况下，作为二氧化氮的比例，相对于空气与二氧化氮的总计优选为0.5〜15体积%。
作为稳定化的反应时间，优选10〜1200分钟。作为稳定化的温度，通常为50〜350℃。
在该稳定化工序中，氮氧化物被摄入中间相沥青的表面和/或内部而得到树脂复合稳定化纤维。然而，因摄入的氮氧化物而具体发生哪种化学反应、氮原子以哪种形式存在于稳定化中间相沥青内，其详情并不清楚。
然后，通过从该树脂复合稳定化纤维中去除热塑性树脂，得到沥青基极细碳纤维前体。作为热塑性树脂的去除方法，例如可列举：使用溶剂的去除或基于减压的去除、基于热分解的去除等。
在进行基于热分解的去除的情况下，热分解的温度优选为350〜600℃、更优选为380〜550℃。在热分解的温度低于350℃的情况下，虽然稳定化纤维的热分解被抑制，但有时无法充分进行热塑性树脂的热分解。另一方面，在超过600的情况下，虽然热塑性树脂的热分解可充分进行，但有时就连稳定化纤维也被热分解，其结果，碳化时的收率容易下降。作为热分解的时间，优选为0.1〜10小时、更优选为0.5〜10小时。
接下来，该沥青基极细碳纤维前体通过在惰性气体气氛下加热至500℃以上进行碳化或石墨化，而得到沥青基极细碳纤维。作为该工序时的加热温度(烧制温度)，优选1000℃以上且低于1700℃。通过达到这样的温度范围，可得到含有特定量的来自稳定化工序中使用的氮氧化物的氮原子、并且具有适度的结晶性的本发明的沥青基极细碳纤维。加热温度优选超过1000℃、更优选1200℃以上、进一步优选1300℃以上。在低于1000℃的情况下，碳化容易变得不充分。另外，加热温度优选低于1700℃、更优选为1650℃以下、更进一步优选为1600℃以下、更进一步优选为1550℃以下、特别优选为1500℃以下。在1700℃以上的情况下，所得到的沥青基极细碳纤维与水的亲和性不充分。认为其原因在于：通过加热至1700℃以上，实质上所有的氮原子都被释放到沥青基极细碳纤维的外部。
上述沥青基极细碳纤维前体的碳化或石墨化工序可在惰性气体气氛中进行。作为这里使用的惰性气体，可列举：氮、氩等。惰性气体中的氧浓度优选为20体积ppm以下、更优选为10体积ppm以下。加热时间优选为0.1〜24小时、更优选为0.2〜10小时。
(氮原子等的含量)
本发明的沥青基极细碳纤维是含有氮原子的碳纤维。含有是指通过X射线光电子能谱法(XPS)测得的氮原子的含量超过0.00原子%。本发明的沥青基极细碳纤维中的氮原子含量为1.00原子%以下。通过使氮原子的含量为1.00原子%以下，沥青基极细碳纤维与水的亲和性高，对于水性溶剂具有优异的分散性。氮原子的含量越多，在水性溶剂中的分散性越好。另外，也如后述的实施例中所示，如果氮原子的含量为1.00原子%以下，则不易损及导电性。氮原子的含量优选为0.05〜0.80原子%、更优选为0.10〜0.50原子%、更进一步优选为0.20〜0.45原子%。
氮原子的含量例如可通过调整碳化/石墨化工序中的烧制温度或烧制时间来控制。
需要说明的是，通过上述XPS测得的氮原子推测是在稳定化工序中由中间相沥青与氮氧化物反应而得到，例如是基于下述结构体中的至少1个含氮键的氮原子。即，推测存在吡啶型、吡咯型、石墨型等的氮原子，而不存在硝基的氮原子。另外，在下述构成体中虽未记载，但也可看到C=O键的存在。
[化学式1]
另外，本发明的沥青基极细碳纤维含有氧原子。氧原子与氮原子的含量比(O/N)优选超过0且20以下、更优选为0.05以上且15以下、进一步优选为0.1以上且10以下。通过含有氧原子，亲水性提高，但存在导电性受损的倾向。
(平均纤维直径)
本发明的沥青基极细碳纤维的平均纤维直径超过100nm且900nm以下。若为100nm以下，则堆密度非常小、操作性差，制造工序稳定性也降低。若超过900nm，则树脂复合化纤维的稳定化的效率降低，产率下降。平均纤维直径优选为800nm以下、更优选为600nm以下、进一步优选为500nm以下、更进一步优选为400nm以下、特别优选为300nm以下。另外，平均纤维直径优选为110nm以上、更优选为120nm以上、进一步优选为150nm以上、进一步优选为200nm以上、特别优选超过200nm。
在上述制造方法中，通过调整中间相沥青组合物中的中间相沥青的分散直径、或熔融纺丝时使用的纺丝喷嘴的喷出孔的大小或牵伸等，可适当调整碳化或石墨化处理后的沥青基极细碳纤维的平均纤维直径。
