(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂が炭素繊維織物へ十分に含浸したプリプレグを得る。【解決手段】アマイド化合物を含み且つ流動性を有する熱可塑性樹脂３０を、炭素繊維束２１、２２からなる炭素繊維織物２０に接触させる第１の工程と、圧接方向に向かって尖った複数の突起部が外周面に形成されたローラーで炭素繊維織物２０を圧接する第２の工程と、第１の工程及び第２の工程を経た熱可塑性樹脂付き炭素繊維織物の熱可塑性樹脂３０を固化する第３の工程と、を経てプリプレグ１０を製造する。ローラーの突起部は、前記炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有し、且つ互いに炭素繊維束の幅より小さいピッチで配列されている。【選択図】図１
2015166408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の炭素繊維束からなる炭素繊維織物と、
アマイド化合物を含有し、前記複数の炭素繊維束の間、及び前記炭素繊維束の厚さ方向中心部にまで含浸した熱可塑性樹脂と、
を備えたプリプレグ。
【請求項２】
アマイド化合物を含み且つ流動性を有する熱可塑性樹脂を、炭素繊維束からなる炭素繊維織物に接触させる第１の工程と、
圧接方向に向かって尖った複数の突起部が外周面に形成されたローラーで前記炭素繊維織物を圧接する第２の工程と、
前記第１の工程及び第２の工程を経た熱可塑性樹脂付き炭素繊維織物の熱可塑性樹脂を固化する第３の工程と、
を含み、
前記ローラーの突起部は、前記炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有し、且つ互いに炭素繊維束の幅より小さいピッチで配列されている、
プリプレグの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたプリプレグの製造方法において、
前記第２の工程は、前記第１の工程の後に行うプリプレグの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載されたプリプレグの製造方法において、
前記第１の工程において、離型性基材に前記熱可塑性樹脂を塗布した後、その塗布した熱可塑性樹脂の上に前記炭素繊維織物を接触させ、
前記第２の工程において、前記炭素繊維織物の上から該炭素繊維織物を前記ローラーで圧接するプリプレグの製造方法。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか一項に記載されたプリプレグの製造方法において、
前記炭素繊維織物の重量に対する前記アマイド化合物の配合量は、０．５〜５重量％であるプリプレグの製造方法。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか一項に記載されたプリプレグの製造方法において、
前記熱可塑性樹脂がポリウレタンを原料とする樹脂で構成されているプリプレグの製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載のプリプレグが複数枚重ねられ、それぞれの熱可塑性樹脂が溶融一体化された構成を有する炭素繊維複合材料。
【請求項８】
アマイド化合物を含み且つ流動性を有する熱可塑性樹脂を、炭素繊維束からなる炭素繊維織物に接触させる第１処理部と、
圧接方向に向かって尖った複数の突起部が外周面に形成されたローラーで前記炭素繊維織物を圧接する第２処理部と、
前記第１処理部及び第２処理部での処理を経た熱可塑性樹脂付き炭素繊維織物の熱可塑性樹脂を固化する第３処理部と、
を備え、
前記ローラーの突起部は、前記炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有し、且つ互いに炭素繊維束の幅より小さいピッチで配列されている、
プリプレグの製造装置。
【請求項９】
請求項８に記載されたプリプレグの製造装置において、
前記ローラーの外周面に設けられた複数の突起部の各々は前記炭素繊維織物の搬送方向に延びる畝状である、プリプレグの製造装置。
【請求項１０】
請求項８に記載されたプリプレグの製造装置において、
前記ローラーは複数設けられ、
前記複数のローラーは、外周面に設けられた複数の突起部の各々が前記炭素繊維織物の搬送方向に延びる畝状である第１のローラーと、外周面に設けられた複数の突起部の各々が、前記炭素繊維織物の搬送方向に垂直に延びる畝状である第２のローラーを含む、
プリプレグの製造装置。
【請求項１１】
請求項８〜１０のいずれか一項に記載されたプリプレグの製造装置において、
前記ローラーに形成された突起部の突出高さは、前記炭素繊維織物の厚さの２倍以上であるプリプレグの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリプレグ、炭素繊維複合材料、プリプレグの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化材として炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon-Fiber-Reinforced Plastic）は、ガラス繊維強化プラスチック等と比較して大きな比強度、比弾性率を有する。このため、炭素繊維強化プラスチックは、航空宇宙、陸上輸送、船舶、建築、土木、工業用部品、スポーツ用品等の高い強度が要求される分野で用いられている。炭素繊維強化プラスチックは、例えば、炭素繊維織物に樹脂を含浸させたプリプレグ（Prepreg）を作製し、プリプレグを必要に応じて適当な枚数を重ね合わせることにより得られる。
【０００３】
プリプレグには、優れた強度を得るため、炭素繊維織物へ良好に樹脂を含浸することが求められている。
【０００４】
特許文献１（特開２００５−２８１９５５号公報）には、所定の摩擦係数の炭素繊維を所定の速度で樹脂に含浸することが開示されている。そして、これにより、３００ｇ／ｍ２以上の高目付織物においても、炭素繊維の集束性と樹脂の含浸性を共に高めることができると記載されている。
【０００５】
特許文献２（特開２００５−２９９１２号公報）には、プリプレグの製造工程中、開繊繊維シートに熱可塑性樹脂を含浸する工程において、拡展状態で送り出されてくる開繊繊維シートの表面に熱可塑性樹脂シートを送り込んで重ね合わせた後、熱可塑性樹脂シートを熱溶融させて加圧することが開示されている。そして、これにより、開繊繊維シートの構成繊維中に円滑かつ一様に熱可塑性樹脂を含浸させることができると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８１９５５号公報
【特許文献２】特開２００５−２９９１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に開示された方法を用いてプリプレグを製造しても、依然として熱可塑性樹脂の含浸が不十分であり、炭素繊維束の中心部分では空隙（ボイド）が存在した。そして、このプリプレグを用いて得られた成形体は、ボイドにより成形体表面に膨れが存在する、十分な強度を有しないなどの問題があった。
【０００８】
本発明は、優れた強度を有するプリプレグ及び炭素繊維織物を得ることを目的とする。また、本発明は、熱可塑性樹脂を炭素繊維織物に十分に含浸した高強度のプリプレグを製造する方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決する本発明のプリプレグは、複数の炭素繊維束からなる炭素繊維織物と、アマイド化合物を含有し、前記複数の炭素繊維束の間、及び前記炭素繊維束の厚さ方向中心部にまで含浸した熱可塑性樹脂と、を備える。
【００１０】
上記の構成によれば、熱可塑性樹脂がアマイド化合物を含有するので、炭素繊維束を構成する炭素繊維の凝集が緩和され、熱可塑性樹脂が炭素繊維束の厚さ方向中心部にまで十分含浸することができ、結果として、優れた強度を有するプリプレグを得ることができる。
【００１１】
本発明のプリプレグの製造方法は、アマイド化合物を含み且つ流動性を有する熱可塑性樹脂を、炭素繊維束からなる炭素繊維織物に接触させる第１の工程と、圧接方向に向かって尖った複数の突起部が外周面に形成されたローラーで前記炭素繊維織物を圧接する第２の工程と、前記第１の工程及び第２の工程を経た熱可塑性樹脂付き炭素繊維織物の熱可塑性樹脂を固化する第３の工程と、を含む。ローラーの突起部は、前記炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有し、且つ互いに炭素繊維束の幅より小さいピッチで配列されている。
【００１２】
上記の製造方法によれば、熱可塑性樹脂がアマイド化合物を含むので、炭素繊維束を構成する炭素繊維の凝集が緩和され、炭素繊維束の炭素繊維間に熱可塑性樹脂が浸透しやすくなる。この状態で、圧接方向に向かって尖った複数の突起部を有するローラーで炭素繊維織物を圧接するので、炭素繊維織物の炭素繊維間が圧接され、熱可塑性樹脂が炭素繊維織物に対して十分に含浸することができるようになる。そして、結果として、優れた強度を有するプリプレグを製造することができる。なお、ローラーの外周に設けられた突起部は、先端が尖っており、且つ炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有するので、炭素繊維織物を圧接したとき、突起部が炭素繊維織物の反対側にまで到達する。また、ローラーの突起部が炭素繊維束の幅より小さいピッチで配列されているので、１つの炭素繊維束あたり少なくとも１つの突起部が炭素繊維束を圧接することとなる。そのため、炭素繊維織物を構成する複数の炭素繊維束の全てを確実にローラー処理することができる。
