(57)【要約】【課題】繊維末端の釣り針状の形状発生を抑え、かつ均質な炭素繊維を製造する方法を提供すること。【解決手段】メソフェーズピッチを溶融紡糸して炭素繊維前駆体を製造するにあたり、キャピラリー内のメソフェーズピッチの溶融粘度とキャピラリー内でのメソフェーズピッチのせん断速度との積（せん断応力）が１０ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下となるようにし、得られた炭素繊維前駆体を不融化、焼成して炭素繊維を製造する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）メソフェーズピッチを溶融紡糸して炭素繊維前駆体を製造する工程、（２）炭素繊維前駆体を酸化性ガス雰囲気下で不融化して、不融化炭素繊維前駆体を製造する工程、（３）不融化炭素繊維前駆体を焼成して炭素繊維を製造する工程を含む炭素繊維の製造方法において、
工程（１）で製造される炭素繊維前駆体が、溶融紡糸におけるキャピラリー内のメソフェーズピッチの溶融粘度とキャピラリー内でのメソフェーズピッチのせん断速度との積（せん断応力）が１０ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下とすることを特徴とする、炭素繊維の製造方法。
【請求項２】
３３０℃に加熱したメソフェーズピッチのせん断速度７０００ｓ−１における溶融粘度が、０．５〜５０Ｐａ・ｓ（５〜５００ポイズ）であるメソフェーズピッチを用いる、請求項１記載の炭素繊維の製造方法。
【請求項３】
溶融紡糸に用いるメソフェーズピッチの軟化点が２５０℃以上３４０℃以下である請求項１または２記載の炭素繊維の製造方法。
【請求項４】
溶融紡糸として、メルトブロー法を用いる、請求項１〜３のいずれか記載の炭素繊維の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の方法で製造された、平均繊維長が１０〜１００ｃｍ、平均繊維径が１〜２０μｍである炭素繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は放熱材料、樹脂補強材として好適に使用できる炭素繊維に関する。更に詳しくは、従来よりも繊維長が長く、構造欠陥の少ない炭素繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＣの急速な発展に伴って高速化されたＣＰＵや電子回路のジュール熱による発熱問題が取り上げられている。これらを解決するために、熱を効率的に処理する、いわゆるサーマルマネジメントの必要性が問われている。
【０００３】
熱伝導性の優れた物質として、例えば酸化アルミニウムや窒化ホウ素、窒化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、炭化ケイ素、石英、水酸化アルミニウムなどの金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属水酸化物などが知られている。しかし、金属材料系の充填材は比重が高く複合材としたときに重量が大きくなる或いは、強度劣化が起こる等の問題点を内在していた。これを解決する方法として、炭素系材料であるカーボンブラックを用いる方法が提案されている。しかしながら、添加量の増加に伴い、粉落ちが生じるなどの問題点があった。
【０００４】
