JPH0617321A - ピッチ系活性炭素繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的強度を損わずに、しかも高い吸着効率
を有するピッチ系活性炭素繊維を開発すること。 【構成】 ４ｎｍ以下の細孔径を有する全細孔数に対す
る0.５ｎｍ以下の細孔径を有するウルトラマイクロポア
の数の割合が７０％以上であり、比表面積が５００〜３
０００ｍ² ／ｇであって、実質的に４ｎｍ以下の細孔の
みが存在し、それらが互いに三次元的に少なくとも部分
的に連通しながら、繊維表層部及び繊維内部にほぼ均一
な密度で存在する光学的等方性ピッチ系活性炭素繊維で
ある。 【効果】 高い吸着効率を有するため、低分子量有機化
合物や無機化合物の吸収材，触媒担体あるいは二次電池
用電極材等として利用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はピッチ系活性炭素繊維に
関するものである。詳しくは、ウルトラマイクロポアの
数の相対的割合，細孔径，細孔密度（繊維の単位容積当
たりの細孔数）が制御され、各種用途に応じて選択的に
高い吸着効率を有し、特に低分子量有機化合物や無機化
合物の吸着材、微量の放射性物質の吸着材、触媒担持あ
るいは二次電池用電極材等に適した光学的等方性ピッチ
系活性炭素繊維に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の物質あるいはイオン等の吸
脱着性能を示すものとして、粒状活性炭や活性炭素繊維
が知られている。特に、活性炭素繊維は繊維状であるた
め、そのままの状態で、または賦形加工などの処理を施
すことにより、吸着材，浄水器，脱臭材，脱臭フィルタ
ーなどの各種吸着材に、また触媒担体あるいは炭素に対
するイオンのインターカレーション電位を利用する蓄電
池，キャパシター，コンデンサー等に広く用いられるよ
うになっている。一般に、粒状活性炭や活性炭素繊維
は、その吸脱着機能を充分に発揮させるためには、それ
らの細孔構造と共に細孔の大きさ、細孔密度及び／又は
細孔分布が大きな要素であると考えられている。しかし
ながら、細孔径の大きさ、細孔密度及び細孔分布を制御
・調整することは、ピッチ原料面や製造条件などに左右
されて極めて難しい。実際には、光学的等方性ピッチ系
活性炭素繊維について、細孔分布をその用途に応じて変
える技術が、例えば、特開昭６１−２９５２１８号公報
に開示されているが、繊維内部の細孔の分散状態を制御
したもの、例えば、細孔密度が均一なものなどは、従来
の粒状活性炭や活性炭素繊維では未だに知られていな
い。しかも、低分子量の有機化合物や無機化合物、金属
原子あるいはイオン等の大きさを考えると、0.５ｎｍ以
下の細孔径を有するウルトラマイクロポアを有する活性
炭あるいは活性炭素繊維は、種々の用途が考えられる
が、従来の技術では、このようなウルトラマイクロポア
の数の相対的な割合を制御することはできなかった。そ
して、種々の活性炭を調査しても、４ｎｍ以下の細孔径
を有する全細孔数に対する0.５ｎｍ以下の細孔径を有す
るウルトラマイクロポアの数の割合が７０％を超えるも
のは未だ見出されていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】繊維の表層部だけでな
く繊維の内部にまで細孔が均一に存在する活性炭素繊維
は、一定の繊維容積内に占める細孔数が多くなり、それ
に伴って吸着効率も高くなるので、そのような活性炭素
繊維を得ることができれば、その応用範囲もさらに広が
るものと考えられる。しかしながら、従来の粒状活性炭
又は活性炭素繊維は、ピッチ系や有機系（レーヨン，ポ
リアクリロニトリル，フェノール樹脂系等）を問わず、
これらの要求に充分に応えていないのが現状である。す
なわち、細孔を径の大きい順にマクロポア（直径５０ｎ
ｍ以上），メソポア（直径５〜５０ｎｍ），マイクロポ
ア（直径0.５〜５ｎｍ）及びウルトラマイクロポア（直
径0.５ｎｍ以下）と区別すると、従来の粒状活性炭又は
活性炭素繊維の細孔の構造は、繊維表面にマクロポアが
存在し、その内部にメソポアがあり、さらにその内部に
マイクロポアやウルトラマイクロポアが存在する構造
と、繊維表面にメソポア的な開孔があり、その内部にマ
イクロポア，ウルトラマイクロポアが続いている構造に
大別される。

