(57)【要約】【課題】常温で糸幅率が変化することなく、開繊工程で熱をかけずに炭素繊維束を均一に大きく拡げることが可能な炭素繊維束およびその開繊方法を提供する。【解決手段】実質的に撚りを有さず、サイジング剤を付与してなるとともに、下記（１）〜（３）の特性を有していることを特徴とする炭素繊維束。  （１）２５℃におけるドレープ値Ｘ２が５ｃｍ以上１２ｃｍ以下であり、  （２）８０℃におけるドレープ値Ｘ１および２５℃におけるドレープ値Ｘ２の比（Ｘ１／Ｘ２）が０．８以上１．１以下であり、  （３）Ｆ／Ｆ摩擦係数が０．１０以上０．２８以下である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
実質的に撚りを有さず、サイジング剤を付与してなるとともに、下記（１）〜（３）の特性を有している炭素繊維束。
（１）２５℃におけるドレープ値Ｘ２が５ｃｍ以上１２ｃｍ以下であり、
（２）８０℃におけるドレープ値Ｘ１および２５℃におけるドレープ値Ｘ２の比（Ｘ１／Ｘ２）が０．８以上１．１以下であり、
（３）Ｆ／Ｆ摩擦係数が０．１０以上０．２８以下である
【請求項２】
炭素繊維束のボビン上の糸幅率が０．３〜１．０μｍ／フィラメントである請求項１に記載の炭素繊維束。
【請求項３】
前記サイジング剤が、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、およびグリシジルアミン型の脂肪族系エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つを含み、かつ２５℃における粘度が５０ｍＰａ．ｓ以上２００ｍＰａ．ｓ以下である請求項１または２に記載の炭素繊維束。
【請求項４】
前記サイジング剤の付着量が、０．１〜３．０重量％である請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維束。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊維束に樹脂を含浸してなるプリプレグ。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれかに記載の炭素繊維束をクリールより引き出す際の糸張力を０．１３ｇ／ｔｅｘ以上０．２５ｇ／ｔｅｘ以下とする炭素繊維束の開繊方法。
【請求項７】
クリールより炭素繊維束を引き出す際の引き出し角度を３０°以上９０°以下とし、直径１０ｍｍ以上８０ｍｍ以下のリングガイドを経由して次工程に移送する請求項６に記載の炭素繊維束の開繊方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイジング剤が付与されてなる炭素繊維束であって、開繊工程で熱をかけずに、開繊することが可能な炭素繊維束およびその開繊方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
炭素繊維は、その極めて高い比強度と比弾性率、さらには優れた耐熱性を示すため、補強用繊維として航空機部材、スポーツ用具等の幅広い用途に用いられている。
【０００３】
通常、炭素繊維は、樹脂を含浸、成形した炭素繊維強化プラスチック（以後ＣＦＲＰと略記することがある）として利用される。ＣＦＲＰには様々な製法があるが、代表的な製法の一つにプリプレグという中間基材を経由する製法がある。
【０００４】
プリプレグは炭素繊維を織物や複数本平行に引き揃えたシート状にし、熱硬化性樹脂を含浸させて得られる。このプリプレグを、目的とする形状に合わせ積層硬化し、ＣＦＲＰを得るのである。なお、本発明では、炭素繊維を製織し織物にすることや樹脂含浸してプリプレグとすることを高次加工と総称している。プリプレグのうち、織物に熱硬化性樹脂を含浸したものを織物プリプレグ、複数本平行に引き揃えたシートに熱硬化性樹脂を含浸させたものを一方向プリプレグと呼ばれていることがあるが、特に本発明では、一方向プリプレグおよび織物プリプレグを単にプリプレグと呼ぶこととする。
【０００５】