これら問題を解決する手段として、炭素繊維を用いる方法が考案されている。炭素繊維は金属材料系の充填材に比べて、同体積における複合材の重量を軽くできるだけでなく、強度が向上するといった特徴を有する。また、カーボンブラックに比べて、繊維特有のアンカー効果により粉落ちしにくいといった長所も有している。炭素繊維の放熱特性は、その黒鉛化性に大きく影響している。一般にＰＡＮ系炭素繊維よりも、高い黒鉛化性を達成できるピッチ系炭素繊維、特にメソフェーズピッチを原料にした炭素繊維が用いられている。メソフェーズピッチを原料にした炭素繊維の製造法としては、例えばメルトブロー紡糸による極細炭素繊維（紡糸時の平均平均繊維径５μｍ以下）の製造方法（特許文献１）が公開されている。
【０００５】
通常メルトブローで作成した炭素繊維は不織布の形態で得ることができる。しかしながら、製造条件によっては繊維長が１０ｃｍ未満の非常に短いものであり、かつ不織布のなかにショットと呼ばれる繊維形状の崩壊した釣り針状の異物が混ざったりすることがあり、品質の低下を引き起こすことがあった。また、繊維長の非常に短い不織布で不融化工程を経由する場合、不織布の嵩密度が高いため、不融化反応で発生する熱を放熱できず、不織布内部と外部で温度が異なるといった問題を生じ、結果として均一な製品を製造できないといった問題を有していた。また、場合によっては放熱できないことが原因となり、不融化反応で不織布内に熱が蓄熱して、繊維構造を溶かしてしまうといった問題も有していた。
【特許文献１】特許第２６８０１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に述べたごとく、炭素繊維の繊維長が短い場合、繊維末端に釣り針状の形状が混ざることによる品質低下、不融化反応で発生する熱を放熱できず、均質な炭素繊維を製造することができないといった問題があった。また、炭素繊維内に構造欠陥が多数認められ、黒鉛化性の低下を引き起こしていた。本発明の目的は、繊維末端の釣り針状の形状発生を抑え、かつ均質な炭素繊維を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、繊維末端が釣り針状の形状を抑え、かつ均質な炭素繊維を製造する方法について検討し本発明に到達した。
【０００８】
すなわち、本発明の目的は
（１）メソフェーズピッチを溶融紡糸して炭素繊維前駆体を製造する工程、（２）炭素繊維前駆体を酸化性ガス雰囲気下で不融化して、不融化炭素繊維前駆体を製造する工程、（３）不融化炭素繊維前駆体を焼成して炭素繊維を製造する工程を含む炭素繊維の製造方法において、工程（１）で製造される炭素繊維前駆体が、溶融紡糸におけるキャピラリー内のメソフェーズピッチの溶融粘度とキャピラリー内でのメソフェーズピッチのせん断速度との積（せん断応力）が１０ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下とすることを特徴とする、炭素繊維の製造方法によって達成される。
【０００９】
更に、本発明には、３３０℃に加熱したメソフェーズピッチのせん断速度７０００ｓ−１における溶融粘度が、０．５〜５０Ｐａ・ｓ（５〜５００ポイズ）であるメソフェーズピッチを用いること、溶融紡糸に用いるメソフェーズピッチの軟化点が２５０℃以上３４０℃以下であること、溶融紡糸として、メルトブロー法を用いることが包含される。
本発明の他の目的は、上記に記載の方法で製造された、平均繊維長が１０〜１００ｃｍ、平均繊維径が１〜２０μｍである炭素繊維によって達成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の炭素繊維は、優れた放熱材料であって、従来よりも繊維長が長く、炭素繊維の末端に釣り針状の形態を有する異形物が混ざったりすることなく、良好な不織布として得ることもできる。また、繊維長が従来よりも長くなることで、不織布の嵩密度が低くなり、不融化で発生する熱を効率的に放熱することができ、結果として均質な物性を有する炭素繊維を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、本発明の実施の形態について順次説明する。