【０００４】吸着に最も効果のあるのはマイクロポアで
あると一般に考えられているが、従来のこれらのマイク
ロポアは繊維の表面近傍にのみ多く存在し、直線的かつ
先細り状態であるので、比表面積を増加させて吸着効率
を高めるには、繊維表面の開孔数を非常に多くする必要
があり、構造体としての機械的強度が弱くなってしまう
問題があった。さらに、細孔径0.５ｎｍ以下のウルトラ
マイクロポアを主体とする活性炭素繊維は従来知られて
いなかった。

【課題を解決するための手段】

【０００５】本発明者は、上記課題を種々検討した結
果、光学的等方性ピッチの製造条件、ピッチ繊維の紡糸
条件及び／又は不融化条件や炭化条件、更には不融化ピ
ッチ繊維及び／又は炭化ピッチ繊維の賦活処理条件等を
調整することによって、ウルトラマイクロポアの数の相
対的割合，細孔径，細孔密度が調整されて、互いに少な
くとも部分的に連通した多数のマイクロポアやウルトラ
マイクロポアが繊維表層部及び繊維内部にわたりほぼ均
一な密度で存在し、実質的に細孔径が４ｎｍを超えるよ
うな細孔が観察されない光学的等方性ピッチ系炭素繊維
を提供できることを見出した。本発明は、かかる知見に
基づいて完成したものである。すなわち、本発明は、４
ｎｍ以下の細孔径を有する全細孔数に対する0.５ｎｍ以
下の細孔径を有するウルトラマイクロポアの数の割合が
７０％以上であることを特徴とする光学的等方性ピッチ
系活性炭素繊維を提供するものである。

【０００６】まず、本発明の光学的等方性ピッチ系活性
炭素繊維は、４ｎｍ以下の細孔径を有する全細孔数に対
する0.５ｎｍ以下の細孔径を有するウルトラマイクロポ
アの数の割合が７０％以上であり、その繊維表面にはマ
クロポアや実質的にはメソポアも存在せず、４ｎｍ以下
の細孔が直接開孔しているものである。そして、特に好
ましい活性炭素繊維は、ＢＥＴ法で測定される比表面積
が５００〜３０００ｍ ² ／ｇであって、実質的に４ｎｍ
以下の細孔（マイクロポアやウルトラマイクロポア）の
みが存在し、それらの細孔が三次元的に少なくとも部分
的に連通し、全域にわたって（即ち繊維表層部及び繊維
内部に）ほぼ均一な密度で存在するものである。

【０００７】このような特徴を有する本発明のピッチ系
活性炭素繊維の横断面を透過型電子顕微鏡で観察する
と、繊維外周にはマクロポアやメソポアが存在するため
に起こる不規則性は認められない。しかも、３０万倍以
上の高倍率で観察し、得られた画像の２値化処理を行っ
て細孔の大きさを調べると、４ｎｍ以下の細孔（マイク
ロポア，ウルトラマイクロポア）のみが多数存在し、か
つ繊維表層部の細孔密度と繊維内部の細孔密度との差は
５％以内であることが判る。さらに、繊維横断面の細孔
形状について、フラクタル解析を行ってフラクタル次元
を求めたところ、フラクタル次元は比表面積等により異
なり、2.１〜2.９であった。フラクタル解析は、常法に
より粗視化の度合い（スケール）を変える方法で行っ
た。すなわち、透過型電子顕微鏡写真を画像処理して得
られたパターンを多数の正方形で細分化し、細孔部分に
完全に含まれる正方形の数が、正方形の辺の長さの変化
に応じて変わる程度を数値化する方法でフラクタル次元
を求めた。繊維の横断面を変えても同様の形状が観察さ
れることから、細孔は三次元的に、直線的でなく互いに
連通しているといえる。