【００１３】
本発明のプリプレグの製造方法では、前記第２の工程は、前記第１の工程の後に行うことが好ましい。
【００１４】
本発明のプリプレグの製造方法では、前記第１の工程において、離型性基材に前記熱可塑性樹脂を塗布した後、その塗布した熱可塑性樹脂の上に前記炭素繊維織物を接触させ、前記第２の工程において、前記炭素繊維織物の上から、前記炭素繊維織物を前記ローラーで圧接することが好ましい。
【００１５】
本発明のプリプレグの製造方法は、前記炭素繊維織物の重量に対する前記アマイド化合物の配合量は、０．５〜５重量％であることが好ましい。
【００１６】
本発明のプリプレグの製造方法は、前記熱可塑性樹脂がポリウレタンを原料とする樹脂で構成されていてもよい。
【００１７】
本発明の炭素繊維複合材料は、上記のプリプレグが複数枚重ねられ、それぞれの熱可塑性樹脂を溶融一体化した構成を有する。
【００１８】
上記の構成によれば、熱可塑性樹脂が炭素繊維束の厚さ方向中心部にまで十分含浸したプリプレグを材料としているので、優れた強度を有する炭素繊維複合材料を得ることができる。
【００１９】
本発明のプリプレグの製造装置は、アマイド化合物を含み且つ流動性を有する熱可塑性樹脂を、炭素繊維束からなる炭素繊維織物に接触させる第１処理部と、圧接方向に向かって尖った複数の突起部が外周面に形成されたローラーで前記炭素繊維織物を圧接する第２処理部と、前記第１処理部及び第２処理部での処理を経た熱可塑性樹脂付き炭素繊維織物の熱可塑性樹脂を固化する第３処理部と、を備える。ローラーの突起部は、前記炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有し、且つ互いに炭素繊維束の幅より小さいピッチで配列されている。
【００２０】
上記の構成によれば、第２処理部のローラーが圧接方向に向かって尖った複数の突起部を有するので、炭素繊維織物の炭素繊維間を圧接することができる。これにより、熱可塑性樹脂が炭素繊維織物に十分に含浸する。ローラーの外周に設けられた突起部は、先端が尖っており、且つ炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有するので、炭素繊維織物を圧接したとき、突起部が炭素繊維織物の反対側にまで到達する。また、ローラーの突起部が炭素繊維束の幅より小さいピッチで配列されているので、１つの炭素繊維束あたり少なくとも１つの突起部が炭素繊維束を圧接することとなる。そのため、炭素繊維織物を構成する複数の炭素繊維束の全てを確実にローラー処理することができる。
【００２１】
本発明のプリプレグの製造装置では、ローラーの外周面に設けられた複数の突起部の各々は前記炭素繊維織物の搬送方向に延びる畝状であってもよい。
【００２２】
また、本発明のプリプレグの製造装置では、前記ローラーは複数設けられ、前記複数のローラーは、外周面に設けられた複数の突起部の各々が前記炭素繊維織物の搬送方向に延びる畝状である第１のローラーと、外周面に設けられた複数の突起部の各々が、前記炭素繊維織物の搬送方向に垂直に延びる畝状である第２のローラーを含んでいてもよい。
【００２３】
本発明のプリプレグの製造装置では、前記ローラーに形成された突起部の突出高さは、前記炭素繊維織物の厚さの２倍以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のプリプレグによれば、熱可塑性樹脂がアマイド化合物を含有するので、炭素繊維束を構成する炭素繊維の凝集が緩和され、熱可塑性樹脂が炭素繊維束の厚さ方向中心部にまで十分含浸することができ、結果として、優れた強度を得ることができる。
【００２５】
本発明のプリプレグの製造方法によれば、熱可塑性樹脂がアマイド化合物を含むので、炭素繊維束を構成する炭素繊維の凝集が緩和され、炭素繊維束の炭素繊維間に熱可塑性樹脂が浸透しやすくなる。この状態で、圧接方向に向かって尖った複数の突起部を有するローラーで炭素繊維織物を圧接するので、熱可塑性樹脂は、炭素繊維織物の炭素繊維間に十分に含浸することができる。そして、結果として、優れた強度を有するプリプレグを製造することができる。
【００２６】
本発明の炭素繊維複合材料によれば、熱可塑性樹脂が炭素繊維束の厚さ方向中心部にまで十分含浸したプリプレグを材料としているので、優れた強度を得ることができる。
【００２７】
本発明のプリプレグ製造装置によれば、第２処理部のローラーが圧接方向に向かって尖った複数の突起部を有するので、炭素繊維織物の炭素繊維間を圧接することができる。また、ローラーの外周に設けられた突起部は、先端が尖っており、且つ炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有するので、炭素繊維織物を圧接したとき、突起部が炭素繊維織物の反対側にまで到達する。さらに、ローラーの突起部が炭素繊維束の幅より小さいピッチで配列されているので、１つの炭素繊維束あたり少なくとも１つの突起部が炭素繊維束を圧接することとなる。そのため、炭素繊維織物を構成する複数の炭素繊維束の全てを確実にローラー処理することができる。そして、結果として、熱可塑性樹脂が炭素繊維織物に十分に含浸することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】プリプレグの断面図である。
【図２】実施形態１にかかる炭素繊維織物の平面図である。
【図３】実施形態１のプリプレグの製造装置の概略図である。
【図４Ａ】ローラーユニットのローラーの斜視図である。
【図４Ｂ】図４ＡのIVb−IVb線における断面図である。
【図４Ｃ】ローラーの側面図である。
【図５Ａ】ローラーユニットのローラーの斜視図である。
【図５Ｂ】図５ＡのVb−Vb線における断面図である。
【図６Ａ】プリプレグと樹脂シートを積層した状態の説明図である。
【図６Ｂ】プリプレグと樹脂シートの積層体と、プリプレグとを積層した状態の説明図である。
【図６Ｃ】プリプレグ積層体の説明図である。
【図７】実施形態２にかかる炭素繊維織物の平面図である。
【図８】実施形態２のプリプレグの製造装置の概略図である。
【図９】ローラーユニットのローラーの側面図である。
【図１０】ローラーユニットの配置の一例を示す平面図である。
【図１１】走査型電子顕微鏡で撮影した、実施例１のプリプレグの断面を示す写真である。
【図１２】走査型電子顕微鏡で撮影した、実施例２のプリプレグの断面を示す写真である。
【図１３】走査型電子顕微鏡で撮影した、実施例３のプリプレグの断面を示す写真である。
【図１４】走査型電子顕微鏡で撮影した、実施例４のプリプレグの断面を示す写真である。
【図１５】走査型電子顕微鏡で撮影した、実施例６のプリプレグの断面を示す写真である。
【図１６】走査型電子顕微鏡で撮影した、比較例１のプリプレグの断面を示す写真である。
【図１７】走査型電子顕微鏡で撮影した、比較例２のプリプレグの断面を示す写真である。
【図１８】走査型電子顕微鏡で撮影した、比較例３のプリプレグの断面を示す写真である。
【図１９】走査型電子顕微鏡で撮影した、比較例５のプリプレグの断面を示す写真である。
【図２０】走査型電子顕微鏡で撮影した、比較例８のプリプレグの断面を示す写真である。
【図２１Ａ】目開き状態検査で撮影した実施例４の写真である。
【図２１Ｂ】目開き状態検査で撮影した実施例５の写真である。
【図２２Ａ】実施例２のプリプレグの端部を示す写真である。
【図２２Ｂ】比較例２のプリプレグの端部を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の構成部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の構成部材を備え得る。また、以下の各図中の部材の寸法は、実際の寸法および各部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００３０】
＜実施形態１＞
図１は、プリプレグ１０の断面を示す。プリプレグ１０は、炭素繊維織物２０に熱可塑性樹脂３０が含浸された構成を有する。プリプレグ１０は、例えば、縦１０〜３０００ｍｍ、横１０〜３０００ｍｍ、及び厚さ０．１〜６.０ｍｍである。
炭素繊維織物２０は、熱可塑性樹脂３０の補強材として機能し、これにより、比強度や比弾性率に優れた性能が得られる。プリプレグ１０は、例えば、樹脂シートと積層したり、複数のプリプレグ１０を積層したりすることで、任意の強度及び任意の形状の炭素繊維複合材料（炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ：Carbon-Fiber-Reinforced Plastic））とすることができる。炭素繊維強化プラスチックは、例えば、ゴルフクラブのシャフト、釣り竿、航空機、自動車、耐震補強用建築材、楽器ケース等に使用されている。
【００３１】
図２は、プリプレグ１０に用いられる炭素繊維織物２０を示す。炭素繊維織物２０は、図２における横方向に延びるように配置された複数の炭素繊維束２１と、縦方向に延びるように配置された複数の炭素繊維束２２で構成されている。複数の炭素繊維束２１は、互いに縦方向に隣り合うように並べられている。また、複数の炭素繊維束２２は、互いに横方向に隣り合うように並べられている。そして、炭素繊維織物２０は、複数の炭素繊維束２１と複数の炭素繊維束２２とが、１本ずつ交互に浮き沈みするよう平織りされている。炭素繊維織物２０の厚さＤは、図１に示すように、横方向の炭素繊維束２１と縦方向の炭素繊維束２２を合わせた厚さであり、例えば、０．１〜０．６ｍｍである。また、炭素繊維織物２０の繊維目付量（単位面積あたりの繊維の重量）（ＦＡＷ：Fiber Areal Weight）は、例えば９０〜５００ｇ／ｍ２である。