本発明の炭素繊維は平均繊維長１０〜１００ｃｍ、平均繊維径１〜２０μｍのメソフェーズピッチ由来の炭素繊維である。
平均繊維長が１０ｃｍより短いと、炭素繊維の末端に釣り針状の形状を有する異形物が混ざったりすることがあり、品質の低下を引き起こすことがある。また、炭素繊維内部に構造欠陥等を作りやすく、優れた放熱材料にならないといった問題があった。さらに、不織布状で得た場合には、不織布の嵩密度が高いため、不融化反応で発生する熱を放熱できず、不織布内部と外部で温度が異なるといった問題を生じ、結果として均一な製品を製造できないといった問題に加えて、場合によっては放熱できないことが原因となり、不融化反応で不織布内に熱が蓄熱して、炭素繊維前駆体の構造を溶かしてしまうといった問題があり好ましくない。一方、繊維長が１００ｃｍを超える場合、嵩高くなりすぎて、生産性の低下を引き起こすため好ましくない。繊維長のより好ましい範囲としては、１５〜８０ｃｍである。
【００１２】
本発明の炭素繊維の平均繊維径は１〜２０μｍである。炭素繊維の平均繊維径が１μｍ未満であると、炭素繊維前駆体を製造する際、不織布の形状を保持できないばかりか、ハンドリングの低下を招くことがあり好ましくない。また、粉砕してミルドファイバーとして扱う際のハンドリングも低下し好ましくない。一方、２０μｍを越えると、不融化工程に時間が掛かり生産性を低下させるだけでなく、炭素繊維前駆体の断面内部の不融化ムラが大きくなり、最終的に得られる炭素繊維の品質を低下させることがあるため好ましくない。平均繊維径のより好ましい範囲は３〜１８μｍ、さらに好ましくは５〜１５μｍである。糸径の平均値に対する糸径の分散値の百分率として求められるＣＶ値は、２０％以下であることが望ましい。より望ましくは１７％以下である。炭素繊維前駆体のＣＶ値が２０％を超えると不融化工程でトラブルを起こしやすい平均繊維径２０μｍを超える炭素繊維前駆体が増え、生産性の観点から好ましくない。
【００１３】
通常メルトブロー法で紡糸した炭素繊維は、不織布として得ることができる。本発明の炭素繊維は不織布を粉砕して、粉砕物としても良い。不織布の粉砕方法としては、特に限定されるものではないが、乾式法では例えばボールミルを用いた方法、粉砕室に送られた原料が衝撃爪（ピン）と蓋に取り付けられた爪状のステータ（固定盤）との回転の結果、衝撃、せん断作用により微粉化する方法（インパクトミル）、圧縮空気で粉体の相互衝突、相互摩擦により粉砕を行う方法（ジェットミル）などを例示することができる。一方、湿式法としては、例えば水またはＮ−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどの有機溶剤中でジルコニアボールなどと一緒に仕込み、衝突・せん断などにより粉砕する方法などを例示することができる。本発明の炭素繊維は、上述の粉砕により平均繊維径１〜２０μｍ、繊維長０．０２〜５ｍｍの粉砕物としても良い。
【００１４】
本発明の炭素繊維は放熱材料として好適に使用される。熱伝導は主としてフォノンによって担われており、欠陥が無く、かつ強い結合で結ばれていることが必要となる。炭素繊維の場合、黒鉛を形成する結晶において、結晶の厚み方向よりはむしろ六角網面の成長方向に熱が伝導することが知られている。このため、六角網面の成長方向に由来する結晶子サイズが大きな役割を果たすことになる。六角網面の成長方向に由来する結晶子サイズは公知の方法によって求めることができ、Ｘ線回折法にて得られる炭素結晶の（１１０）面からの回折線によって求めることができる。本発明の炭素繊維は六角網面の成長方向に由来する結晶子サイズが５ｎｍ以上であることが望ましく、より望ましくは１０ｎｍ、さらに望ましくは２０ｎｍ以上である。
【００１５】