【０００８】活性炭素繊維の吸着効率を高くするには、
一つの細孔が、その周囲の総ての細孔と連通するのが最
も好ましいが、周囲の細孔の少なくとも一部分と連通し
ていれば、吸着効率が高められて、活性炭素繊維として
充分に機能を発揮する。本発明の活性炭素繊維におい
て、透過型電子顕微鏡で観察される繊維横断面の画像を
２値化処理することにより求められた４ｎｍ以下の細孔
径を有する細孔数に対する0.５ｎｍ以下の細孔径を有す
るウルトラマイクロポアの数の相対的割合は７０％以上
であることが好ましい。このような本発明の活性炭素繊
維のウルトラマイクロポアの数の相対的割合，細孔径，
細孔密度等は、光学的等方性ピッチの製造条件，ピッチ
繊維の紡糸条件及び／又は不融化条件や炭化条件、更に
は不融化ピッチ繊維及び／又は炭化ピッチ繊維の賦活条
件によって制御され、この条件を適正に制御すれば、上
述した特徴を有する活性炭素繊維、即ち４ｎｍ以下の細
孔径を有する全細孔数に対し0.５ｎｍ以下の細孔径を有
するウルトラマイクロポアの数が７０％以上存在し、こ
れらの細孔が繊維表層部及び繊維内部にわたりほぼ均一
な密度で存在し、かつ互いに少なくとも部分的に連通
し、さらに比表面積も５００〜３０００ｍ² ／ｇである
活性炭素繊維を製造することができる。また、吸着効率
を高くした場合でも、本発明の活性炭素繊維は、従来の
活性炭素繊維に比べて、機械的強度が大きく、取扱時の
損傷が少ない利点を有する。

【０００９】このような特徴を有する本発明の光学的等
方性ピッチ系炭素繊維は、上述した条件を適宜選定する
ことによって、各種の方法で製造することができるが、
そのうち好ましい製造方法の例を説明する。先ず、本発
明の活性炭素繊維を製造する際、紡糸原料ピッチとして
は、賦活の容易性から光学的等方性ピッチが用いられ
る。該光学的等方性ピッチを得るためのピッチ原料とし
ては、酸素含有気体ブロー下での熱処理等により光学的
等方性で高軟化点のピッチを与えるなら、特に制限され
ず、種々のものが使用可能である。例えば、原油蒸留残
渣油，ナフサ分解残渣油，エチレンボトム油，石炭液化
油，コールタールなどから濾過，精製，蒸留，水添，接
触分解などの処理工程を経て調製されたものが挙げられ
る。これらの中では、特に、石油系接触分解重質油が好
ましい。

【００１０】前記ピッチ原料から、例えば、次のように
して光学的等方性ピッチを得る。すなわち、（イ）ピッ
チ原料を、３５０〜４５０℃の温度で、窒素等の不活性
ガスを吹き込みながら熱処理して、光学的異方性成分を
約５％含む熱処理ピッチを得る。次いで、この熱処理ピ
ッチから光学的異方性成分を分離除去する。 （ロ）次に、上記の光学的異方性成分を除去したピッチ
を、酸素含有気体ブロー下で、１５０〜３８０℃、好ま
しくは２８０〜３５０℃で熱処理する。ここで、使用す
る気体としては、空気，酸素リッチ気体等を挙げること
ができるが、入手の容易さから空気が好ましい。この段
階で、酸素による十分な処理を行っておくことが重要で
ある。酸素による処理が不十分であったり、窒素などの
不活性ガスのブロー下では、光学的異方性成分が多くな
って好ましくなく、本発明の目的とする細孔径の制御や
細孔分布の制御が困難となる。必要な酸素の使用量は、
通常ピッチ１ｋｇ当たり0.２〜１０ＮＬ／分程度であ
る。また、熱処理温度は、１５０℃未満では反応が低下
するので好ましくない。また、３８０℃を超えると反応
の制御が難しくなるとともに、後段の熱処理を行って
も、本発明の均一な細孔径を有する活性炭素繊維の製造
が困難となり好ましくない。