【００３２】
炭素繊維束２１、２２のそれぞれは、例えば、１０００〜１０００００本の炭素繊維が束ねられて構成されている。これらの炭素繊維は、実質的に撚りのない状態で束ねられていることが好ましい。ここで、「実質的に撚りがない」とは、１ｍあたりのターン数が０．５以下程度であることを意味する。炭素繊維束２１、２２は、例えば、幅１．０〜２５ｍｍ、及び厚さ０．０５〜０．４ｍｍである。炭素繊維１本は、例えば、繊維径が０．０１〜１０μｍである。炭素繊維束２１、２２は、繊維の毛羽立ち等を抑えるために、あらかじめサイジング剤によりサイジング処理（収束処理）をしておいてもよい。
【００３３】
プリプレグ１０を構成する熱可塑性樹脂３０は、主成分となる熱可塑性の樹脂に各種の配合物が配合され、混練された熱可塑性樹脂組成物である。
【００３４】
熱可塑性樹脂３０に配合される配合物としては、少なくともアマイド化合物を含む。また、熱可塑性樹脂３０に配合される配合物として、さらに潤滑剤、老化防止剤、架橋促進剤等を含んでいてもよい。
【００３５】
主成分となる熱可塑性の樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリロニトリル・スチレン（ＡＳ）樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリサルホン（ＰＳＦ）樹脂、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアリレート（ＰＡＲ）樹脂、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）樹脂、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂等が挙げられる。なお、原料ゴムとして、単一の材料を用いてもよく、複数種の材料を混合して用いてもよい。
【００３６】
アマイド化合物としては、例えば、モノアマイド類、置換アマイド類、ビスアマイド類、メチロールアマイド類、エステルアマイド類、及び置換尿素化合物類等が挙げられる。モノアマイド類としては、例えば、ラウリン酸アマイド、パルチミン酸アマイド、ステアリン酸アマイド、ベヘニン酸アマイド、ヒドロキシステアリン酸アマイド、オレイン酸アマイド、エルカ酸アマイド、リシノール酸アマイド等が挙げられる。置換アマイド類としては、例えば、Ｎ−ステアリルステアリン酸アマイド、Ｎ−オレイルオレイン酸アマイド、Ｎ−ステアリルオレイン酸アマイド、Ｎ−オレイルステアリン酸アマイド、Ｎ−ステアリルエルカ酸アマイド、Ｎ−オレイルパルチミン酸アマイド等が挙げられる。ビスアマイド類としては、例えば、メチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスカプリン酸アマイド、エチレンビスラウリン酸アマイド、エチレンビスステアリン酸アマイド、エチレンビスイソステアリン酸アマイド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、エチレンビスベヘニン酸アマイド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アマイド、ヘキサメチレンビスベヘニン酸アマイド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アマイド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルアジピン酸アマイド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルセパシン酸アマイド、エチレンビスオレイン酸アマイド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アマイド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルアジピン酸アマイド、Ｎ，Ｎ’−ジオレイルセパシン酸アマイド、ｍ−キシリレンビスステアリン酸アマイド、Ｎ，Ｎ’−ジステアリルイソフタル酸アマイド等が挙げられる。メチロールアマイド類としては、例えば、メチロールステアリン酸アマイド、アルキロールアミノアマイド、ポリカルボン酸アルキロールアンモニウム塩等が挙げられる。エステルアマイド類としては、例えば、ステアロアミドエチルステアレート、ステアロアミドＮ−メチルエチルステアレート等が挙げられる。置換尿素化合物類としては、例えば、変成ウレア、特殊変性ウレア、高分子量ウレア誘導体等が挙げられる。これらの中では、特に、メチロールアマイド類であるアルキロールアミノアマイドやポリカルボン酸アルキロールアンモニウム塩が好適に使用される。例えば、なお、アマイド化合物として、単一の材料を用いてもよく、複数種の材料を混合して用いてもよい。
【００３７】
アマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物１００重量部に対して０．５重量部以上であることが好ましい。アマイド化合物の配合量が０．５重量部よりも少なくなると、炭素繊維織物２０への熱可塑性樹脂３０の含浸が不十分となる。
【００３８】
また、アマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物１００重量部に対して５重量部以下であることが好ましい。アマイド化合物の配合量が５重量部よりも多くなると、得られるプリプレグ１０が、黄変した状態に仕上がる虞がある。
【００３９】
主成分となる熱可塑性の樹脂に配合されるその他の配合物は、必要とされる特性に応じて適当なものを選択することができる。
【００４０】
（プリプレグ製造装置）
次に、プリプレグ１０を製造する製造装置１００について説明する。図３は、プリプレグ１０の製造装置１００を示す。
【００４１】
プリプレグ１０の製造に用いる製造装置１００は、離型性基材搬送ユニット１１０を有し、これにより離型性基材Ｓが供給部１１１から巻取り部１１２に向かって搬送される。プリプレグ製造装置１００は、離型性基材Ｓが搬送される上流側から、樹脂供給ユニット１２０、炭素繊維織物供給ユニット１３０、ローラーユニット１４０、樹脂固化ユニット１５０、及びプリプレグ回収ユニット１６０を備える。
【００４２】
離型性基材Ｓ搬送ユニット１１０は、上述のように、製造装置１００の上流側の供給部１１１と、下流側の巻取り部１１２とを備える。供給部１１１から巻取り部１１２に向かって搬送される離型性基材Ｓとしては、例えば、リンテック株式会社製の商品名「ＳＫ−２」、「ＴＣ−１２」、「ＴＳＭ」、「ＴＡ−７」等の市販品や、旭ロール株式会社製の商品名「Ｒ−２３８」、「Ｒ−２１９」、「ＭＡＴＴＰＬＵＳ−０７」等の市販品、大日本印刷株式会社製の商品名「ＤＥ８９」、「ＤＥ−１９２」等の市販の離型紙を用いることができる。また、離型性基材Ｓとして、離形処理を行なった、ＰＥＴフィルム、シリコン樹脂フィルム、ステンレスシート、チタンシート、アルミニウムシート等を用いることも可能である。
樹脂供給ユニット１２０は、樹脂タンク１２１とコーター１２２を有する。樹脂タンク１２０は吐出口１２１ａを有し、樹脂タンク１２１に収容された樹脂を、吐出口１２１ａから離型性基材Ｓ上に吐き出すように位置づけられている。コーター１２２は、ローラー１２２ａ、及びその上方のローラー１２２ｂを備え、両者で離型性基材Ｓを挟むように位置づけられている。
【００４３】
炭素繊維織物供給ユニット１３０は、炭素繊維織物供給部１３１とラミネーター１３２とを有する。炭素繊維織物供給部１３１は、巻回された炭素繊維織物２０を離型性基材Ｓに重ね合わせるように供給する。ラミネーター１３２は、炭素繊維織物供給部１３１から供給された炭素繊維織物２０が離型性基材Ｓの上に隙間なく重ね合わさるよう、炭素繊維織物２０を離型性基材Ｓに向かって圧接するように位置づけられている。
【００４４】
ローラーユニット１４０は、複数のローラー１４１、１４２を備える。複数のローラーは、炭素繊維織物２０が重ね合わせられた離型性基材Ｓを押圧するように位置づけられている。ローラー１４１、１４２の各構成については後述する。
【００４５】
樹脂固化ユニット１５０は、搬送された離型性基材Ｓ等に含まれる樹脂を固化する装置（例えば、加熱装置、乾燥装置、冷却装置等）を備える。
【００４６】
プリプレグ回収ユニット１６０は、セパレーター１６１と、プリプレグ巻取り部１６２とを有する。
【００４７】
次に、ローラーユニット１４０に含まれるローラー１４１、１４２の構成について説明する。ローラー１４１、１４２は、例えば、径が１０〜１００ｍｍ、及び長さが１００〜１５００ｍｍである。図３では、上流側からローラー１４１、ローラー１４２及びローラー１４１の順に配置された状態を示しているが、少なくともローラー１４１とローラー１４２とが配置されていればよい。
【００４８】
図４Ａ、４Ｂ、及び４Ｃは、ローラー１４１を示す。ローラー１４１は、外周面に複数の突起部１４１ａが形成されている。突起部１４１ａは、ローラー１４１の周方向に沿って延びる畝状である。また、複数の突起部１４１ａは、ローラー１４１の周方向に垂直な方向（ローラー１４１の長さ方向）に互いに並んでいる。なお、複数の突起部１４１ａは、ローラー１４１の周方向に対してやや傾斜して延びるように設けられ、隣接する突起部１４１ａとつながっている。換言すると、複数の突起部１４１ａは、全体として螺旋状の突条となっている。
【００４９】