这里，本发明中的沥青基极细碳纤维的纤维直径是指，由使用电场发射型扫描电子显微镜以倍率1000倍拍摄的碳纤维的截面或表面的照片测得的值。关于沥青基极细碳纤维的平均纤维直径，从得到的电子显微镜照片中随机地选择500处测定纤维直径，以所有的这些测定结果(n=500)的平均值作为平均纤维直径。
(真密度)
本发明的沥青基极细碳纤维的真密度为1.95〜2.20g/cm3。沥青基极细碳纤维的石墨化越发达、结晶性越高，则真密度越高。通过使真密度为上述范围，而具有优异的导电性，同时具有适度的结晶性而且不脆、比较柔软、纤维不易折断。作为真密度，优选2.00g/cm3以上。作为真密度的上限值，优选2.15g/cm3以下、更优选不超过2.12g/cm3、进一步优选为2.10g/cm3以下。真密度例如可通过调整碳化/石墨化工序中的烧制温度来控制。
(平均纤维长度)
本发明的沥青基极细碳纤维的平均纤维长度优选为5μm以上且100μm以下。在平均纤维长度小于5μm的情况下，操作性容易下降。另外，在平均纤维长度超过100μm的情况下，容易损及各碳纤维的分散性，因此有时对水性溶剂的分散性会降低。平均纤维长度更优选为5〜50μm、进一步优选为5〜30μm、特别优选为10〜28μm。
(平均长径比)
本发明的沥青基极细碳纤维的平均长径比、即平均纤维长度(L)与平均纤维直径(D)之比(L/D)优选为30以上、更优选为40以上、特别优选为50以上。平均长径比的上限值为1000、优选为800以下、更优选为500以下。通过将平均长径比设为30以上且1000以下，在水中的分散性良好。若平均长径比过大，则存在水分散性降低的倾向。若平均长径比过小，则静电引力提高，存在纤维彼此容易缠绕的倾向。
平均长径比主要可通过调整中间相沥青组合物的熔融纺丝条件来控制。
(导电性)
本发明的沥青基极细碳纤维具有适度的导电性。例如，以填充密度0.5g/cm3填充时，粉体体积电阻率优选为0.10Ω·cm以下、更优选为0.08Ω·cm以下。对下限值没有特别限定，通常为0.0001Ω·cm左右。
(结晶性)
本发明的沥青基极细碳纤维通过广角X射线测定测得的相邻石墨片之间的距离(d002)优选为0.3400nm以上、更优选为0.3410nm以上、进一步优选为0.3420nm以上、更进一步优选为0.3430nm以上、特别优选超过0.3430nm。另外，在导电性方面，d002优选为0.3470nm以下、更优选为0.3450nm以下。在d002为0.3400nm以上的情况下，碳纤维不易变脆。因此，根据用途操作时或加工时(例如在水性溶剂中制作浆料等的加工时)纤维不易折损，可保持纤维长度。
本发明的沥青基极细碳纤维通过X射线衍射法测得的石墨烯(网平面组)的厚度(Lc)优选为30nm以下、更优选为20nm以下、进一步优选为10nm以下。在小于1.0nm的情况下，沥青基极细碳纤维的电导率显著下降，因此根据其用途不优选。从与水的亲和性的观点来看，下限值优选3nm。
本发明中，通过X射线衍射法测得的微晶尺寸(Lc)是指根据日本工业标准JIS R7651 (2007年度版) “碳材料的晶格常数和微晶大小的测定方法”测得的值。
作为结晶性的指标的上述d002和Lc的值通常可通过改变碳化/石墨化工序中的烧制温度来调整。
(结构、形态)
对本发明的沥青基极细碳纤维没有特别限定，优选为实质上不具有分支的直线结构。分支是指碳纤维的主轴在中途分支、或碳纤维的主轴具有枝状的副轴。实质上不具有分支的直线结构是指碳纤维的分支度为0.01个/μm以下。需要说明的是，作为具有分支结构的碳纤维，例如已知有通过在作为催化剂的铁等金属的存在下、在高温气氛中使苯等烃气化的气相法制造的气相生长碳纤维(例如昭和电工公司制造的VGCF (注册商标))。通常，在VGCF中残留有金属催化剂，实质上中空且具有分支结构。
另外，本发明的沥青基极细碳纤维，其表面实质上平滑，并具有实心的形状。
这里，用于本发明的沥青基极细碳纤维的分支度是指由通过电场发射型扫描电子显微镜以倍率5,000倍拍摄的照片测得的值。