本発明の炭素繊維は、六角網面の成長方向に由来する結晶子サイズが５ｎｍ以上を達成するために、メソフェーズピッチを原料に用いるのが好ましい。メソフェーズピッチとしては、ナフタレン、アントラセンやフェナントレンといった縮合多環炭化水素化合物、石油系ピッチや石炭系ピッチといった縮合複素環化合物等が挙げることができる。その中でもナフタレンやフェナントレンといった縮合多環炭化水素化合物が特に好ましい。なお、ここで言うメソフェーズピッチとは光学的異方性を持つピッチを指している。
【００１６】
一般に、ピッチの溶融紡糸はせん断速度３０００〜１２０００ｓ−１の領域で実施される。本発明で使用するメソフェーズピッチは３３０℃の加熱下において、７０００ｓ−１における溶融粘度が、０．５〜５０Ｐａ・ｓ（５〜５００ポイズ）であることが好ましい。溶融粘度が０．５Ｐａ・ｓ（５ポイズ）未満の場合、メソフェーズピッチに多くの低沸点成分が含まれている場合があり、紡糸時にガス発生による断糸を引き起こしやすいため好ましくない。また、粘度が低いため表面張力で紡糸直後、繊維形状を崩壊させてしまう場合があるため好ましくない。一方、５０Ｐａ・ｓ（５００ポイズ）を超える場合、低沸点成分が非常に少ない場合があり、紡糸に適した粘度にするために３７０℃以上の高温を必要にする場合があり、メソフェーズピッチの分解を引き起こすことがあるため好ましくない。また、低温高粘度で紡糸した場合には、ラジアル構造を引き起こしやすく、不融化炭素繊維を焼成して炭素繊維を製造する工程において、繊維半径方向に割れが入り、機械特性の低下を引き起こすことがあるため好ましくない。メソフェーズピッチの３３０℃加熱下におけるせん断速度７０００ｓ−１での溶融粘度のより好ましい範囲は２〜３０Ｐａ・ｓ（２０〜３００ポイズ）である。
【００１７】
本発明で使用するメソフェーズピッチは、その軟化点が２３０℃以上３５０℃以下であることが好ましい。軟化点が２３０℃未満であると、炭素繊維前駆体を酸化性ガス雰囲気下で不融化して、不融化炭素繊維を製造する工程において多大の時間を要するため好ましくない。一方、軟化点が３５０℃を超える場合、紡糸に適した粘度にするために３７０℃以上の高温を必要とする場合があり、メソフェーズピッチの分解を引き起こすことがあり好ましくない。軟化点のより好ましい範囲は２５０℃以上３３０℃未満である。
【００１８】
本発明のもう一つの目的は、繊維長１０〜１００ｃｍ、平均繊維径１〜２０μｍのメソフェーズピッチ由来の炭素繊維を製造する方法を提供することにある。
本発明の炭素繊維は、（１）メソフェーズピッチから炭素繊維前駆体を製造する工程、（２）炭素繊維前駆体を酸化性ガス雰囲気下で不融化して、不融化炭素繊維前駆体を製造する工程、（３）不融化炭素繊維前駆体を焼成して炭素繊維を得る工程を経て製造される。以下に各工程について順に説明する。
【００１９】
（１）メソフェーズピッチから炭素繊維前駆体を製造する工程
本発明の第一の工程では、メソフェーズピッチから炭素繊維前駆体を製造する。本発明が目的とする繊維を製造するためには、溶融紡糸時におけるキャピラリー内のメソフェーズピッチの溶融粘度とキャピラリー内のメソフェーズピッチのせん断速度との積（せん断応力）が１０ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下であることが必要である。キャピラリー内のメソフェーズピッチのせん断速度は下記式（１）で求められる。
［数１］
γ＝８Ｖ／Ｄ      （１）
（ここで、γはキャピラリー内のメソフェーズピッチのせん断速度（ｓ−１）を、Ｄはキャピラリーの孔径（ｍ）を、Ｖはキャピラリー内のメソフェーズピッチの流速（ｍ／ｓ）を、それぞれ意味する。）
【００２０】