突起部１４１ａは、断面が略三角形である。突起部１４１ａの断面の三角形の頂点は、ローラーの圧接方向に向かって尖っている。突起部１４１ａは、図４Ｃに示すように、突出高さがＨ１である。また、複数の突起部１４１ａは、Ｐ１のピッチで配置されている。突起部１４１ａの突出高さＨ１は、離型性基材Ｓと共に搬送される炭素繊維織物２０の厚さＤよりも大きく設定されている。突起部１４１ａの突出高さＨ１は、より好ましくは、炭素繊維織物２０の厚さＤの２〜１０倍である。具体的には、突起部１４１ａの突出高さＨ１は０．２〜１０ｍｍであり、より好ましくは１〜５ｍｍである。突起部１４１ａの配設ピッチＰ１は、離型性基材Ｓと共に搬送される炭素繊維織物２０を構成する炭素繊維束のうち、離型性基材Ｓの搬送方向に延びるように配列された炭素繊維束（実施形態１の平織りの炭素繊維織物２０を搬送する場合には、搬送方向に延びる炭素繊維束２２）の幅（図２におけるＷ２を参照。）よりも小さく設定されている。突起部１４１ａの配設ピッチＰ１は、より好ましくは、当該炭素繊維束の幅の１／４〜２／３倍である。具体的には、突起部１４１ａの配設ピッチＰ１は０．５〜２０ｍｍであり、より好ましくは１〜２ｍｍである。
【００５０】
図５Ａ及び５Ｂは、ローラー１４２を示す。ローラー１４２は、外周面に複数の突起部１４２ａが形成されている。突起部１４２ａは、ローラー１４２の周方向と垂直な方向（ローラー１４２の長さ方向）に沿って伸びる。また、複数の突起部１４２ａは、ローラー１４２の周方向に互いに並んでいる。つまり、ローラー１４２は、長さ方向に垂直な方向の断面が歯車状となっている。突起部１４２ａは、図５Ｂに示すように、断面が略三角形である。突起部１４２ａの断面の三角形の頂点は、ローラーの圧接方向に向かって尖っている。また、複数の突起部１４２ａは、Ｐ２のピッチで配置されている。突起部１４２ａの突出高さＨ２は、離型性基材Ｓと共に搬送される炭素繊維織物２０の厚さＤよりも大きく設定されている。突起部１４２ａの突出高さＨ２は、より好ましくは、炭素繊維織物２０の厚さの２〜１０倍である。具体的には、突起部１４２ａの突出高さＨ２は０．２〜１０ｍｍであり、より好ましくは１〜５ｍｍである。突起部１４２ａの配設ピッチＰ２は、離型性基材Ｓと共に搬送される炭素繊維織物２０を構成する炭素繊維束のうち、離型性基材Ｓの幅方向に延びるように配列された炭素繊維束（実施形態１の平織りの炭素繊維織物２０を搬送する場合には、幅方向に延びる炭素繊維束２１）の幅（図２におけるＷ１を参照。）よりも小さく設定されている。突起部１４２ａの配設ピッチＰ２は、より好ましくは、当該炭素繊維束の幅の１／４〜２／３倍である。具体的には、突起部１４２ａの配設ピッチＰ２は０．５〜２０ｍｍであり、より好ましくは１〜２ｍｍである。
【００５１】
（プリプレグの製造方法）
次に、上記で説明した製造装置１００を用いたプリプレグ１０の製造方法を説明する。
【００５２】
―準備工程―
まず、炭素繊維織物２０を準備する。炭素繊維織物２０には、必要に応じて、あらかじめサイジング処理を施しておいてもよい。炭素繊維織物供給ユニット１３０の炭素繊維織物供給部１３１には炭素繊維織物２０を巻き付けておく。
【００５３】
一方、熱可塑性樹脂３０となる熱可塑性樹脂組成物を調製する。この組成物は、主成分の熱可塑性の樹脂にアマイド化合物を含む種々の配合物を、攪拌翼付加熱溶解槽、混合槽、ニーダー等で混練して得られる。この熱可塑性樹脂組成物を溶媒に溶解し、樹脂溶液とする（以下、この樹脂溶液を流動性樹脂３１とも称する。）。このとき用いる溶媒としては、例えばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）やメタノール、水、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等が挙げられ、樹脂の種類によって適宜選択することができる。なお、流動性を有するまで加熱することが可能な熱可塑性樹脂組成物については、それ自身を融解して流動性樹脂３１として扱ってもよい。こうして得られた流動性を有する流動性樹脂３１を、樹脂供給ユニット１２０の樹脂タンク１２１に充填する。
【００５４】
―樹脂塗布工程―
上記のように炭素繊維織物２０をセットし、樹脂タンク１２１に流動性樹脂３１を入れ終わると、離型性基材Ｓを供給部１１１から巻取り部１１２に向かって搬送する。搬送された離型性基材Ｓは、まず、樹脂供給ユニット１２０によって、表面に流動性樹脂３１が供給される。具体的には、樹脂タンク１２１の吐出口１２１ａから流動性樹脂３１が一定の速度で吐出され、離型性基材Ｓ上に滴下される。滴下された流動性樹脂３１は、コーター１２２において２つのローラー１２２ａ、１２２ｂで挟まれて、一定の厚みとなるように塗り広げられる。
【００５５】
続いて、炭素繊維織物供給ユニット１３０において、流動性樹脂３１が塗布された離型性基材Ｓの表面に炭素繊維織物２０が供給される。具体的には、炭素繊維織物供給部１３１から送り出された炭素繊維織物２０が、ラミネーター１３２で離型性基材Ｓに圧接され、離型性基材Ｓと重ね合わされた状態で装置下流側に送り込まれる。このとき、離型性基材Ｓの表面には流動性樹脂３１が塗布されているので、炭素繊維織物２０と流動性樹脂３１とが接触する。
【００５６】
―樹脂含浸工程―
次いで、ローラーユニット１４０において、２種類のローラー１４１、１４２の外周面を炭素繊維織物２０に圧接する。このとき、ローラー１４１、１４２の外周面は、流動性樹脂３１の流動性を維持でき、且つ、流動性樹脂が熱分解しない温度に設定される。例えば、ローラー１４１、１４２の外周面を１００〜３００℃に設定する。これにより、ローラーユニット１４０を経た炭素繊維織物２０には、炭素繊維織物２０の上側の表面にまで流動性樹脂３１が浸み出すと共に、炭素繊維織物２０の炭素繊維束２１、２２を構成する炭素繊維間にも流動性樹脂３１が含浸した樹脂含浸炭素繊維織物１１となる。
【００５７】
ローラー１４１、１４２の樹脂含浸の様子を詳細に説明すると、ローラー１４１は、ローラー１４１の周方向、すなわち、炭素繊維織物２０の搬送方向（炭素繊維束２２の繊維方向）に延びる突起部１４１ａを有するので、ローラー１４１は、炭素繊維束２２を幅方向に左右に分割するように炭素繊維束２２に食い込むこととなる。そのため、炭素繊維束２２の厚さ方向中心部にまで、炭素繊維と炭素繊維の間に流動性樹脂３１が浸透すると共に、炭素繊維間に存在する空気が追い出されることとなる。なお、流動性樹脂３１にはアマイド化合物が配合されているので、炭素繊維同士の凝集が緩和され、流動性樹脂３１が炭素繊維間に浸透しやすくなる。このとき、ローラー１４１の突起部１４１ａは、突出高さＨ１が炭素繊維織物２０の厚さＤよりも大きいので、炭素繊維織物２０の厚さ方向反対側にまで完全に食い込むことができ、十分に流動性樹脂３１を含浸させることが可能となる。また、ローラー１４１の複数の突起部１４１ａは、複数の炭素繊維束２２の幅Ｗ２よりも小さいピッチＰ１で形成されているので、炭素繊維束２２のそれぞれに、少なくとも１つの突起部１４１ａの突出先端部分を食い込ませることができる。
【００５８】
また、ローラー１４２は、ローラー１４２の長さ方向、すなわち、炭素繊維織物２０の搬送方向と垂直な方向（炭素繊維束２１の繊維方向）に延びる突起部１４２ａを有するので、ローラー１４２は、炭素繊維束２１を幅方向に左右に分割するように炭素繊維束２１に食い込むこととなる。そのため、炭素繊維束２１の厚さ方向中心部にまで、炭素繊維と炭素繊維の間に流動性樹脂３１が浸透すると共に、炭素繊維間に存在する空気が追い出されることとなる。なお、流動性樹脂３１にはアマイド化合物が配合されているので、炭素繊維同士の凝集が緩和され、流動性樹脂３１が炭素繊維間に浸透しやすくなる。このとき、ローラー１４２の突起部１４２ａは、突出高さＨ２が炭素繊維織物２０の厚さＤよりも大きいので、炭素繊維織物２０の厚さ方向反対側にまで完全に食い込むことができ、十分に流動性樹脂３１を含浸させることが可能となる。また、ローラー１４２の複数の突起部１４２ａは、複数の炭素繊維束２１の配列ピッチＷ１よりも小さいピッチＰ２で形成されているので、炭素繊維束２１のそれぞれに、少なくとも１つの突起部１４２ａの突出先端部分を食い込ませることができる。
【００５９】
―固化工程―
続いて、樹脂固化ユニット１５０において、離型性基材Ｓ上の樹脂含浸炭素繊維織物１１に含まれる流動性樹脂３１を固化する。固化の方法や条件は、流動性樹脂３１に含まれるゴム組成物の種類等に応じて適宜選択することができる。例えば、流動性樹脂３１が、樹脂を溶媒に溶解して溶液状態となっているときは、乾燥して流動性樹脂３１を固化する。また、流動性樹脂３１が溶融した状態のときは、冷却により流動性樹脂３１を固化する。これにより、樹脂含浸炭素繊維織物１１がプリプレグ１０となる。
【００６０】
―プリプレグ回収工程―
最後に、プリプレグ回収ユニット１６０において、離型性基材Ｓ上に重ね合わされたプリプレグ１０を、回収する。具体的には、セパレーター１６１においてプリプレグ１０の離型性基材Ｓから解離させ、プリプレグ１０をプリプレグ巻取り部１６２に巻き取って回収する。一方、プリプレグ１０が剥がされた離型性基材Ｓは、離型性基材搬送ユニット１１０の巻取り部１１２で巻き取って回収する。
【００６１】
以上のようにしてプリプレグ１０が製造される。
【００６２】
図６Ａから図６Ｃは、プリプレグ１０同士や樹脂シートとの積層状態を示す。上述したようにして得られたプリプレグ１０は、図６Ａに示すように、炭素繊維織物２０を含まない樹脂シート１２と重ね合わせて樹脂含浸量の多いプリプレグ１３（図６Ｂを参照。）とすることができる。このときの樹脂シート１２は、接着性等の点から、プリプレグ１０の熱可塑性樹脂３０の主成分となる熱可塑性の樹脂と同一の熱可塑性樹脂を含んだ熱可塑性樹脂組成物であることが好ましい。プリプレグ１０と樹脂シート１２とを重ね合わせて一体化する方法としては、例えば、プリプレグ１０の表面や両面に、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱した加圧ローラーを圧接する転圧法、熱可塑性樹脂の溶融温度以上に加熱しながらプレスする方法等が挙げられる。