本发明的沥青基极细碳纤维只要整体具有纤维状的形态即可，例如还包括小于100nm的碳纤维接触或结合成一体而具有纤维形状的碳纤维(例如，球形碳通过熔接等连成念珠状的碳纤维、极短的多根纤维通过熔接等连接而成的碳纤维等)。而且，还包括将平均纤维直径超过900nm的粗纤维直径的碳纤维通过粉碎等使纤维直径变细的碳纤维。
(其他)
本发明的沥青基极细碳纤维实质上不含金属元素。实质上是指金属元素的含量总计为50ppm以下。在本发明中，金属元素的含量是指Li、Na、Ti、Mn、Fe、Ni和Co的总计含量。特别是，Fe的含量优选为5ppm以下、更优选为3ppm以下、进一步优选为1ppm以下。本发明的沥青基极细碳纤维实质上不含金属元素，因此不会因微量金属的存在而造成不良影响。
本发明的沥青基极细碳纤维实质上不含硼。这里，实质上不含是指硼含量为1质量ppm以下。优选小于0.5质量ppm。
(分散体)
本发明的沥青基极细碳纤维分散体包含上述沥青基极细碳纤维和水而构成。这种碳纤维在水中的分散性良好。在该分散体中，可在溶解于水的状态下包含除水以外的溶剂，另外，例如可包含少量的羧甲基纤维素(CMC)等表面活性剂(该溶剂也称为“水性溶剂”)。
本发明的沥青基极细碳纤维分散体优选包含0.0001〜20质量%的上述沥青基极细碳纤维。
实施例
以下，列举实施例，以更具体地说明本发明，但本发明并不受下述实施例的限定，也可在可适合本发明宗旨的范围内适当地变更后进行实施，这些均包含在本发明的技术范围内。
＜分析方法＞
(碳纤维的形状确认)
纤维直径是使用台式电子显微镜(日本电子株式会社制造、型号NeoScope JCM-6000)进行观察和拍照，从所得的电子显微镜照片中随机地选择500处以上进行测定。以所有的这些测定结果(n=500以上)的平均值作为碳纤维的平均纤维直径。
纤维长度是使用图像分析粒度分布计(JASCO International 株式会社制造、型号IF-200nano)来测定，以碳纤维集合体的基于个数基准的平均值作为平均纤维长度。
再由平均纤维长度和平均纤维直径算出平均长径比。
(碳纤维的X射线衍射测定)
X射线衍射测定是使用Rigaku公司制造的RINT-2100，依据JIS R7651法测定晶格面间隔(d002)和微晶大小(Lc)。
(X射线光电子能谱(XPS)分析)
氮和碳、氧的含量使用XPS (Thermo Scientific公司的K-Alpha、X射线源；Al-Kα单色(1486.7eV)、X射线光点尺寸；200μm、Flood Gun on、真空度；＜5×10-8mbar、检测角0度、测定；元素测定 Narrow Scan N1s、C1s、O1s)来测定(单位：原子% (atm%))。
(真密度的测定方法)
真密度利用使用了氦气的气体置换型ULTRAPYCNOMETER 1000 (Quantachromeinstruments公司制造)来测定。
(粉体体积电阻率的测定方法)
粉体体积电阻率的测定是使用粉体电阻***MCP-PD51 (Daia Instruments公司制造)，在0.25〜2.50kN的载荷下利用四探针方式的电极单元进行测定。作为填充密度为0.5g/cm3时的体积电阻率的值。
(在水性溶剂中的分散性)
使用添加有0.25质量%的羧甲基纤维素(CMC)的水作为溶剂，将样品混合成0.005质量%的浓度，用混合转子以振荡速度80rpm搅拌1小时后，通过目视评价分散性。在评价中，样品沉淀的情形记作×、维持分散状态的情形记作○。
[参考例1] (中间相沥青的制造方法)
将去除了喹啉不溶成分的软化点80℃的煤焦油沥青在Ni-Mo基催化剂的存在下、在压力13MPa、温度340℃下氢化，得到了氢化煤焦油沥青。将该氢化煤焦油沥青在常压下、480℃下进行热处理，之后减压以去除低沸点成分，得到了中间相沥青。使用过滤器在温度340℃下对该中间相沥青进行过滤，去除沥青中的异物，得到了纯化的中间相沥青。
[实施例1]
使用同向双螺杆挤出机(东芝机械(株)制造的“TEM-26SS”、筒温300℃、氮气流下)熔融混炼60质量份作为热塑性树脂的直链状低密度聚乙烯(EXCEED (注册商标) 1018HA、ExxonMobil公司制造、MFR=1g/10分钟)和40质量份参考例1中得到的中间相沥青(中间相率90.9%、软化点303.5℃)，调制了中间相沥青组合物。
