(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）で表わされる化合物（Ａ）、下記式（２）で表わされる化合物（Ｂ）、下記式（３）で表わされる化合物（Ｃ）、下記式（４）で表わされる化合物（Ｄ）、及び下記式（５）で表わされる化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とすることを特徴とする炭素繊維用サイズ剤。
【化１】
0003898379.tif 000008
【化２】
0003898379.tif 000009
【化３】
0003898379.tif 000010
【化４】
0003898379.tif 000011
【化５】
0003898379.tif 000012
［上記の式（１）〜式（５）において、Ｒ1 ，Ｒ2 は水素又はアルキル基を表わし、Ｒ1 とＲ2 は同一であってもよい。又、ｍ，ｎ，ｊ，ｋ，ｘ，ｙは、それぞれ１以上の整数であり、ｍ＋ｎ＝２〜６０、ｊ＋ｙ＝２〜４０、ｋ＋ｘ＝２〜４０である。更に上記の式（３）〜式（５）においての［  ］内はブロック状をなす共重合であっても或いはランダム状をなす共重合であってもよい。］
【請求項２】
請求項１に記載の化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）、化合物（Ｃ）、化合物（Ｄ）、及び化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とする水溶液又は水分散液によって炭素繊維を処理することを特徴とする炭素繊維のサイジング方法。
【請求項３】
請求項１に記載の化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）、化合物（Ｃ）、化合物（Ｄ）、及び化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とする化合物がその表面に付着していることを特徴とするサイジング処理された炭素繊維。
【請求項４】
請求項３に記載の炭素繊維を使用してあることを特徴とするシート状物。
【請求項５】
請求項３に記載の炭素繊維又は請求項４に記載のシート状物を強化材とする炭素繊維強化樹脂組成物を成形してなることを特徴とする繊維強化複合材料。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭素繊維用サイズ剤、炭素繊維のサイジング方法、サイジング処理された炭素繊維、該炭素繊維によるシート状物、及びサイジング処理された炭素繊維を使用した繊維強化複合材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
繊維強化複合材料の一つに、炭素繊維からなる強化材とマトリックス樹脂とによる樹脂組成物を成形してなる成形体があり、この繊維強化複合材料を得るときのマトリックス樹脂としてエポキシ樹脂が広く使用されている。
【０００３】
この繊維強化複合材料をなす成形体の強化材として使用されている炭素繊維は、その化学組成の約９０重量％以上が炭素からなる繊維であり、再生セルロース、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ピッチ等を出発原料として得られるものであって、例えば高強度炭素繊維や高弾性炭素繊維等に区分されている。
【０００４】
上記の炭素繊維は軽量であり、しかも比強度及び比弾性率において特に優れた性質を有しており、更に耐熱性や耐薬品性にも優れていることから、繊維強化複合材料の強化材として極めて有効であり、広範囲に亙る用途の繊維強化複合材料に使用されている。
【０００５】
強化材としての炭素繊維とマトリックス樹脂とからなる炭素繊維強化樹脂組成物を得るときの炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させる方法としては、離型紙上に薄くマトリックス樹脂を塗布した上に炭素繊維を一方向に並べるプリプレグ法や、樹脂浴中に炭素繊維を通過させるディッピング法等がある。
【０００６】
品質の高い繊維強化複合材料を成形し得るようにするためには、炭素繊維にマトリックス樹脂を含浸させる含浸工程において、数千本のフィラメントからなる炭素繊維束を均一に開繊させることにより、マトリックス樹脂の含浸が容易に行なえるようにすることが必要である。
【０００７】
しかしながら、炭素繊維は伸度が小さくかつ脆い性質であるために、機械的摩擦等によって毛羽が発生し易く、しかもマトリックス樹脂に対する濡れ性が乏しい。このために、強化材として使用する炭素繊維に上記の優れた性質を十分に発揮させることができなく、これを改善するために、繊維強化複合材料の強化材に使用する炭素繊維に対しては、従来からサイズ剤による処理が施されている。