ＣＦＲＰに要求される特性として、適用部材の軽量化（部材の薄物化）があるが、プリプレグ経由の成形体の場合、積層枚数を減少させるには設計上の限界があるため、プリプレグ自体を薄物化する必要がある。このためには厚み方向の繊維の重なりを減らすために、原料である炭素繊維束中の個々の繊維を幅方向により拡げることが必要である。本発明においては、繊維束を幅方向へ拡げることを開繊すると表現する。
【０００６】
開繊性の悪い炭素繊維を用いてプリプレグを作製すると、幅方向に繊維が拡がらないために炭素繊維糸条間に隙間が残った品位の悪いプリプレグとなる。プリプレグは、成形するものに応じ様々な形状にシートを切断し積層するため、このような隙間のあるプリプレグはシートの形状が保てないため、ハンドリング性の観点で問題となる。
【０００７】
また、開繊性の悪い炭素繊維を無理に開繊しようとすると炭素繊維束は脆性材料であるため、繊維束中の単繊維が切れて毛羽が生じたり、ひどい場合は繊維束そのものが破断に至り、工程通過性が低下するという問題があった。
【０００８】
炭素繊維束の開繊性の向上については、従来からプリプレグ製造時の開繊方法の検討もなされてきたが、炭素繊維束のサイジング剤による改善検討も多くなされてきた。
【０００９】
例えば、ホットメルト方式によるプリプレグを製造する際に良好な耐擦過性を有し、同時にそのプリプレグは表面平滑性を有するために、常温において液状、固状のエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ステアリン酸エステルを成分とするサイジング剤が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、加温した状態で糸束を開繊することはできるが、常温で開繊することはできなかった。
【００１０】
また、プリプレグ製造時の開繊性と耐擦過性を満足し、プリプレグの樹脂含浸性に優れ、複合材料特性を満足するために、液状、固状のエポキシ樹脂、水溶性ポリウレタン樹脂、ステアリン酸エステルを成分とするサイジング剤が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このサイジング剤では、加熱ローラー押圧等の特殊な乾燥熱処理を必要としないとされているが、炭素繊維の基質が変わることにより常温で開繊しないことがあった。
【００１１】
このように、常温で良好な開繊性を達成できる炭素繊維束は見出されておらず、さらなる改善の必要があった。
【特許文献１】特開平７−１９７３８１号公報
【特許文献２】特開平９−２５００８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の課題は、かかる従来の欠点を解決しようとするものであり、常温で糸幅率が変化することなく、開繊工程で熱をかけずに炭素繊維束を均一に大きく拡げることが可能な炭素繊維束およびその開繊方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記課題を解決するために、次の手段を採用する。すなわち、
［１］実質的に撚りを有さず、サイジング剤を付与してなるとともに、下記（１）〜（３）の特性を有していることを特徴とする炭素繊維束。
【００１４】
（１）２５℃におけるドレープ値Ｘ２が５ｃｍ以上１２ｃｍ以下であり、
（２）８０℃におけるドレープ値Ｘ１および２５℃におけるドレープ値Ｘ２の比（Ｘ１／Ｘ２）が０．８以上１．１以下であり、
（３）Ｆ／Ｆ摩擦係数が０．１０以上０．２８以下である。
【００１５】
［２］炭素繊維束のボビン上の糸幅率が０．３〜１．０μｍ／フィラメントである前記［１］に記載の炭素繊維束。
【００１６】
［３］前記サイジング剤が、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、およびグリシジルアミン型の脂肪族系エポキシ樹脂から選ばれる少なくとも１つを含み、かつ２５℃における粘度が５０ｍＰａ．ｓ以上２００ｍＰａ．ｓ以下である前記［１］または［２］に記載の炭素繊維束。
【００１７】
［４］前記サイジング剤の付着量が、０．１〜３．０重量％である請求項１〜３のいずれかに記載の炭素繊維束。
【００１８】
［５］前記［１］〜［４］のいずれかに記載の炭素繊維束に樹脂を含浸してなるプリプレグ。
【００１９】
［６］前記［１］〜［４］のいずれかに記載の炭素繊維束をクリールより引き出す際の糸張力を０．１３ｇ／ｔｅｘ以上０．２５ｇ／ｔｅｘ以下とする炭素繊維束の開繊方法。