【００６３】
さらに、このプリプレグ１３は、図６Ｂに示すように、他のプリプレグ１０と積層してもよい。これにより、図６Ｃに示すようにプリプレグ積層体１４が得られる。この積層も、プリプレグ１０と樹脂シート１２の積層と同様にすることができる。このようにプリプレグ１０を複数枚積層することで、任意の厚さのプリプレグ積層体を得ることができる。そして、さらにプリプレグ積層体を成型することで、任意の形状の炭素繊維プラスチックとすることができる。
【００６４】
＜実施形態２＞
次に、実施形態２のプリプレグ１０について説明する。なお、実施形態１と同一または対応する構成については、同一の符号を用いて説明する。また、実施形態１と同一の構成や製造工程については、説明を省略する。
【００６５】
プリプレグ１０は、炭素繊維織物２０Ａが一方向織りである点を除いて、実施形態１と同一の構成を有する。図７は、実施形態２にかかる炭素繊維織物２０Ａを示す。炭素繊維織物２０Ａは、炭素繊維束２２が補助糸２３に置き換えられている点が、実施形態１の炭素繊維織物２０とは異なっている。つまり、炭素繊維織物２０Ａは、幅方向に延びるように配置された複数の炭素繊維束２１と、炭素繊維束２１を繋ぎ合わせる補助糸２３で構成されている。複数の炭素繊維束２１は、互いに隣り合うように並べられ、補助糸２３で繋ぎ合わされている。補助糸２３は、１０〜１０００本のガラス繊維糸、アラミド繊維糸、炭素繊維糸等で構成されている。炭素繊維織物２０Ａの厚さは、例えば、０．０５〜０．４ｍｍである。また、炭素繊維織物２０Ａの繊維目付量は、例えば２００〜６００ｇ／ｍ２である。
【００６６】
（プリプレグ製造装置）
次に、プリプレグ１０を製造する製造装置１００Ａについて説明する。図８は、実施形態２のプリプレグ１０の製造装置１００Ａを示す。製造装置１００Ａは、ローラーユニット１４０Ａの構成を除いて、実施形態１にかかるプリプレグ１０の製造装置１００と同一の構成を有する。
【００６７】
ローラーユニット１４０Ａは、外周面に離型性基材Ｓの幅方向に沿って伸びる複数の突起部１４２ａが形成されたローラー１４２のみを備えている。ローラー１４２の構成は実施形態１と同一である。ローラーユニット１４０Ａは、ローラー１４２を一つ備えていてもよく、複数個備えていてもよいが、１〜１０個であることが好ましい。
【００６８】
（プリプレグ製造方法）
続いて、上記の製造装置１００Ａを用いて、プリプレグ１０を製造する方法について説明する。プリプレグ１０は、ローラーユニット１４０Ａで炭素繊維織物２０Ａに流動性樹脂３１を含浸する工程を除いて、実施形態１におけるプリプレグの製造方法と同一である。
【００６９】
―樹脂含浸工程―
ローラーユニット１４０Ａには、実施形態１と同様、上面に流動性樹脂３１が塗布された離型性基材Ｓと重ね合わされた炭素繊維織物２０Ａが送り込まれる。この炭素繊維織物２０Ａに対して、ローラー１４２の外周面を圧接する。このとき、ローラー１４２の外周面は、流動性樹脂３１の流動性を維持でき、且つ、流動性樹脂３１が熱分解しない温度（例えば、１００〜３００℃）に設定される。
これにより、ローラーユニット１４０Ａを経た炭素繊維織物２０Ａには、炭素繊維織物２０Ａの上側の表面にまで流動性樹脂３１が浸み出すと共に、炭素繊維織物２０Ａの炭素繊維束２１を構成する炭素繊維間にも流動性樹脂３１が含浸した樹脂含浸炭素繊維織物１１となる。
【００７０】
ローラー１４２の樹脂含浸の様子を詳細に説明すると、ローラー１４２は、ローラー１４２の長さ方向（炭素繊維束２１の繊維方向）に延びる突起部１４２ａを有するので、ローラー１４２は、炭素繊維束２１を幅方向に左右に分割するように炭素繊維束２１に食い込むこととなる。そのため、炭素繊維束２１の厚さ方向中心部にまで、炭素繊維と炭素繊維の間に流動性樹脂３１が浸透すると共に、炭素繊維間に存在する空気が追い出されることとなる。なお、流動性樹脂３１にはアマイド化合物が配合されているので、炭素繊維同士の凝集が緩和され、流動性樹脂３１が炭素繊維間に浸透しやすくなる。
【００７１】
＜その他の実施の形態＞
実施形態１及び２では、製造装置１００のローラーユニット１４０において、ローラー１４１の周方向に沿って延びる複数の突起部１４１ａを有するローラー１４１では、複数の突起部１４１ａがローラー１４１の周方向に対してやや傾斜して設けられ、隣接する突起部１４１ａとつながっているとして説明したが、本発明は特にこれに限定されない。例えば、図９に示すローラー１４３のように、外周面に設けられた複数の突起部１４３ａがローラー１４３の周方向と平行に形成されていてもよい。
【００７２】
図１０は、ローラーユニット１４０のローラーの配置の変形例を示す。実施形態１及び２では、製造装置１００のローラーユニット１４０において、搬送方向上流側からローラー１４１、ローラー１４２及びローラー１４１の順に配置された状態を説明したが、製造装置１００を平面視したとき、圧接方向に向かって尖った複数の突起部（不図示）が外周面に形成されたローラー１４４が、図１０に示すように配置されていてもよい。なお、ローラー１４４においても、複数の突起部は、離型性基材Ｓと共に搬送されてくる炭素繊維織物の厚さよりも大きい突出高さを有し、且つ、互いに炭素繊維束の幅よりも小さいピッチで配列されている。具体的には、複数のローラー１４４（１４４ａ〜１４４ｃ）は、搬送方向上流側においては離型性基材Ｓの幅方向中央に配置され、下流側に行くにしたがって、離型性基材Ｓの幅方向両端側に広がるように配置される。
【００７３】
このようにローラー１４４が配置された製造装置１００においては、樹脂供給ユニット１２０において、流動性樹脂３１は離型性基材Ｓの幅方向中央部分に吐出される。流動性樹脂３１は、ローラーユニット１４０において、初めに、最も上流側のローラー１４４ａによりローラー処理され、炭素繊維織物２０の幅方向中央部に流動性樹脂３１が含浸する。これと同時に、ローラー１４４ａを通っても炭素繊維織物２０に含浸されないで余った流動性樹脂３１は、下流側に搬送されると共に、離型性基材Ｓの幅方向両端側に押し広げられる。押し広げられた流動性樹脂３１は、ローラー１４４ａよりも下流側且つ幅方向両端側に配置されたローラー１４４ｂ、１４４ｃによって順次ローラー処理されて炭素繊維織物２０に含浸する。従って、このようにローラー１４４を配置することにより、ローラー１４４の幅に比べて幅広の離型性基材Ｓや炭素繊維織物２０を搬送した場合であっても、効率よくローラー処理をすることができる。
【００７４】
実施形態１及び２では、離型性基材Ｓの上に流動性樹脂３１を吐出するとして説明したが、特にこれに限定されない。例えば、離型性基材Ｓの上にアマイド化合物を含む熱可塑性樹脂シートを配置し、加熱してこれに流動性を付与することにより、流動性の熱可塑性樹脂としてもよい。
【００７５】
実施形態１及び２では、流動性樹脂３１が塗布された離型性基材Ｓに炭素繊維織物２０を重ね合わせた状態でローラー処理を行う、つまり、炭素繊維織物２０の片側の表面に流動性樹脂３１が接触した状態でローラー処理を行うとして説明したが、炭素繊維織物２０の両側の表面に流動性樹脂３１を接触させた状態でローラー処理をして、流動性樹脂３１を炭素繊維織物２０に含浸させてもよい。この場合、プリプレグの製造装置は、例えば、炭素繊維織物供給ユニット１３０とローラーユニット１４０との間に、さらに、炭素繊維織物供給ユニット１３０側から第２の樹脂供給ユニット及び離型性基材供給部を備える。第２の樹脂供給ユニットにおいては、離型性基材Ｓ上に流動性樹脂３１を挟んで重ね合わされた炭素繊維織物２０の上に流動性樹脂が塗布され、その上に、離型性基材供給部において第２の離型性基材が重ね合わされる。そして、ローラーユニット１４０においては、炭素繊維織物２０は、離型性基材Ｓと第２の離型性基材とで挟まれた状態でローラー処理が行われる。
【００７６】
実施形態１及び２では、プリプレグ１０を製造する工程において、離型性基材Ｓの上に流動性樹脂３１を塗布した後に炭素繊維織物２０を重ね合わせるとして説明したが、これに限定されない。例えば、流動性樹脂３１を塗布していない離型性基材Ｓに炭素繊維織物２０を重ね合わせ、この上にさらに流動性樹脂３１を塗布してもよい。
【００７７】
本発明で説明したプリプレグの製造方法は、上記説明した工程以外の工程を備えていてもよい。例えば、プリプレグの製造方法が、樹脂含浸炭素繊維織物１１を加圧する工程を備えていてもよい。この場合、ローラー処理を行って流動性樹脂３１を含浸した樹脂含浸炭素繊維織物１１を、例えば２枚の鋼板で挟み、１ＭＰａ程度の圧力で６０秒程度加圧する。
【００７８】
実施形態１では、流動性樹脂３１が接触した状態の炭素繊維織物２０に対して、外周面に突起部１４１ａ、１４２ａを有するローラー１４１、１４２で圧接することにより流動性樹脂３１を炭素繊維織物２０の繊維の間に含浸させるとして説明したが、ローラー１４１、１４２で炭素繊維織物２０を圧接する工程と、炭素繊維織物２０と流動性樹脂３１とを接触させる工程とは、逆の順番に行ってもよい。この場合でも、炭素繊維織物２０にローラー処理がなされることにより炭素繊維織物２０に流動性樹脂３１が含浸されやすい状態となり、その後、炭素繊維織物２０に流動性樹脂３１を塗布すると、炭素繊維織物２０の繊維の隙間にまで流動性樹脂３１が含浸される。
【００７９】