【００１１】上述のような処理により、メトラー法又は
Ｒ・Ｂ法で測定した軟化点が１５０〜３００℃程度、好
ましくは２００〜２５０℃程度の高軟化点、キノリン不
溶分が数重量％〜１５重量％程度のピッチを製造するこ
とができる。 （ハ）次に、得られたピッチを、ピッチの軟化点より約
５０℃程度高い温度で、デスクフィルター（例えば、0.
３〜３μｍのデイプスフィルター）を用いて濾過し、キ
ノリン不溶分を実質的に完全に除去する。該キノリン不
溶分の除去法としては、ピッチの品質を変えずにキノリ
ン不溶分を除去できる方法であれば、特に制限されず、
比重差による分離や遠心分離等の方法も可能である。

【００１２】（ニ）その後、キノリン不溶分を除去した
ピッチをさらに減圧下で、気体ブローしながら高温で熱
処理し、光学的異方性成分が生成する前に処理を停止し
て光学的等方性ピッチを得る。上記の減圧処理に使用す
る気体は、不活性ガスあるいは微量の水蒸気を含む不活
性ガスを使用することが重要である。不活性ガスとして
は、窒素，アルゴン等が好ましく、圧力１〜１５Ｔｏｒ
ｒ、温度３１０〜３６０℃程度の高温で２０分〜２時間
程度処理を行い、軟化点２５０〜２９０℃でキノリン不
溶分を実質的に有しないピッチを得ることができる。こ
のような一連の処理により、光学的等方性で、均質かつ
高軟化点であって、分子量分布の幅の狭いピッチを得る
ことができる。本発明の活性炭素繊維を得るには、等方
性ピッチ原料として上記一連の処理を経たものを用いる
ことが望ましい。

【００１３】本発明において、光学的等方性ピッチの紡
糸方法としては、通常の溶融紡糸法が採用できるが、例
えば、不織布状のものを得るためには、高速の気体を噴
出するスリットの中に設けた紡糸孔から該光学的等方性
ピッチを紡糸するもので、通常メルトブロー法と呼ばれ
る紡糸法が生産効率の点で好ましい。特に、紡糸口金温
度をピッチの軟化点より２０〜８０℃高くし、さらに気
体温度を紡糸口金温度よりも１０〜５０℃程度高くする
ことが、光学的等法性ピッチ繊維の均質性の担保の上で
好ましい。この場合、通常、紡糸されるピッチの温度は
紡糸口金温度より若干低いと推定される。紡糸される光
学的等方性ピッチの軟化点が２００℃未満であると、不
融化に長時間を必要とし、生産性が極端に悪くなる。ま
た、３００℃を超えると、紡糸温度をかなり高くしない
と紡糸が困難になり、ピッチが変質し、さらに繊維強度
の低下も生じ好ましくない。そして、ピッチの紡糸粘度
は、通常のメルトブロー条件よりも高くすべきであり、
例えば約１０〜２００ポイズ、好ましくは約３０〜１０
０ポイズ程度に選定する。また、紡糸口金温度，気体温
度，気体の噴出速度などは、光学的等方性ピッチの粘
度，温度，最終活性炭素繊維の物性などに左右され、一
義的に決めることはできないが、通常、紡糸口金温度は
２９０〜３６０℃程度、気体温度は３００〜３８０℃程
度、気体の噴出速度２００〜３５０ｍ／秒が望ましい。
紡糸口金温度が２９０℃未満であると、ピッチの粘度が
高くなりすぎ、紡糸が不安定となるとともに、繊維の強
度もやや劣るものとなる。また、紡糸口金温度が３６０
℃を超えると、ショットの発生が多くなり好ましくな
い。