【００２０】
［７］クリールより炭素繊維束を引き出す際の引き出し角度を３０°以上９０°以下とし、直径１０ｍｍ以上８０ｍｍ以下のリングガイドを経由して次工程に移送する前記［６］に記載の炭素繊維束の開繊方法。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、上記の手段を採用することにより、炭素繊維束の２５℃におけるドレープ値および８０℃におけるドレープ値、Ｆ／Ｆ摩擦係数を適正化して得られるサイジング剤を炭素繊維束に付与することにより、加熱しなくても開繊性に優れた炭素繊維束を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
【００２３】
本発明における炭素繊維束は、原料はポリアクリロニトリル、ピッチあるいはレーヨン等特に限定されるものではなく、炭素の含有量が９０％以上のフィラメントからなるものであれば、いわゆる炭素質繊維、炭素繊維、黒鉛繊維何れでも良い。また、炭素繊維束のフィラメント本数は、３，０００〜７２，０００本の範囲のものであることが好ましい。
【００２４】
本発明は、実質的に撚りを有さず、サイジング剤を付与してなるとともに、下記（１）〜（３）の特性を有していることを特徴とする炭素繊維束である。
（１）２５℃におけるドレープ値Ｘ２が５ｃｍ以上１２ｃｍ以下であり、
（２）８０℃におけるドレープ値Ｘ１および２５℃におけるドレープ値Ｘ２の比（Ｘ１／Ｘ２）が０．８以上１．１以下であり、
（３）Ｆ／Ｆ摩擦係数が０．１０以上０．２８以下である。
【００２５】
上記において、実質的に撚りを有しない炭素繊維束とは、撚りを全く有していないか、有していても１ｍあたり０．５ターン以下である炭素繊維束をいう。
【００２６】
ドレープ値とは炭素繊維束の硬さを表す値であり、次の方法で測定する。具体的には図１（ａ）に示すように、ボビンからテンションをかけずに引き出した炭素繊維束１を４０ｃｍの長さにカットし、一端を止めテープ２で固定し、もう一端に１００ｇの重り３を吊り下げ、撚りおよび曲がりを矯正した後、測定温度の雰囲気中に３０分間放置する。その後、重りを取り外し、図１（ｂ）に示すように、角が９０°の水平な長方形の台４から炭素繊維束５が水平部分から２５ｃｍはみ出るように置き、４０ｃｍの炭素繊維束が折れないように支えながら台上の炭素繊維部分を止めテープ６で固定した後、台からはみ出た部分の支えを取り除いて垂れ下がらせ、２秒後に始点からの水平距離Ｌの長さを測定し、ｎ数３回の平均をドレープ値とした。ドレープ値が大きいほど硬い特性を示す。
８０℃のドレープ値については雰囲気温度８０℃とした以外は上記２５℃での方法と同じとした。
【００２７】
ドレープ値が５ｃｍ未満では、繊維束が柔らかいため、プリプレグ製造時にボビンから引き出した糸条を引き揃えることを目的としたコーム等のガイドで折れ曲がったり撚りが入る。折れ曲がりや撚りが入ったりするとその部分は開繊され難くなり、開繊ムラが生じるため好ましくない。またドレープ値が１２ｃｍより大きいと繊維束が硬いため、開繊され難く、極端な場合には引き揃えた繊維束間に隙間ができるため１２ｃｍ以下であることが重要である。
【００２８】
また、８０℃におけるドレープ値Ｘ１と２５℃におけるドレープ値Ｘ２の比（Ｘ１／Ｘ２）が０．８以上１．１以下であることが望ましい。Ｘ１／Ｘ２が０．８未満では８０℃において柔らかくなり過ぎ、プリプレグの熱工程通過時、糸幅率が変化することによりシート状内に隙間ができるので好ましくない。１．１より大きいと樹脂含浸後に糸が硬くなり、プリプレグ工程でハンドリング性が低下する。より好ましくは０．９以上１．０以下である。
【００２９】
Ｆ／Ｆ摩擦係数は次のようにして測定する。すなわち、図２に示すように、回転しないように固定されたボビン８上に厚みが均一となるよう５〜１０ｍｍ厚以上巻密度０．９〜１．４ｇ／ｃｍ３、ワインド比５〜１５の範囲で巻き付けた炭素繊維束の表面に、巻状物と同じ炭素繊維束を接触角３π（ｒａｄ）５４０°になるよう円周上に重ならないよう巻きつける。巻き付けた炭素繊維束の一方の端部に錘９（Ｔ１）をつけ、反対端をばねばかり１０で１ｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、巻き付けた炭素繊維束１１が動き出す際の張力をＴ２とした時、次式にて求める。