実施形態１では、離型性基材Ｓの搬送に伴って樹脂供給、炭素繊維織物供給、ローラー処理、樹脂固化等を連続的に処理できる製造装置１００を用いてプリプレグ１０を製造すると説明したが、特にこれに限定されない。例えば、樹脂供給、炭素繊維織物供給、ローラー処理、樹脂固化等を、それぞれ別の装置によって行ってもよい。この場合、炭素繊維織物２０に対して任意の方向にローラーを転動させることができるので、平織りなどの２方向織物であっても、１種類のローラーを２方向に転動させることにより流動性樹脂３１を炭素繊維織物２０に含浸することができる。
【００８０】
実施形態１では、炭素繊維織物２０は、２方向（横方向及び縦方向）に炭素繊維束２１、２２が並べられ、それらが平織りされた織物であるとして説明したが、特にこれに限定されない。炭素繊維織物２０が２方向織物の場合、例えば、あや織、朱子織、あじろ斜文織、うね織、重ね組織、飾り斜文織、緩斜文織、急斜文織、すぎあや、正則斜文織、たてうね織、たて朱子織、たて二重織、よこうね織、よこ朱子織等の織物であってもよい。
【００８１】
実施形態２では、一方向織りの炭素繊維織物２０の炭素繊維束２１が幅方向に延びるように配列されているとして説明したが、炭素繊維束が炭素繊維織物の長さ方向に延びるものであってもよい。この場合、プリプレグの製造装置１００において、ローラーユニット１４０は、離型性基材Ｓの搬送方向に沿って設けられた突起部１４１ａを有するローラー１４１を備えている。
【００８２】
実施形態１では、ローラー１４１の外周面に設けられた突起部１４１ａが離型性基材Ｓの搬送方向に延びる畝状であるとして説明したが、特にこれに限定されない。また、実施形態１及び２では、ローラー１４２の外周面に設けられた突起部１４２ａが離型性基材Ｓの搬送方向に垂直に延びる畝状であるとして説明したが、特にこれに限定されない。例えば、実施形態１の平織りの炭素繊維織物２０に対してローラー処理をするローラーとして、外周面にマトリクス状に円錐形状の突起部が複数設けられたものを用いてもよい。この場合、円錐形状の突起部の突出高さは炭素繊維織物２０の厚さよりも大きく設定されている。また、円錐形状の突起部と隣接する突起部とのピッチは、炭素繊維織物２０の炭素繊維束２１、２２の幅Ｗ１，Ｗ２よりも小さく設定されている。
【００８３】
以上、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【００８４】
［実施例］
以下、本発明を実施することにより作製したプリプレグ（実施例）及び比較のために作製したプリプレグ（比較例）について説明する。
【００８５】
＜炭素繊維織物＞
炭素繊維織物として、３種類の炭素繊維織物（それぞれ、商品名「トレカクロスCO6343」（東レ株式会社製、目付け量：１９８ｇ／ｍ２。以下、「炭素繊維織物（１）」とも称する。）、商品名「トレカクロスBT70-30」（東レ株式会社製、目付け量３００ｇ／ｍ２。以下、「炭素繊維織物（２）」とも称する。）商品名「トレカクロスUT70-20G」（東レ株式会社製、目付け量２００ｇ／ｍ２。以下、「炭素繊維織物（３）」とも称する。））を準備した。炭素繊維織物（１）、（２）、（３）の各特性については表１に示す。
【００８６】
【表１】
2015166408.tif 000003
【００８７】
＜樹脂溶液の調製＞
以下の熱可塑性樹脂組成物を調整した。これらの配合等については表２及び表３にも示す。
【００８８】
−樹脂溶液（１）−
以下の手順で、熱可塑性樹脂組成物を調製した。
【００８９】
まず、還流冷却装置をつけた１Ｌフラスコにメチルエチルケトン（ＭＥＫ）５００ｇを仕込み、冷却装置を作動した状態で６０℃に昇温した。そして、フラスコ内を攪拌しながら熱可塑性樹脂１２５ｇを分割投入し、均一に溶解した。熱可塑性樹脂としては、熱可塑性ポリウレタン樹脂（商品名：Neothane3402、Dongsung Highchem Co., Ltd.製。以下、「熱可塑性樹脂（１）」とも称する。）を用いた。
【００９０】
次に、フラスコにアマイド化合物５ｇを添加し、均一に溶解した。ここでは、変成ポリアマイド化合物（商品名：デイスパロンDA-1401、楠本化成株式会社製、不揮発分：５０％。以下、「アマイド化合物（１）」とも称する。）を用いた。こうして得られた熱可塑性樹脂組成物を「樹脂溶液（１）」とする。
【００９１】
得られた樹脂溶液（１）は淡黄褐色透明の液体であった。また、樹脂溶液（１）の２５℃における粘度を東機産業株式会社製のＢＩＩ形粘度計を用いて測定したところ、６０００ｍＰａ・ｓｅｃであった。
【００９２】
−樹脂溶液（２）−
溶媒としてＭＥＫの代わりにイオン交換水１５０ｇ及びメタノール３５０ｇを採用し、熱可塑性樹脂として変成ポリアミド樹脂（商品名：FINE RESIN FR-101、株式会社鉛市製。以下、「熱可塑性樹脂（２）」とも称する。）を採用し、アマイド化合物としてポリカルボン酸エステルのポリアミノアマイド化合物（商品名：フローレンG-820、共栄社化学株式会社製、不揮発分：５０％。以下、「アマイド化合物（２）」とも称する。）を採用した点を除いて、樹脂溶液（１）と同一の手順により、熱可塑性樹脂組成物（以下、「樹脂溶液（２）」とする。）を調製した。
【００９３】
得られた樹脂溶液（２）は淡乳褐色半透明の液体であった。また、樹脂溶液（２）の２５℃における粘度は、２５５ｍＰａ・ｓｅｃであった。なお、粘度は樹脂溶液（１）と同様にして測定した。
【００９４】
−樹脂溶液（３）−
熱可塑性樹脂としてポリメチレンポリメタクリレート樹脂（商品名：デルペット560F、旭化成ケミカルズ株式会社製。以下、「熱可塑性樹脂（３）」とも称する。）を採用し、アマイド化合物としてアルキロールアミノアマイド化合物（商品名：DISPER BYK-109、ビックケミー・ジャパン株式会社製、不揮発分：９９．５％。以下、「アマイド化合物（３）」とも称する。）を採用し、さらに、アマイド化合物の配合量を２．５ｇとした点を除いて、樹脂溶液（１）と同一の手順により、熱可塑性樹脂組成物（以下、「樹脂溶液（３）」とする。）を調製した。
【００９５】
得られた樹脂溶液（３）は淡黄褐色透明の液体であった。また、樹脂溶液（３）の２５℃における粘度は、６００ｍＰａ・ｓｅｃであった。なお、粘度は樹脂溶液（１）と同様にして測定した。
【００９６】
また、アマイド化合物を添加する量を変更したことを除いて樹脂溶液（３）と同一の組成を有する熱可塑性樹脂組成物を４種類調製し、それぞれ樹脂溶液（３ａ）、樹脂溶液（３ｂ），樹脂溶液（３ｃ）及び樹脂溶液（３ｄ）とした。樹脂溶液（３ａ）、樹脂溶液（３ｂ），樹脂溶液（３ｃ）及び樹脂溶液（３ｄ）のそれぞれは、アマイド化合物の配合量が、０．４７ｇ、０．７２ｇ、７．２ｇ、及び３．６ｇであった。
【００９７】
−樹脂溶液（４）−
アマイド化合物を配合しない点を除いて樹脂溶液（１）と同一の手順により、熱可塑性樹脂組成物（以下、「樹脂溶液（４）」とする。）を調製した。
【００９８】
得られた樹脂溶液（４）は透明の液体であった。また、樹脂溶液（４）の２５℃における粘度は、５５００ｍＰａ・ｓｅｃであった。なお、粘度は樹脂溶液（１）と同様にして測定した。
【００９９】
−樹脂溶液（５）−
アマイド化合物を配合しない点を除いて樹脂溶液（２）と同一の手順により、熱可塑性樹脂組成物（以下、「樹脂溶液（５）」とする。）を調製した。
【０１００】
得られた樹脂溶液（５）は乳黄白色の液体であった。また、樹脂溶液（５）の２５℃における粘度は、２６０ｍＰａ・ｓｅｃであった。なお、粘度は樹脂溶液（１）と同様にして測定した。
【０１０１】
−樹脂溶液（６）−
アマイド化合物を配合しない点を除いて樹脂溶液（３）と同一の手順により、熱可塑性樹脂組成物（以下、「樹脂溶液（６）」とする。）を調製した。
【０１０２】
得られた樹脂溶液（６）は透明の液体であった。また、樹脂溶液（６）の２５℃における粘度は、６００ｍＰａ・ｓｅｃであった。なお、粘度は樹脂溶液（１）と同様にして測定した。
【０１０３】
【表２】
2015166408.tif 000004
【０１０４】
【表３】
2015166408.tif 000005
【０１０５】
上述の炭素繊維織物（１）〜（３）並びに樹脂溶液（１）〜（６）及び（３ａ）〜（３ｄ）を用いて、以下の実施例１〜６及び比較例１〜８にかかるプリプレグを作成した。各々の構成については表４及び表５にも示す。
【０１０６】
＜実施例１＞
水準を取ったガラス板（縦３００ｍｍ、横４００ｍｍ及び厚さ５ｍｍ）の上面に、縦２１０ｍｍ、横３１０ｍｍ及び厚さ０．３ｍｍの離型性基材（商品名：ＴＣ−１２、リンテック株式化会社製）を離型処理面側が上にくるように載置し、離型性基材の端部から５ｍｍの部分を上方に折り曲げて箱型枠とした。この中に縦２００ｍｍ、横３００ｍｍ及び厚さ０．１ｍｍの炭素繊維織物（１）（１１．９ｇ）を嵌め込んだ後、樹脂溶液（１）３８ｇを注ぎ込んだ。次いで、ローラー径１６ｍｍ、長さ１００ｍｍで突出高さ２ｍｍ、ピッチ２ｍｍの畝状の突起部が設けられたローラーを縦方向及び横方向に転がして炭素繊維織物（１）を圧接した。そして、樹脂溶液（１）の溶剤を蒸発させた後、乾燥固化して実施例１にかかるプリプレグを得た。なお、実施例１のプリプレグの作製に用いた樹脂溶液（１）に含まれるアマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物（１）の重量に対して４．２重量％であった。
【０１０７】
このプリプレグは、炭素繊維織物の割合が６４重量％を示した。また、このプリプレグはゴム弾性を有し、柔軟性があった。
【０１０８】
＜実施例２＞
熱可塑性樹脂組成物としては樹脂溶液（２）を、炭素繊維織物としては炭素繊維織物（２）を使用したことを除いて実施例１と同様にしてプリプレグを作製し、実施例２とした。なお、実施例２のプリプレグの作製に用いた樹脂溶液（２）に含まれるアマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物（２）の重量に対して４．２重量％であった。