【００１４】上述のようにして紡糸された光学的等方性
ピッチ繊維は不融化処理されるが、その不融化処理は常
法に従って行うことができる。例えば、昇温速度0.２〜
２０℃／分で１５０〜４００℃、好ましくは１８０〜３
２０℃の温度で酸化処理することにより行われる。この
際の雰囲気としては、酸素リッチガスや空気などが挙げ
られるが、さらに塩素ガスや酸化窒素ガスなどを一部混
入してもよい。次いで、上記のようにして得られた不融
化ピッチ繊維は、軽度の炭化を施してから賦活処理を行
うか、あるいは直接に賦活処理を行うことによって、活
性炭素繊維とすることができる。ここで、軽度の炭化処
理を行うには、常法に従って、例えば、窒素ガスなどの
不活性ガス中で５〜１００℃／分程度の昇温速度で８０
０℃以下、好ましくは５００〜７５０℃で炭化する。賦
活処理に先立って軽度の炭化処理を行うことにより、フ
ェルト，織物など各種賦形物にした状態での賦活が可能
となる。この賦活処理自体は、常法に従って行うが、例
えば、空気，水蒸気，炭酸ガスなどの雰囲気下で、通常
８００〜１５００℃で数分〜２時間程度行えばよい。ま
た、賦活装置としては、特に制限されないが、立型又は
横型賦活炉、あるいは回分式又は連続式賦活炉等を挙げ
ることができる。

【００１５】本発明において、不融化ピッチ繊維及び軽
度炭化ピッチ繊維の賦活条件を制御することにより、細
孔径や細孔密度を調整することができる。即ち、ＢＥＴ
法で測定した比表面積が同じであっても、賦活温度を高
くし、賦活時間を短くすることによって、細孔径が小さ
くかつ細孔径の大きさの揃った細孔密度の均一な活性炭
素繊維を製造することができる。また、細孔径の小さな
ウルトラマイクロポアの他に、比較的細孔径の大きなマ
イクロポアも混在させるためには、賦活温度を低くし、
賦活時間を長くすればよい。従って、本発明の光学的等
方性ピッチ系活性炭素繊維は、上記細孔密度の均一性の
確保と共に、各種製造条件を制御することによって、比
表面積が５００〜３０００ｍ² ／ｇで、４ｎｍ以下の細
孔径を有する全細孔数に対する0.５ｎｍ以下のウルトラ
マイクロポアの数の割合が７０％以上であり、かつ細孔
径４ｎｍ以下の細孔のみが実質的に存在し、しかもそれ
らが三次元的に少なくとも部分的（つまり一部乃至全
部）に連通しているので吸着量の非常に大きなものとな
り、機械的強度の低下が小さいので種々の用途に供する
ことができる。例えば、本発明の光学的等方性ピッチ系
活性炭素繊維は、繊維状であるためそのままの状態で、
あるいは賦形加工などの処理を施すことによって、気相
あるいは液相での吸着材，浄水器，脱臭材，脱臭フィル
ター等の各種吸着材料に、微量の放射性物質の吸着材
に、また触媒担体や燃料電池、さらには二次電池等の炭
素質電極材料等の用途に有効である。