【００３０】
「Ｆ／Ｆ摩擦係数＝ｌｎ（Ｔ２／Ｔ１）／θ」
Ｔ２：炭素繊維が動き出す際の張力（＝ばねばかりの指示値）
Ｔ１：錘重量（＝０．１９ｇ／ｔｅｘ）
θ  ：巻状物と巻きつけた糸との合計接触角（＝３π  ｒａｄ）
ｎ数は５とし、単純平均で求める。なお、測定ボビンは測定２時間以上前に測定雰囲気温湿度条件に慣らしておく（測定条件：２３±３℃／６０±５％）。
【００３１】
Ｆ／Ｆ摩擦係数が０．２８を超えると、単繊維が切れて毛羽発生し易く製品の品位を低下させてしまい、また、０．１０未満では糸は拡がるものの安定した糸幅保持することが難しいため、０．１０以上０．２８以下のものである。好ましくは０．１５以上０．２５以下である。
【００３２】
炭素繊維束は糸幅率が０．３〜１．０μｍ／フィラメントであることが好ましい。糸幅率とは、図３に示すように、ボビンに巻かれている炭素繊維束のテープ状の幅（ボビン上糸幅）Ｗを金尺で測定し、フィラメント数１３で割った値である。
【００３３】
糸幅率が０．３μｍ／フィラメント未満であると、炭素繊維束を拡げるためには、より大きな張力が必要となるため、毛羽が発生し易い方向となる。糸幅率が１．０μｍ／フィラメントより大きくなると引き出した際に、炭素繊維束内の幅方向で張力ムラが発生し、糸折れの原因になる。より好ましくは０．５〜０．６μｍ／フィラメントである。
上記炭素繊維束のドレープ値、Ｆ／Ｆ摩擦係数を目標範囲に達成するには、サイジング剤を選定することが必要である。
【００３４】
サイジング剤の成分については、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、およびグリシジルアミン型の脂肪族エポキシ樹脂のなかから選ばれる少なくとも１つを含むものであることが望ましい。グリシジルエーテル型の中にはポリエチレングリコールジグリシジルエーテルやポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等が含まれても良い。
【００３５】
サイジング剤の他の成分として、エーテル成分、エステル成分を１〜２０％含んでいてもよい。具体的にはエーテル成分はポリオキシアルキレン（ＰＯＡ）トリスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレン（ＰＯＡ）トリベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレン（ＰＯＡ）ペンタベンジル化フェニルエーテル、ポリオキシアルキレン（ＰＯＡ）アルキルエーテル、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）ビスフェノールＡ型、プロピレンオキサイド／エチレンオキサイド（ＰＯ／ＥＯ）等が挙げられる。エステル成分はペンタエリスリテトラオレート、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）硬化ひまし油マレイルステアレート、ポリオキシエチレン（ＰＯＥ）ラウリルエステル、オクチルオレート、ステアリルラウレート、オレイルオレート、ビスフェノールＡ型（ＢＰＡ）アジピルラウレート等が挙げられる。
【００３６】
２５℃におけるサイジング剤の粘度は、（株）トキメックのＥ型粘度計（ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＤ形）で測定した。また、サイジング剤原液のサンプリング方法としては、サイジング剤を約５００ｇ採取し、ビーカーに入れ１００℃で６時間ホットプレートを用い水分を完全に蒸発させた。
【００３７】
また、２５℃における粘度が５０ｍＰａ．ｓ以上２００ｍＰａ．ｓ以下であることが望ましい。粘度が５０ｍＰａ．ｓ未満では、サイジング付与後の炭素繊維束がさばけ易く毛羽が発生しやすい。２００ｍＰａ．ｓを越えると、サイジング付与後のドレープ値が１２ｃｍ以上になり、さらにドレープ値の比(Ｘ１／Ｘ２)が０．８未満となって開繊され難くなり、拡がらなくなる。
【００３８】