【０１０９】
＜実施例３＞
熱可塑性樹脂組成物としては樹脂溶液（３）を、炭素繊維織物としては炭素繊維織物（３）を使用したこと、及び、ローラーを一方向（炭素繊維織物（３）の炭素繊維束に沿った方向）にのみ転動したことを除いて実施例１と同様にしてプリプレグを作製し、実施例３とした。なお、実施例３のプリプレグの作製に用いた樹脂溶液（３）に含まれるアマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物（３）の重量に対して２．１重量％であった。
【０１１０】
＜実施例４＞
熱可塑性樹脂組成物として樹脂溶液（３ａ）を使用したことを除いて実施例１と同様にしてプリプレグを作製し、実施例４とした。なお、実施例４のプリプレグの作製に用いた樹脂溶液（３ａ）に含まれるアマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物（１）の重量に対して０．４重量％であった。
【０１１１】
＜実施例５＞
熱可塑性樹脂組成物として樹脂溶液（３ｂ）を使用したことを除いて実施例１と同様にしてプリプレグを作製し、実施例５とした。なお、実施例５のプリプレグの作製に用いた樹脂溶液（３ｂ）に含まれるアマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物（１）の重量に対して０．６重量％であった。
【０１１２】
＜実施例６＞
熱可塑性樹脂組成物として樹脂溶液（３ｃ）を使用したことを除いて実施例１と同様にしてプリプレグを作製し、実施例６とした。なお、実施例６のプリプレグの作製に用いた樹脂溶液（３ｃ）に含まれるアマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物（１）の重量に対して６重量％であった。
【０１１３】
＜比較例１＞
実施例１と同様に、離型性基材で箱型枠を作製した。そして、この中に樹脂溶液（４）を注ぎいれ、溶剤を蒸発させて乾燥固化し、熱可塑性樹脂（１）の樹脂シートを調製した。その後、樹脂シートを離型性基材ごとガラス板から剥がして、あらかじめ１５０度に昇温した縦３００ｍｍ、横４００ｍｍ及び厚さ５ｍｍの鉄板に載置し、１５０℃の乾燥機内で１時間加熱した。また、これとは別途準備した同一寸法の鉄板に離型処理を行い、１５０℃の乾燥機内で１時間加熱した。続いて、離型性基材の箱型枠の内部に炭素繊維織物（１）（１１．９ｇ）を嵌め込んだ後、この上に、別途準備した鉄板を載せ、０．６ＭＰａの圧力で１分間プレスした。プレス後は、そのまま空冷し、樹脂シートと一体化した炭素繊維織物を鉄板から剥がし、比較例１のプリプレグとした。
【０１１４】
＜比較例２＞
熱可塑性樹脂組成物としては樹脂溶液（５）を使用したこと、及び、外周面に突起部を有するローラーの代わりに外周面に突起部のない鉄ローラー（ローラー径１６ｍｍ、長さ１００ｍｍ）を用いたことを除いて実施例２と同様にしてプリプレグを作製し、比較例２とした。
【０１１５】
＜比較例３＞
熱可塑性樹脂組成物としては樹脂溶液（６）を使用したこと、及び、外周面に突起部を有するローラーの代わりに外周面に突起部のない鉄ローラー（ローラー径１６ｍｍ、長さ１００ｍｍ）を用いたことを除いて実施例３と同様にしてプリプレグを作製し、比較例３とした。
【０１１６】
＜比較例４＞
加圧方法を変更したことを除いて比較例１と同一のプリプレグを作製し、比較例４とした。具体的には、樹脂シートを鉄板に載置した後、別の鉄板とでプレスする前に、外周面に突起部を有するローラーを縦方向及び横方向に転動し、炭素繊維織物（１）を圧接する工程を追加した。このローラーは、実施例１で用いたものと同じものであった。
【０１１７】
＜比較例５＞
熱可塑性樹脂組成物として樹脂溶液（６）を使用したことを除いて実施例１と同様にしてプリプレグを作製し、比較例５とした。
【０１１８】
＜比較例６＞
熱可塑性樹脂組成物として樹脂溶液（５）を使用したことを除いて実施例２と同様にしてプリプレグを作製し、比較例６とした。
【０１１９】
＜比較例７＞
熱可塑性樹脂組成物として樹脂溶液（６）を使用したことを除いて実施例３と同様にしてプリプレグを作製し、比較例７とした。
【０１２０】
＜比較例８＞
熱可塑性樹脂組成物として樹脂溶液（３ｄ）を使用したこと、及び炭素繊維織物として炭素繊維織物（１）を使用したことを除いて比較例２と同様にしてプリプレグを作製し、比較例８とした。なお、比較例８のプリプレグの作製に用いた樹脂溶液（３ｄ）に含まれるアマイド化合物の配合量は、炭素繊維織物（１）の重量に対して３重量％であった。
【０１２１】
【表４】
2015166408.tif 000006
【０１２２】
【表５】
2015166408.tif 000007
【０１２３】
（プリプレグの評価）
得られた実施例及び比較例のプリプレグについて、樹脂含浸性、外観、及び目開き状態の観点からの評価を行った。
【０１２４】
＜樹脂含浸性＞
実施例１〜４及び６、並びに比較例１〜３、５、８のプリプレグについて、炭素繊維織物への熱可塑性樹脂の含浸の様子を詳細に調べるため、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察を行った。具体的には、まず、各々のプリプレグの端部から２０ｍｍの位置を中心に切り出してプリプレグ試験片とした。プリプレグ試験片は、横（プリプレグの辺に平行な方向）１０ｍｍ及び縦２ｍｍとした。そして、走査型電子顕微鏡を用いて、プリプレグ試験片の断面における炭素繊維束の解離状態を観察した。図１１〜２０は、走査型電子顕微鏡による観察結果を示す写真である。
【０１２５】
図１１は、実施例１のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。写真中、下層は、炭素繊維織物の横方向に配置された炭素繊維束１１２１を示し、上層は、縦方向に配置された炭素繊維束１１２２を示す。実施例１では、炭素繊維束１１２１、１１２２間に分離は見られなかった。
【０１２６】
図１２は、実施例２のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。写真中、上層は、炭素繊維織物の横方向に配置された炭素繊維束１２２２を示し、下層は、縦方向に配置された炭素繊維束１２２１を示す。実施例２では、炭素繊維束１２２１、１２２２間に分離は見られなかった。
【０１２７】
図１３は、実施例３のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。実施例３では一方向織りの炭素繊維織物（３）を用いているので、断面は１層である。写真に示されているのは炭素繊維束１３２１である。実施例３では、熱可塑性樹脂は炭素繊維束１３２１に対して均等な厚みとなるように含浸しており、空隙は存在せず、また、割れも見られなかった。
【０１２８】
図１４は、実施例４のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。写真中、右方の上層及び左方の下層に表れているのは、炭素繊維織物の横方向に配置された炭素繊維束１４２１である。写真中、右方の炭素繊維束１４２１の下から、左方の炭素繊維束１４２１の上にまで延びる層は、縦方向に配置された炭素繊維束１４２２である。実施例４のプリプレグ試験片の断面のうち、この写真では隣接する２つの炭素繊維束１４２１に跨った部分を撮影しているので、横方向の炭素繊維束１４２１が２箇所に表れている。実施例４では、炭素繊維束１４２１、１４２２間に分離は見られなかった。
【０１２９】
図１５は、実施例６のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。写真中、上層は、炭素繊維織物の横方向に配置された炭素繊維束１６２１を示し、下層は、縦方向に配置された炭素繊維束１６２２を示す。実施例６では、炭素繊維束１６２１、１６２２間に分離は見られなかった。
【０１３０】
図１６は、比較例１のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。写真中、中間の層は、炭素繊維織物の横方向に配置された炭素繊維束２１２１を示し、上層は、縦方向に配置された炭素繊維束２１２２を示す。比較例１では、樹脂が炭素繊維束２１２１と炭素繊維束２１２２との間にまで浸透しないで炭素繊維束同士が分離しており、大きな空隙Ｖが存在していた。さらに、炭素繊維織物の表面に熱可塑性樹脂による皮膜２１３０が形成されていた。
【０１３１】
図１７は、比較例２のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。写真中、中間の層は、炭素繊維織物の横方向に配置された炭素繊維束２２２１を示し、下層は、縦方向に配置された炭素繊維束２２２２を示す。比較例２では、炭素繊維束２２２１、２２２２の内部にまで熱可塑性樹脂が含浸しないで、炭素繊維束２２２１、２２２２がばらついている様子が確認された。また、炭素繊維束２２２１の間に空隙Ｖが存在するのが観察された。さらに、炭素繊維織物の表面に熱可塑性樹脂による皮膜２２３０が形成されていた。
【０１３２】
図１８は、比較例３のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。比較例３では一方向織りの炭素繊維織物（３）を使用しているので、炭素繊維束は１層である。写真中の上層が炭素繊維束２３２１を示す。比較例３では、炭素繊維束２３２１の内部にまで熱可塑性樹脂が含浸せず、炭素繊維束２３２１がばらついている様子が確認された。また、炭素繊維束２３２１中に大きな空隙Ｖや割れが観察された。さらに、炭素繊維織物の表面に熱可塑性樹脂による皮膜２３３０が形成されていた。