【００１６】本発明においては、均質で高軟化点を有す
る光学的等方性ピッチを紡糸原料として、例えば、高粘
度メルトブロー法によって紡糸したピッチ繊維を用いる
ことが望ましい。そして、光学的等方性ピッチの紡糸温
度条件など種々の製造条件を制御することによって、本
発明の活性炭素繊維を製造することができる。この理由
は明らかでないが、酸素含有気体ブロー等の光学的等方
性ピッチの製造条件を特殊にしたこと、及び高粘度状態
でメルトブローしたことにより、ピッチの炭素層の均質
化及び微細化が極めて促進されるためではないかと推察
される。

【００１７】以下、本発明を実施例によりさらに詳しく
説明する 実施例１ 光学的等方性ピッチの製造 石油系接触分解重質油を濾過し、触媒除去し、蒸留して
得られた重質油（初留４８０℃，終留５６０℃，軟化点
７２℃）をピッチ原料として用いた。この重質油に窒素
を吹き込みながら、４００℃で熱処理し、光学的異方性
成分を約５％含む熱処理ピッチを得た。次いで、この熱
処理ピッチを３３０℃で静置し、この光学的異方性成分
を沈殿させた。続いて、この光学的異方性成分を含んだ
下方部分をピッチから分離除去した。このようにして得
られたピッチ１４０ｋｇを２００リットルのリアクター
中に入れ、３３０℃で、７ＮＬ／ｋｇ・分の空気吹き込
み量で、エアーブローしながら熱処理を１０時間行い、
６0.２重量％のピッチ収率でピッチ中間体（軟化点２５
０℃，キノリン不溶分（ＱＩ）＝7.２重量％）を得た。
次に、このピッチ中間体を、0.５μｍのデスクフィルタ
ーを用い３００℃で濾過し、軟化点２４７℃、ＱＩ含量
＝１重量％以下のピッチを得た。次いで、上記ピッチ2.
０ｋｇを１０Ｌのリアクター中に入れ、３５０℃で真空
度１０Ｔｏｒｒ，0.５ＮＬ／ｋｇ・分の窒素吹き込み量
で、減圧下でエアーブローしながら熱処理を0.５時間行
い、９５重量％のピッチ収率で光学的等方性ピッチ（軟
化点２７６℃，ＱＩ＝１重量％以下）を得た。このピッ
チを偏光顕微鏡で観察したところ、光学的異方性成分が
含まれていないことが判った。

【００１８】ピッチ繊維の製造 前記で得られた光学的等方性ピッチを、幅２ｍｍのス
リットの中に直径0.２ｍｍの紡糸孔を一列に１０００個
有する口金を用いて紡糸し、ピッチ繊維を製造した。こ
の際、ピッチの吐出量は１０００ｇ／分、ピッチ温度は
３５０℃、加熱空気温度は３８０℃であった。そして、
このときの空気噴出速度は３２０ｍ／秒であった。

【００１９】ピッチ系活性炭素繊維の製造 前記で紡糸されたピッチ繊維を、捕集部分が３５メッ
シュのステンレス製金網で構成されたベルトの背面から
吸引して、ベルト上に捕集した。得られたピッチ繊維の
マット状物を、空気中で１０℃／分の昇温速度、最高温
度３１０℃で不融化後、水蒸気濃度３５重量％，温度１
０００℃で、１０分間賦活した。得られたピッチ系活性
炭素繊維は、収率２０重量％、ＢＥＴ比表面積２５１０
ｍ² ／ｇであった。このピッチ系活性炭素繊維は、透過
型電子顕微鏡で観察される繊維横断面の画像の２値化処
理による細孔分布測定において、４ｎｍ以下の細孔径を
有する全細孔数に対する0.５ｎｍ以下の細孔径を有する
ウルトラマイクロポアの数の割合が７９％であり、４ｎ
ｍを超える細孔は観察されなかった。また、４ｎｍ以下
の細孔が、繊維表層部と繊維内部の全域にわたって細孔
密度の差が５％以内で存在し、繊維横断面の細孔構造の
フラクタル次元は2.６であった。