サイジング剤の付着量は０．1〜３．０重量％が望ましい。付着量が０．１％未満では、糸がさばけ易く、毛羽発生の原因になる。３．０％より高くなると常温で糸が硬くなり、さらに解舒性が悪くなる。より好ましくは１．５〜２．０重量％である。
【００３９】
この炭素繊維は樹脂を含浸して、成形した複合材料の強化材に用いるが、マトリックス樹脂は熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂共に使用できる。中でも、複合材料の強度の面から、エポキシ樹脂が好ましい。具体的には、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、フルオレン型エポキシ樹脂、グリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、フェノールノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
上記炭素繊維束の糸幅率を達成する方法として、例えばサイジング付与後の乾燥工程において、加熱したドラム駆動に押し当てる方法が挙げられる。具体的にはサイジング剤付与後、表面温度１００〜１６０℃のドラム駆動に面圧２〜４ｋｇ、接触時間２〜８秒で接触させることにより達成できる。他の方法として熱風を吹きつけ開繊する方法や、直接炭素繊維束を振動させ開繊する方法もあるが、ここでは加熱したドラム駆動に接触させる方法が望ましい。
【００４０】
図４に示すように、クリールより炭素繊維束１４を引き出す際の張力は０．１３ｇ／ｔｅｘ以上０．２５ｇ／ｔｅｘ以下が望ましく、より好ましくは０．１５ｇ／ｔｅｘ以上０．２０ｇ／ｔｅｘ以下である。０．１３ｇ／ｔｅｘ未満では金属ガイド等により開繊させる工程で摩擦が低く拡がり性が不十分となり、０．２５ｇ／ｔｅｘを超えると、摩擦が高くなり毛羽が発生する。
【００４１】
クリールより炭素繊維束を引き出す際の引き出し角度θは３０°以上９０°以下とし、直径１０ｍｍ以上８０ｍｍ以下のリングガイド１６を経由して次工程に供給されることが望ましい。より好ましくは４５°以上９０°以下である。引き出し角度が３０°未満では炭素繊維束を引き出す際、糸折れが発生する場合があり、炭素繊維束を引き揃えた時、糸−糸間に隙間ができる原因となる。またリングガイドｂの直径が１０ｍｍ未満でも折れが発生する場合があり、炭素繊維束を引き揃えた時、糸−糸間に隙間ができる原因となる。また、直径が８０ｍｍを超えると炭素繊維束を引き揃えた時、走行位置が安定せず、糸−糸間に隙間ができる原因となる。なお、ボビントラバースするため糸の引き出し角度θは３０〜９０°と場所によって変わる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。実施例で用いた炭素繊維は実質的に撚りを有さない、フィラメント数１２，０００のＰＡＮ系炭素繊維を用いた。
なお、実施例中における測定法は以下のとおりである。
【００４３】
（１）ドレープ値（ｃｍ）
図１（ａ）に示すように、ボビンからテンションをかけずに引き出した炭素繊維束１を４０ｃｍの長さにカットし、一端を止めテープ２で固定し、もう一端に１００ｇの重り３を吊るし、撚りおよび曲がりを矯正した後、測定温度の雰囲気中に３０分間放置する。次に、重りを取り外し、図１（ｂ）に示すように、角が９０°の水平な長方形の台４から炭素繊維束５が２５ｃｍはみ出るように置き、４０ｃｍの炭素繊維束が折れないように支えながら台上の炭素繊維部分を止めテープ６で固定した後、台からはみ出た部分の支えを取り除いて垂れ下がらせ、２秒後に始点からの水平距離Ｌの長さを測定し、ｎ数３回の平均をドレープ値とした。８０℃のドレープ値については雰囲気温度８０℃とした以外は上記２５℃での方法と同じとした。
【００４４】
（２）サイジング付着量
約２ｇの炭素繊維束を秤量（Ｗ１）した後、５０リットル／分の窒素気流中、温度４５０℃に設定した電気炉（容量１２０ｃｍ3）に１５分間放置し、サイジング剤を完全に熱分解させた。そして、２０リットル／分の乾燥窒素気流中の容器に移し、１５分間冷却した後の炭素繊維束を秤量（Ｗ２）して次式よりサイジング付着量を求めた。
サイジング付着量（％）＝[ Ｗ１(ｇ)− Ｗ２(ｇ) ]/[  Ｗ１(ｇ)  ]×１００