キャピラリーを通過するピッチはギヤポンプで定量的に送液される。従って、キャピラリーを通過するピッチの流速はギヤポンプの回転数により制御することができる。キャピラリーを通過するピッチの流速は、口金のホール数、キャピラリーの形状、時間当たりのピッチの送液量が決まれば一義的に決定される。
【００２１】
キャピラリー内のメソフェーズピッチの溶融粘度は、キャピラリーレオメーターなどの粘度評価装置を用いて、上記式で求めたせん断速度下での溶融粘度を実測することで求めることが出来る。この場合、キャピラリー内の溶融粘度とキャピラリー内のせん断速度との積（せん断応力）は３０ｋＰａ以上２００ｋＰａ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下であることが好ましい。溶融粘度の値が小さくてもせん断速度の値が大きければ目的とする炭素繊維前駆体を得ることが出来るし、逆に溶融粘度の値が大きい場合、せん断速度の値が小さくとも目的とする炭素繊維前駆体を得ることができるが、両者の積であるせん断応力にはしきい値があり、少なくとも３０ｋＰａ以上が必要である。目的とする炭素繊維を得るのに、何故せん断応力にしきい値があるのかについての詳細は分かっていないが、おそらくせん断応力付与によるメソフェーズピッチの分子配向が紡糸性に大きく影響しているためと推測される。キャピラリー内の溶融粘度とキャピラリー内のせん断速度の積（せん断応力）が３０ｋＰａ未満であると、目的とする炭素繊維を得るための炭素繊維前駆体を得ることが出来ないばかりか、場合によってはキャピラリーから出糸されたメソフェーズピッチが表面張力により球形となり、粉状物となるため好ましくない。また、２００ｋＰａを超えるせん断応力の付与は紡糸圧力が非常に高くなるため、装置の破壊を引き起こすため好ましくない。
【００２２】
ピッチの溶融粘度は、その樹脂温度やキャピラリーを通過する際の剪断速度により大きく変化し、ニュートン流体または非ニュートン流体的な振る舞いをする。従って、溶融粘度とせん断速度との積（せん断応力）を目的の範囲に入れるためには、あらかじめキャピラリーレオメーター等の測定装置により、溶融粘度の温度依存性とせん断速度依存性を求めておき、キャピラリーを通過するピッチの溶融粘度とせん断速度を、温度やギヤポンプでの送液量により制御することが必要となる。
【００２３】
なお、せん断応力（キャピラリー内の粘度とせん断速度との積）を求める別法として、上記式（１）と下記式（２）の積からせん断応力を算出する方法もある。本方法は、キャピラリーレオメーターなどの測定からキャピラリーを通過するピッチの粘度を予測する代わりに、パック圧から粘度を算出してせん断応力を求める方法である。
［数２］
μ＝ΔＰ×Ｄ２／３２ＬＶ      （２）
（ここで、μは溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を、ΔＰはパック圧（Ｐａ）を、Ｄはキャピラリーの孔径（ｍ）を、Ｌはキャピラリーの長さ（ｍ）を、Ｖはキャピラリー内の流速（ｍ／ｓ）をそれぞれ意味する。）
【００２４】
上記式（２）から算出した溶融粘度を用いる場合、キャピラリー内の溶融粘度とキャピラリー内のせん断速度との積（せん断応力）は１０ｋＰａ以上１５０ｋＰａ以下であることが好ましく、さらに好ましくは２０ｋＰａ以上１００ｋＰａ以下であることが好ましい。
【００２５】