然后，利用熔融纺丝机，使用直径0.2mm、导入角60°的圆形喷嘴将该中间相沥青组合物成型成纤维直径90μm的长纤维。喷嘴温度为360℃，每1个纺丝孔的喷出量为16.8g/喷嘴/小时，喷出线速度与牵引速度的比例即牵伸比为5。
将1.25kg上述树脂复合纤维装入反应容器(容积33L)内，在室温下、用300分钟向反应容器***内以1.2L/分钟引入空气与二氧化氮的混合气体(相对于二氧化氮与空气的总计，二氧化氮的比例为13体积%)。由此，使中间相沥青稳定化，得到了树脂复合稳定化纤维。
然后，将该树脂复合稳定化纤维在真空气体置换炉中进行氮置换后减压至1kPa，在该减压状态下、以5℃/分钟的升温速度升温至500℃，在500℃下保持1小时，从而去除热塑性树脂，得到了沥青基极细碳纤维前体。
然后，在真空气体置换炉内、在氮气流通下以5℃/分钟升温至1000℃，在该温度下进行0.5小时的热处理后，再于氩气气氛下以石墨化条件1300℃、热处理0.5小时，得到了碳纤维集合体。
对该碳纤维集合体用干式喷射磨进行粉碎处理，得到了沥青基极细碳纤维。该碳纤维的平均纤维直径为300nm、平均纤维长度为15μm、平均长径比为50。没有观察到分支结构。
测定所得到的沥青基极细碳纤维的氮含量、真密度、体积电阻率、d002和Lc。结果见表1。
另外，水分散性的评价结果见图1。
[实施例2]
除了将石墨化温度设为1500℃以外，进行与实施例1同样的操作，得到了沥青基极细碳纤维。结果见表1和图1。该碳纤维的平均纤维直径为300nm、平均纤维长度为15μm、平均长径比为50。没有观察到分支结构。
[比较例1]
除了将石墨化温度设为1700℃以外，进行与实施例1同样的操作，得到了沥青基极细碳纤维。结果见表1和图1。该碳纤维的平均纤维直径为300nm、平均纤维长度为15μm、平均长径比为50。没有观察到分支结构。
[比较例2]
除了将石墨化温度设为1000℃以外，进行与实施例1同样的操作，得到了沥青基极细碳纤维。结果见表1。该碳纤维的平均纤维直径为300nm、平均纤维长度为15μm、平均长径比为50。没有观察到分支结构。
[比较例3]
除了将石墨化温度设为3000℃以外，进行与实施例1同样的操作，得到了沥青基极细碳纤维。结果见表1。该碳纤维的平均纤维直径为300nm、平均纤维长度为15μm、平均长径比为50。没有观察到分支结构。需要说明的是，虽未图示，但与比较例1同样，分散性为×。
[比较参考例1]
在比较参考例1中，使用气相生长碳纤维(VGCF (注册商标)：Vapor GrowthCarbon Fiber)作为碳材料，以代替实施例1的沥青基极细碳纤维。该碳纤维的平均纤维直径为150nm、平均纤维长度为7.5μm、平均长径比为50。不具有分支结构。结果见表1和图1。
[表1]
(结果)
如由表1所知，如实施例1、2所示，若进行烧制温度为1300℃和1500℃的石墨化处理，则在碳纤维中在0.27〜0.50atm%的范围内含有来自用于不熔化反应的氮氧化物的氮原子。
如由表1所知：实施例1、2中的真密度为2.04〜2.10g/cm3，与不含氮原子的碳材料(比较例1、比较例3、比较参考例1)相比降低。然而，无论氮原子含量如何，体积电阻率均显示为相同程度。另外，尽管结晶性低，但导电性良好。
另外，如图1所示，可知：与比较例1的碳纤维相比，实施例1和实施例2的碳纤维在水性溶剂中的分散性优异。
比较例2在碳纤维中含有1.10atm%的氮原子，虽然在水性溶剂中的分散性优异，但体积电阻值高、导电性低。

Claims (5)

1.沥青基极细碳纤维，其是含有氮原子的沥青基极细碳纤维，平均纤维直径超过100nm且900nm以下，通过X射线光电子能谱法(XPS)测得的该氮原子的含量超过0.00原子％且为1.00原子％以下，并且真密度为1.95～2.20g/cm3。
2.根据权利要求1所述的沥青基极细碳纤维，其平均长径比为30以上。
3.根据权利要求1或2所述的沥青基极细碳纤维，其中，通过广角X射线测定测得的相邻石墨片之间的距离(d002)为0.3400nm以上。
4.根据权利要求1或2所述的沥青基极细碳纤维，其中，通过X射线衍射法测得的石墨烯的厚度(Lc)为30nm以下。
5.沥青基极细碳纤维分散体，其含有权利要求1所述的沥青基极细碳纤维和水。
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