【０１３３】
図１９は、比較例５のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。写真中、中間の層は、炭素繊維織物の横方向に配置された炭素繊維束２５２１を示し、下層は、縦方向に配置された炭素繊維束２５２２を示す。ここでは、炭素繊維束２５２１と炭素繊維束２５２２との間にまで浸透しないで炭素繊維束同士が分離しており、大きな空隙Ｖが存在していた。また、炭素繊維束２５２１、２５２２がばらついている様子が確認された。さらに、炭素繊維織物の表面に熱可塑性樹脂による皮膜２５３０が形成されていた。
【０１３４】
図２０は、比較例８のプリプレグの断面を示すＳＥＭ写真である。写真中、下層は、炭素繊維織物の横方向に配置された炭素繊維束２８２１を示し、上層は、縦方向に配置された炭素繊維束２８２２を示す。ここでは、炭素繊維束２８２１と炭素繊維束２８２２との間にまで浸透しないで炭素繊維束同士が分離していた。また、炭素繊維束２８２１、２８２２がばらついている様子が確認され、炭素繊維束２８２２中にも大きな空隙Ｖが存在した。さらに、炭素繊維織物の表面に熱可塑性樹脂による皮膜２８３０が形成されていた。なお、皮膜２８３０は断面上方から断面に覆いかぶさるように落ちてきている様子が写真に写されている。
【０１３５】
＜外観＞
実施例１〜６及び比較例１〜８のプリプレグについて、炭素繊維束のばらつき、表面状態、プリプレグの厚さ均一性、及びプリプレグ表面の気泡を目視にて観察した。そして、炭素繊維束のばらつきが無く、毛羽立ちがなく、プリプレグの厚さが略均一であり、プリプレグ表面に気泡が目立たないものを「良好」とした。
【０１３６】
その結果、実施例１〜６についてはすべて「良好」と評価された。一方、比較例２、４〜８では、炭素繊維束にばらつきが目立った。また、比較例４では、毛羽立ちが見られた。比較例１、３〜５及び８では、プリプレグの厚さが不均一であった。比較例６及び７では、プリプレグ表面に気泡が目立った。結果、比較例１〜８については「良好」との評価はできなかった。なお、実施例６の表面を触ると、ヌメリが感じられた。
【０１３７】
＜目開き状態検査＞
プリプレグの炭素繊維束の目開き状態を評価するため、以下のようにして実施例１〜６及び比較例４〜８のプリプレグを検査した。
【０１３８】
まず、検査装置を作成した。検査装置は、遮光性を有する縦２４５ｍｍ、横２４５ｍｍ及び奥行き３３５ｍｍの直方体の試験箱を母体とした。試験箱の前面中央部には直径２０ｍｍの円形の穴を開けた。また、試験箱の後面中央部には、縦１９５ｍｍ及び横１４３ｍｍの矩形の穴を開けた。試験箱の円形穴の外部には、レンズが試験箱の後方を向くようにしてカメラを設置した。この装置は、ＪＩＳ  Ｌ  １０５５に定められた「カーテンの遮光性試験方法」のうち、Ｂ法を参考に考案したものである。なお、試験片であるプリプレグを二枚のガラス板で挟んだ状態で矩形の穴を覆うようにセットした後、カメラで試験片を撮影することができる。試験箱の内部を暗室にし、外部を明るくしておくことで、プリプレグの光透過状態を撮影することができる。
【０１３９】
この装置に、初めに、熱可塑性樹脂が付着していない炭素繊維織物（１）、（２）及び（３）の試験片をセットし、カメラで各々の試験片を撮影した。続いて、実施例及び比較例の各プリプレグの試験片を試験片支持枠にセットし、カメラで試験片を撮影した。撮影した写真の例として、実施例４及び実施例５にかかるプリプレグの検査結果の写真を図２１Ａ及び図２１Ｂに示す。
【０１４０】
撮影した写真のプリプレグにおいて、熱可塑性樹脂を含浸していない炭素繊維織物を基準として、目開きの大きさを評価した。この評価結果を表６に示す。表６において、例えば、実施例１の「目開き１／４」とは、熱可塑性樹脂が付着していない炭素繊維織物（１）の目開きの大きさに対して目開きの面積が１／４程度であることを意味する。また、例えば、実施例２の「目開き１／２」とは、熱可塑性樹脂が付着していない炭素繊維織物（２）の目開きの大きさに対して目開きの面積が１／２程度であることを意味する。
【０１４１】
【表６】
2015166408.tif 000008
【０１４２】
（考察）
以上の評価結果から、次の考察を行った。
【０１４３】
外周面に突起部を有するローラーで処理をした実施例４〜６と、突起部を有しない鉄ローラーで処理をした比較例８とを比較すると、プリプレグの作製に用いた材料は同一種類であるにも関わらず、前者は後者よりも樹脂の含浸状態が優れていることが分かる。これは、ローラーの処理の工程において、外周面の突起部が、炭素繊維織物の炭素繊維束を圧迫するように作用し、炭素繊維束中の空気が押し出されると共に熱可塑性樹脂が炭素繊維束の内部にまで含浸するからであると考えられる。
【０１４４】
アマイド化合物を含む熱可塑性樹脂を用いた実施例１〜６と、アマイド化合物を含まない比較例５〜７とを比較すると、両者とも、熱可塑性樹脂の含浸処理を同様に行ったにも関わらず、前者は後者よりも熱可塑性樹脂の含浸状態が優れていることが分かる。
【０１４５】
ここでのアマイド化合物の作用について詳細に検討する。図２２Ａ及び図２２Ｂは、それぞれ、実施例２及び比較例２のプリプレグの端部の炭素繊維束の端部の写真である。アマイド化合物を含む熱可塑性樹脂で含浸した実施例２の炭素繊維束（図２２Ａ）は、炭素繊維束の端部１２２１ａ炭素繊維が、アマイド化合物を含まない熱可塑性樹脂で含浸した比較例２の炭素繊維束の端部２２２１ａ（図２２Ｂ）よりも幅方向に広がっている様子が観察できる。このことからも、熱可塑性樹脂がアマイド化合物を含むことにより、炭素繊維の凝集を緩和しようとする傾向が大きくなることが伺える。従って、熱可塑性樹脂がアマイド化合物を含むことにより、炭素繊維束の炭素繊維の凝集が緩和され、熱可塑性樹脂が炭素繊維束の中に含浸しやすくなり、結果として熱可塑性樹脂の含浸性が向上すると考えられる。
【０１４６】
以上を総合すると、アマイド化合物を含む熱可塑性樹脂を使用し、且つ、外周面に突起部を有するローラーで炭素繊維織物を圧接する処理を行ってはじめて、熱可塑性樹脂を炭素繊維織物に十分含浸させることができることが分かる。
【０１４７】
次に、熱可塑性樹脂へのアマイド化合物の配合量について検討する。
【０１４８】
炭素繊維織物に対するアマイド化合物の配合量が０．４重量％である実施例４と、炭素繊維織物に対するアマイド化合物の配合量が０．６重量％である実施例５とを比較すると、目開き状態検査において撮影した写真において、前者（図２１Ａ）は後者（図２１Ｂ）よりも目開きが大きいことが分かる。このことから、アマイド化合物の配合量は０．５重量％以上であることが好ましいと考えられる。
【０１４９】
また、炭素繊維織物に対するアマイド化合物の配合量が６重量％である実施例６では、表面を触ったときにヌメリが感じられた。炭素繊維織物に対するアマイド化合物の配合量が４．２重量％以下の実施例１〜５では見られない触感であった。このことから、アマイド化合物の配合量は５重量％以下であることが好ましいと考えられる。
【０１５０】
以上を総合すると、炭素繊維織物に対するアマイド化合物の配合量は、０．５〜５重量％であることが好ましいと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明は、炭素繊維織物に十分に熱可塑性樹脂が含浸したプリプレグについて有用である。
【符号の説明】
【０１５２】
Ｓ  離型性基材
１０  プリプレグ
２０  炭素繊維織物
２１、２２  炭素繊維束
３０  熱可塑性樹脂
１４１、１４２、１４３  ローラー
１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ  突起部
【図１】
2015166408.tif 000009
【図２】
2015166408.tif 000010
【図３】
2015166408.tif 000011
【図４Ａ】
2015166408.tif 000012
【図４Ｂ】
2015166408.tif 000013
【図４Ｃ】
2015166408.tif 000014
【図５Ａ】
2015166408.tif 000015
【図５Ｂ】
2015166408.tif 000016
【図６Ａ】
2015166408.tif 000017
【図６Ｂ】
2015166408.tif 000018
【図６Ｃ】
2015166408.tif 000019
【図７】
2015166408.tif 000020
【図８】
2015166408.tif 000021
【図９】
2015166408.tif 000022
【図１０】
2015166408.tif 000023
【図１１】
2015166408.tif 000024
【図１２】
2015166408.tif 000025
【図１３】
2015166408.tif 000026
【図１４】
2015166408.tif 000027
【図１５】
2015166408.tif 000028
【図１６】
2015166408.tif 000029
【図１７】
2015166408.tif 000030
【図１８】
2015166408.tif 000031
【図１９】
2015166408.tif 000032
【図２０】
2015166408.tif 000033
【図２１Ａ】
2015166408.tif 000034
【図２１Ｂ】
2015166408.tif 000035
【図２２Ａ】
2015166408.tif 000036
【図２２Ｂ】
2015166408.tif 000037