溶融粘度値が小さくとも、せん断速度の値が大きければ目的とする炭素繊維前駆体を得ることが出来るし、逆に溶融粘度の値が大きい場合、せん断速度の値が小さくとも目的とする炭素繊維前駆体を得ることができるが、両者の積であるせん断応力にはしきい値があり、パック圧から算出した溶融粘度を用いた場合には少なくとも１０ｋＰａ以上が必要である。目的とする炭素繊維を得るのに、何故せん断応力にしきい値があるのかについての詳細は分かっていないが、おそらくせん断応力付与によるメソフェーズピッチの分子配向が紡糸性に大きく影響しているためと推測される。キャピラリー内の溶融粘度とキャピラリー内のせん断速度の積（せん断応力）が１０ｋＰａ未満であると、目的とする炭素繊維を得るための炭素繊維前駆体を得ることが出来ないばかりか、場合によってはキャピラリーから出糸されたメソフェーズピッチが表面張力により球形となり、粉状物となるため好ましくない。また、１５０ｋＰａを超えるせん断応力の付与は紡糸圧力が非常に高くなるため、装置の破壊を引き起こすため好ましくない。キャピラリーを通過するピッチはギヤポンプで定量的に送液される。従って、キャピラリーを通過するピッチの流速はギヤポンプの回転数により制御することができる。キャピラリーを通過するピッチの流速は、口金のホール数、キャピラリーの形状、時間当たりのピッチの送液量が決まれば一義的に決定される。従って、上記式（２）から算出する溶融粘度を用いたせん断応力（溶融粘度とせん断速度の積）は、せん断速度を決めるためのギヤポンプの回転数と溶融粘度を決めるためのパック圧を監視することで、制御することが可能となる。
【００２６】
キャピラリー形状については特に制約されるものではないが、キャピラリー孔の長さとキャピラリー径の比が２０よりも小さいものが好ましく用いられ、更に好ましくは１５以下のものが用いられる。紡糸時のノズルの温度についても特に制約はないが、安定した紡糸状態が維持できる温度として、メソフェーズピッチの種類にもよるが、おおよそ２５０〜４００℃の範囲にあることが好ましく、３００〜３６０℃の範囲にあることが特に好ましい。
【００２７】
メソフェーズピッチをメルトブロー法で溶融紡糸する場合には、キャピラリー孔から出糸されたメソフェーズピッチは、２５０〜４００℃に加温されたガスを細化点近傍で毎分１００〜１００００ｍの流速で吹き付けられ、繊維化され、炭素繊維前駆体となる。吹き付けるガスは空気、窒素、アルゴン等を用いることができるが、コストパフォーマンスの点から空気が特に望ましい。炭素繊維前駆体は金網ベルト上に捕集され、連続的な不織布として巻き取ることが出来る。
【００２８】
（２）炭素繊維前駆体を酸化性ガス雰囲気下で不融化して、不融化炭素繊維前駆体を製造する工程
本発明の第二の工程では、上記で得た炭素繊維前駆体を酸化性ガス雰囲気下で不融化して、不融化炭素繊維前駆体を製造する。炭素繊維前駆体の不融化処理は、炭素化もしくは黒鉛化された炭素繊維を得るために必要な工程であり、これを実施せず次工程である焼成工程に移ると、炭素繊維前駆体が熱分解したり、溶融して融着したりするなどの問題を生じる。使用するガス成分としては、酸化性のガスであれば特に制限はないが、例えば空気、酸素、ハロゲンガス、二酸化窒素、オゾンなどを採択することができる。これらの中でも、コストパフォーマンスと低温で速やかに不融化させうるという点から空気および／またはハロゲンガスを含む混合ガスである事が好ましい。なお、ハロゲンガスとしてはフッ素、ヨウ素、臭素などを取り上げることが出来るが、これらの中でもヨウ素が特に好ましい。ガス気流下での不融化の具体的な方法としては、温度１５０〜３５０℃、好ましくは１８０〜３２０℃で、１時間以下、好ましくは０．５時間以下で所望のガス雰囲気中で処理する事が好ましい。上記不融化により炭素繊維前駆体の軟化点は著しく上昇し、不融化炭素繊維前駆体となるが、所望の炭素繊維を得るという目的から、不融化炭素繊維前駆体の軟化点が４００℃以上となる事が好ましく、５００℃以上である事がさらに好ましい。
【００２９】
（３）不融化炭素繊維前駆体を焼成して炭素繊維を得る工程