【００２０】実施例２ 実施例１の第２段目の減圧下での熱処理を水蒸気0.１
重量％含有窒素を吹き込むこと以外は、実施例１と同様
に実施して、９４重量％のピッチ収率で光学的等方性ピ
ッチ（軟化点２７７℃，ＱＩ＝１重量％以下）を得た。
このピッチを実施例１と同様にして、活性炭素繊維にし
た。得られたピッチ系性炭素繊維は、収率３０重量％で
あり、またＢＥＴ比表面積２２８０ｍ² ／ｇであった。
このピッチ系活性炭素繊維は、４ｎｍ以下の細孔径を有
する全細孔数に対する0.５ｎｍ以下の細孔径を有するウ
ルトラマイクロポアの数の割合が８２％であり、４ｎｍ
を超える細孔は観察されなかった。また、４ｎｍ以下の
細孔が、繊維表層部と繊維内部の全域にわたって均一な
細孔密度で存在していた。

【００２１】実施例３ 実施例１で得られた不融化ピッチ繊維のマット状物を、
窒素中で５℃／分の昇温速度で、最高温度７００℃で軽
度に炭化した。得られたマット状炭化物を実施例１と同
様にして賦活した。得られたピッチ系活性炭素繊維は、
収率５５重量％であり、またＢＥＴ比表面積１５６０ｍ
² ／ｇであった。このピッチ系活性炭素繊維は、４ｎｍ
以下の細孔径を有する全細孔数に対する0.５ｎｍ以下の
細孔径を有するウルトラマイクロポアの数の割合が８８
％であり、４ｎｍを超える細孔は観察されなかった。ま
た、４ｎｍ以下の細孔が、繊維表層部と繊維内部の全域
にわたって均一な細孔密度で存在していた。

【００２２】実施例４ 実施例１で得られた不融化ピッチ繊維のマット状物を、
水蒸気濃度３５重量％，温度９２０℃で１０分間賦活し
た。得られたピッチ系性炭素繊維は、収率７３重量％で
あり、またＢＥＴ比表面積７２０ｍ² ／ｇであった。こ
のピッチ系活性炭素繊維は、４ｎｍ以下の細孔径を有す
る全細孔数に対する0.５ｎｍ以下の細孔径を有するウル
トラマイクロポアの数の割合が９２％であり、４ｎｍを
超える細孔は観察されなかった。また、４ｎｍ以下の細
孔が、繊維表層部と繊維内部の全域にわたって細孔密度
の差が５％以内で存在し、繊維横断面の細孔構造のフラ
クタル次元は2.２であった。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のピッチ系
活性炭素繊維は、ウルトラマイクロポアの数が７０％以
上に、かつ細孔径及び細孔密度が調整され、細孔径４ｎ
ｍ以下の多数のマイクロポア，ウルトラマイクロポアの
みが繊維表層部及び繊維内部にわたってほぼ均一な密度
で存在し、互いに三次元的に少なくとも部分的に連通し
たものとなっているため、機械的強度を損わずに、高い
吸着効率を有する。本発明のピッチ系活性炭素繊維は、
低分子量有機化合物や無機化合物の吸収材，微量の放射
性物質の吸着材，触媒担体あるいは二次電池用電極材等
として有効に利用される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 9/145 7199−3Ｂ // Ｄ０６Ｍ 23/02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４ｎｍ以下の細孔径を有する全細孔数に
   対する0.５ｎｍ以下の細孔径を有するウルトラマイクロ
   ポアの数の割合が７０％以上であることを特徴とする光
   学的等方性ピッチ系活性炭素繊維。
2. 【請求項２】 ＢＥＴ法で測定される比表面積が５００
   〜３０００ｍ² ／ｇであって、実質的に細孔径４ｎｍ以
   下の細孔のみが存在し、該細孔が三次元的に少なくとも
   部分的に互いに連通すると共に繊維全域にわたってほぼ
   均一な密度で存在する請求項１記載の光学的等方性ピッ
   チ系活性炭素繊維。