（３）拡がり幅
金属梨地ガイド（直径２０ｍｍの円筒で表面粗さＲmaxが３Ｓ）（ここで言う表面粗度については、ＪＩＳ  Ｂ０６０１で測定される算術平均粗さ）１７〜２０を、図５に示すように、４個交互に配置し、リングガイド２１を経由し全ガイドとの接触角が計７２０°となるように炭素繊維束２２を掛け、駆動ローラ（速度４ｍ／分、引き出し張力＝１２０ｇ／ｓｔ）で炭素繊維束を引きだした。最終ガイド１７上の炭素繊維束の幅をノギスで５秒置きに計１００点測定し、その平均を拡がり幅とした。
【００４５】
（４）Ｆ／Ｆ摩擦係数
図２に示すように、回転しないように固定されたボビン８上に厚みが均一となるよう５〜１０ｍｍ厚以上巻密度０．９〜１．４ｇ／ｃｍ3 、ワインド比５〜１５の範囲で巻き付けた炭素繊維束の表面に、巻状物と同じ炭素繊維束を接触角３π（ｒａｄ）５４０°になるよう円周上に重ならないよう巻きつける。巻き付けた炭素繊維束の一方の端部に錘９（Ｔ１）をつけ、反対端をばねばかり１０で１ｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、巻き付けた炭素繊維束１１が動き出す際の張力をＴ２とした時、次式にて求める。
【００４６】
「Ｆ／Ｆ摩擦係数＝ｌｎ（Ｔ２／Ｔ１）／θ」
Ｔ２：炭素繊維が動き出す際の張力（＝ばねばかりの指示値）
Ｔ１：錘重量（＝０．１９ｇ／ｔｅｘ）
θ  ：巻状物と巻きつけた糸との合計接触角（＝３π  ｒａｄ）
ｎ数は５とし、単純平均で求める。尚、測定ボビンは測定２時間以上前に測定雰囲気温湿度条件に慣らしておく（測定条件：２３±３℃／６０±５％）。
【００４７】
（５）粘度
２５℃におけるサイジング剤の粘度は、（株）トキメックのＥ型粘度計（ＶＩＳＣＯＮＩＣ  ＥＤ形）で測定した。また、サイジング剤原液のサンプリング方法としては、サイジング剤を約５００ｇ採取し、ビーカーに入れ１００℃で６時間ホットプレートを用い水分を完全に蒸発させた。
【００４８】
（６）プリプレグ品位
以下の方法で一方向プリプレグシートを作製し、プリプレグシート内の炭素繊維糸条間の隙間有無を確認し、
○：炭素繊維糸条間に隙間がないもの
△：炭素繊維糸条間に隙間はあるが、長さ５０ｍｍ以上の隙間は存在しないもの
（ハンドリング上問題ない）
×：長さ５０ｍｍを超える隙間が存在し、ハンドリング上問題があるもの
という３段階で評価した。
【００４９】
＜プリプレグの作製＞
エピコート（登録商標）１００１（ジャパンエポキシレジン株式会社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、２官能、エポキシ当量４５０〜５００）を４０部、エピコート（登録商標）８２８（登録商標、ジャパンエポキシレジン株式会社製、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、２官能、エポキシ当量１８４〜１９４）を３０部、エピコート（登録商標）１５４（登録商標、ジャパンエポキシレジン株式会社製、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ当量１７６〜１８０）を３０部、デンカホルマール（登録商標）＃２０（電気化学工業社製、ポリビニルホルマール樹脂）３重量部さらに硬化剤として、ＤＩＣＹ７（登録商標、ジャパンエポキシレジン株式会社製、ジシアンジアミド）４部および“ＤＣＭＵ９９”（登録商標、保土ヶ谷化学工業株式会社製、３−（３，４−ジクロロフェニル）−１、１−ジメチル尿素）４部を用い混合したエポキシ樹脂組成物をリバースロールコーターを用いて離型紙上に塗布し、樹脂フィルムを作製した。
【００５０】
次に、炭素繊維束を表中の各実施例、比較例の引き出し条件で引き出し（各ボビンが経由するリングガイド中心の距離１５ｍｍ）、一方向に引き揃え、作製した樹脂フィルム２枚を引き揃えた炭素繊維束の両側から挟み込むようにして重ね合わせ、加熱ニップロールで加圧しながら炭素繊維束に樹脂を含浸させ一方向プリプレグシート（繊維目付：７５ｇ／ｍ2、繊維含有率：７６重量％）を得た。
【００５１】
（実施例１）