本発明の第三の工程では、上記で得た不融化炭素繊維前駆体を不活性ガス雰囲気中で炭素化もしくは黒鉛化し炭素繊維を製造する。不融化炭素繊維前駆体の炭素化は真空中、或いは窒素、アルゴン、クリプトン等の不活性ガス中で焼成することによりおこなわれるが、常圧で、且つコストの安い窒素中で実施するのが特に好ましい。炭素化の温度としては５００〜２０００℃、より好ましくは８００〜１８００℃である。通常２０００℃を超える炭素繊維の焼成は黒鉛化と呼ばれ、窒素ガス等は電離を起こしてしまうため、アルゴン、クリプトンといった不活性ガスを使用する。炭素繊維の熱伝導率を高くするためには、２３００〜３５００℃で処理することが好ましく、さらには２５００〜３２００℃で処理するのが特に好ましい。
【００３０】
上述の（１）メソフェーズピッチから炭素繊維前駆体を製造する工程、（２）炭素繊維前駆体を酸化性ガス雰囲気下で不融化して、不融化炭素繊維を製造する工程、（３）不融化炭素繊維を焼成して炭素繊維を得る工程を経ることで、炭素繊維の末端に釣り針状の異形物を持たず、１０〜１００ｃｍの従来よりも繊維長が長く、平均繊維径が１〜２０μｍの炭素繊維を得ることができる。上述の処理に従って製造した炭素繊維は通常不織布として得られるが、場合によっては上述で述べた粉砕処理を施し、粉砕物としても良い。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何等限定を受けるものでは無い。尚、実施例中の各値は以下の方法に従って求めた。
【００３２】
（１）炭素繊維の平均繊維径
走査型電子顕微鏡Ｓ−２４００（株式会社日立製作所製）で観察することで確認した。  
【００３３】
（２）炭素繊維の繊維長
１３００℃で焼成した不織布状の炭素繊維の集合体から１本を抜き出し、その長さを計測することで評価した。
【００３４】
（３）せん断応力
溶融粘度とせん断速度の積により求めたが、せん断速度は実際の紡糸におけるキャピラリー内の流速（ｍ／ｓ）とキャピラリーの孔径（ｍ）から下記式を用いることで算出した。
［数３］
γ＝８Ｖ／Ｄ      （１）
（ここで、γはキャピラリー内のメソフェーズピッチのせん断速度（ｓ−１）を、Ｄはキャピラリーの孔径（ｍ）を、Ｖはキャピラリー内のメソフェーズピッチの流速（ｍ／ｓ）を、それぞれ意味する。）
【００３５】
また、キャピラリー内の溶融粘度は以下の二つの方法で求めた。
（３）−１  上記式（１）で求めたせん断速度下での溶融粘度を、キャピラリーレオメーターＣＡＰＩＬＯＧＲＡＰＨ  １Ｄ（株式会社東洋精機製作所）を用いて測定することにより溶融粘度を求めた。
（３）−２  実際の紡糸口金のパック圧から下記式（２）を用い、溶融粘度を算出した。
［数４］
μ＝ΔＰ×Ｄ２／３２ＬＶ      （２）
（ここで、μは溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を、ΔＰはパック圧（Ｐａ）を、Ｄはキャピラリーの孔径（ｍ）を、Ｌはキャピラリーの長さ（ｍ）を、Ｖはキャピラリー内のメソフェーズピッチの流速（ｍ／ｓ）をそれぞれ意味する。）
【００３６】
なお、上述の式を用いるにあたり、キャピラリーの直径としてＤ＝０．０００２（ｍ）、キャピラリーの長さＬ＝０．００２（ｍ）、キャピラリー内のメソフェーズピッチ流速Ｖ（ｍ／ｓ）はギヤポンプから送液される時間当たりの送液量からキャピラリーを通過する樹脂速度を算出することで求めた。また、パック圧ΔＰ（Ｐａ）は、キャピラリー上部に取り付けられた熱電対付き樹脂圧力センサーＮＰ４６３−１／２−１０ＭＰＡ−１５／４５−Ｋ（日本ダイニスコ株式会社製）をモニターすることで評価した。
【００３７】
（４）軟化点
軟化点はＭＥＴＴＬＥＲ  ＦＰ９０（メトラー・トレド株式会社製）を用い、窒素雰囲気下２３０℃から１℃／分で昇温することで得た。
【００３８】
［実施例１］
芳香族炭化水素からなるメソフェーズ率１００％、軟化温度２８５．８℃、３３０℃に加熱したメソフェーズピッチのせん断速度７０００ｓ−１における溶融粘度が、１１．３Ｐａ・ｓであるメソフェーズピッチを、３２９℃において、直径０．２ｍｍφ、長さ２ｍｍのキャピラリーからなる口金を用い、キャピラリー内流速０．２３４ｍ／ｓ（せん断速度γ：９３４８ｓ−１）で送液し、かつキャピラリー横のスリットから毎分５５００ｍで３３３℃の空気を吹き付けて、メルトブロー法により溶融メソフェーズピッチを牽引して平均直径１３μｍの炭素繊維前駆体からなる不織布を作成した。なお、パック圧ΔＰは２．０６ＭＰａ（２１．０ｋｇｆ／ｃｍ２）であり、パック圧ΔＰから算出した溶融粘度μは５．５Ｐａ・ｓ、せん断応力（μ・γ）は５１．５ｋＰａであった。また、キャピラリーレオメーターで実測した溶融粘度は１０．４Ｐａ・ｓであり、左記から見積もったせん断応力（μ・γ）は９７．２ｋＰａであった。
【００３９】
上記炭素繊維前駆体からなる不織布を、空気雰囲気下２００℃から３００℃まで３０分で昇温して不融化炭素繊維前駆体からなる不織布を得た。次いで、左記不織布をアルゴンガス雰囲気下で室温から０．５時間掛けて１３００℃に焼成した。１３００℃で焼成した炭素繊維の集合体からなる不織布から炭素繊維１本を抜き出し、長さを計測したところ４２．３ｃｍであった。また、顕微鏡観察から得られた炭素繊維の平均繊維径は９μｍであった。
【００４０】
［実施例２］
芳香族炭化水素からなるメソフェーズ率１００％、軟化温度２８５．８℃、３３０℃に加熱したメソフェーズピッチのせん断速度７０００ｓ−１における溶融粘度が１１．３Ｐａ・ｓであるメソフェーズピッチを、３２１℃において、直径０．２ｍｍφ、長さ２ｍｍのキャピラリーからなる口金を用い、キャピラリー内流速０．０７８ｍ／ｓ（せん断速度γ：３１１６ｓ−１）で送液し、かつキャピラリー横のスリットから毎分５５００ｍで３２３℃の空気を吹き付けて、メルトブロー法により溶融メソフェーズピッチを牽引して平均直径１５μｍの炭素繊維前駆体からなる不織布を作成した。なお、パック圧ΔＰは１．４７ＭＰａ（１５．０ｋｇｆ／ｃｍ２）であり、溶融粘度μは１１．８Ｐａ・ｓ、せん断応力（μ・γ）は３６．８ｋＰａであった。また、キャピラリーレオメーターで実測した溶融粘度は３４．０Ｐａ・ｓであり、左記から見積もったせん断応力（μ・γ）は１０５．９ｋＰａであった。
【００４１】
上記炭素繊維前駆体からなる不織布を、空気雰囲気下２００℃から３００℃まで３０分で昇温して不融化炭素繊維前駆体からなる不織布を得た。次いで、左記不織布をアルゴンガス雰囲気下で室温から０．５時間掛けて１３００℃に焼成した。１３００℃焼成した炭素繊維の集合体からなる不織布から炭素繊維１本を抜き出し、長さを計測したところ３２．７ｃｍであった。また、顕微鏡観察から得られた炭素繊維の平均繊維径は１３μｍであった。
【００４２】
［比較例１］
芳香族炭化水素からなるメソフェーズ率１００％、軟化温度２８５．８℃、３３０℃に加熱したメソフェーズピッチのせん断速度７０００ｓ−１における溶融粘度が、１１．３Ｐａ・ｓであるメソフェーズピッチを、３３９℃において、直径０．２ｍｍφ、長さ２ｍｍのキャピラリーからなる口金を用い、キャピラリー内流速０．０７８ｍ／ｓ（せん断速度γ：３１１６ｓ−１）で送液し、かつキャピラリー横のスリットから毎分５５００ｍで３４２℃の空気を吹き付けて溶融メソフェーズピッチを牽引したが、キャピラリー出口で表面張力に負けて粉状物となり、炭素繊維前駆体を得ることができなかった。
【００４３】
なお、パック圧ΔＰは０．２６ＭＰａ（２．６５ｋｇｆ／ｃｍ２）であり、溶融粘度μは２．１Ｐａ・ｓ、せん断応力（μ・γ）は６．５ｋＰａであった。また、キャピラリーレオメーターで実測した溶融粘度は３．０Ｐａ・ｓであり、左記から見積もったせん断応力（μ・γ）は９．３ｋＰａであった。