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル１００％成分（分子量＝５１０）の水系サイジング剤を炭素繊維束に１．７重量％付与させた。なお、本発明において炭素繊維束用サイジング剤を炭素繊維束に付着させる方法は、ディップ式を用いた。サイジング剤付与後に、炭素繊維束をテープ状に仕上げるため、１５０℃に加熱したドラム駆動上に３秒間当てテープ状にした。その後サイジング剤を溶解している有機溶剤または水を完全に飛散させるための乾燥工程における温度は２００℃〜２５０℃で１分間乾燥させた後、撚りを入れずに５００ｇ／ｓｔの張力でボビンに巻き取った。
【００５２】
（実施例２）
ポリグリセリンポリグリシジルエーテル１００％成分（分子量＝６７０）の水系サイジング剤を炭素繊維束に１．０重量％付与させた。
【００５３】
（実施例３）
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル９０％成分（分子量＝５１０）、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル１０％成分（分子量＝６５０）の混合水系サイジング剤を炭素繊維束に１．０重量％付与させた。
【００５４】
（比較例１）
実施例と同じ付与方法で、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂４０％成分（分子量＝３７０）と不飽和物エステル樹脂としてビスフェノールＡ型エチレンオキサイドマレイン酸エステル４０％成分（分子量＝２５００）、乳化剤２０％を主成分としたＳＺ剤を炭素繊維束に１．０重量％付与させた。
【００５５】
（比較例２）
実施例と同じ付与方法で、炭素繊維束にビスフェノールＡ型エチレンオキサイド付加物（分子量＝１０２０）を用いたサイジング剤を０．２重量％付与させた。
【００５６】
（実施例４）
実施例１と同じサイジング剤を炭素繊維束に１．５重量％付与させ、ボビン上の糸幅率０．２５μｍ／フィラメントのものを使用した。
【００５７】
（実施例５）
実施例１と同じサイジング剤を炭素繊維束に１．５重量％付与させ、クリールより引き出す際の糸張力を０．１０ｇ／ｔｅｘとした。
【００５８】
（実施例６）
実施例１と同じサイジング剤を炭素繊維束に１．５重量％付与させ、クリールより引き出す際の引き出し角度を２０°とした。
【００５９】
（実施例７）
実施例１と同じサイジング剤を炭素繊維束に１．５重量％付与させ、クリールより引き出す際、直径１００ｍｍのリングガイドを経由させた。
【００６０】
表１から明らかなように、実施例１，２，３は良好な拡がり幅（１２．５ｍｍ以上）を有し、炭素繊維糸条間に隙間のない、品位の良い薄物プリプレグを製造することができた。
実施例４，５，６，７では、炭素繊維糸条間に隙間はあるが、全て５０ｍｍ以下の隙間であり、ハンドリング上は問題ないプリプレグが得られた。
これに対し、比較例１，２では炭素繊維の拡がり幅が小さく、５０ｍｍを越える長さの隙間が多数あり、ハンドリング性の悪いプリプレグとなった。
【００６１】
【表１】
2005264383.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】ドレープ値の測定方法を示す概念図である。
【図２】Ｆ／Ｆ摩擦係数の測定方法を示す概念図である。
【図３】糸幅率の測定方法を示す概念図である。
【図４】クリールから糸条を引き出す角度を示す概念図である。
【図５】拡がり幅の測定方法を示す概念図である。
【符号の説明】
【００６３】
１：炭素繊維束
２：止めテープ
３：重り
４：水平な長方形の台
５：炭素繊維束
６：止めテープ
Ｌ：始点からの水平距離
８：回転しないように固定されたボビン
９：錘
１０：ばねばかり
１１：炭素繊維束
Ｗ：テープ状の幅
１３：フィラメント数
１４：炭素繊維束
θ：引き出し角
１６：リングガイド
１７：金属梨地（最終固定）ガイド
１８：金属梨地（固定）ガイド
１９：金属梨地（固定）ガイド
２０：金属梨地（固定）ガイド
２１：リングガイド
２２：炭素繊維束
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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