【０００８】
すなわち、炭素繊維にサイズ剤による処理を施すことにより該炭素繊維の取扱い性を向上させると共に、マトリックス樹脂に対する濡れ性を向上させ、これによって炭素繊維を強化材とする繊維強化複合材料からなる成形体の品質の向上を図っており、例えばビスフェノール型ポリアルキレンエーテルエポキシ化合物類からなるサイズ剤（特開昭６１−２８０７４号公報等）や、ビスフェノールＡにアルキレンオキシドの数分子から数十分子を付加させてなる化合物からなるサイズ剤（特開平１−２７２８６７号公報、特開平７−９４４４号公報、特開平６−２１２５６５等号公報）等が提案されている。
【０００９】
特開昭６１−２８０７４号公報に記載されているビスフェノール型ポリアルキレンエーテルエポキシ化合物類からなるサイズ剤は、該サイズ剤をなす化合物中にグリシジル基を有しているために、含浸性や界面接着力の発現等において優れた性質を有している。
【００１０】
又、特開平１−２７２８６７号公報や特開平７−９４４４号公報に記載されているサイズ剤、つまりビスフェノールＡにアルキレンオキシドの数十分子を付加させてなる化合物あるいはビスフェノールＡの両端にヒドロキシアルキルエーテル基［−Ｏ−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ2 −］の数十個を具備する化合物からなるサイズ剤は、金属との間の摩擦係数が小さく、このために糸切れや毛羽立ちが少なく優れた工程通過性を有する炭素繊維にすることができる。又、その付着量や、サイズ剤として使用する化合物の分子量の適正化を図ることにより、優れた界面接着性を有するものにすることができる。
【００１１】
更に、特開平６−２１２５６５等号公報に記載されているサイズ剤、つまりビスフェノールＡにアルキレンオキシドの数分子を付加させてなる化合物からなるサイズ剤は、プリホームの製造工程での炭素繊維の取り扱い性を向上させると共に、その後のサイズ剤の除去が容易である等の特性を備えている。
【００１２】
しかしながら、上記の特開昭６１−２８０７４号公報に記載されているビスフェノール型ポリアルキレンエーテルエポキシ化合物類からなるサイズ剤は、化合物中に存在しているグリシジル基のために粘着性を具備しており、しかも金属との間の摩擦係数が高く、これらの性質がサイズ剤としての欠点になっている。
【００１３】
又、特開平１−２７２８６７号公報や特開平７−９４４４号公報に記載されているサイズ剤、特にエチレンオキサイドを付加させた反応生成物からなるサイズ剤は、分子中の（ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ）基等の親水基の存在によって空気中の水分を吸着し易く、粘着性が増加していわゆるべとつきを生じる。この粘着性の増加は、加工の各工程中においてローラー等との抵抗を増加させることになり、又毛羽等が付着して堆積する原因になる。
【００１４】
従って、このサイズ剤を使用する場合には、炭素繊維束に良好な工程通過性を備えさせるためにサイズ剤の付着量を最小限に抑えなければならなく、このことがサイズ剤の付着量斑による物性斑に繋がるために、その付着量の厳密な制御を行なわなければならないという煩雑性を伴う。又、樹脂の含浸時の作業条件に制約を有するために工程の作業可能な許容範囲が狭められ、該サイズ剤による含浸方法が特定の方法に制限されるという欠点をも有する。
【００１５】
また同様に、特開平１−２７２８６７号公報に記載されているサイズ剤、すなわち１−ヒドロキシアルキルエーテル基［−Ｏ−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ2 −、−Ｏ−ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ2 −ＣＨ2 −］を具備する化合物は、化学的に十分に安定な化合物ではないことから、これらの化合物の合成時あるいは炭素繊維への付着工程時に煩雑性を有し、しかも炭素繊維に付着後の安定性も不十分であるために安定した品質の炭素繊維にすることが容易でない。
【００１６】
更に、特開平１−２７２８６７号公報や特開平７−９４４４号公報に記載されているｎ−プロピルタイプのエーテル（−Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −）を具備する化合物は、親水性は非常に小さいものの、通常のプロピレンオキシドを付加して得られる化合物とは異なり、安価な製造方法で得ることが出来ない。また、ビスフェノールＡを中心に、その左右の付加物の基本構造が異なる化合物も、合成ときの困難や煩雑性を伴う。従って、コスト面での大きな問題がある。
【００１７】
次に、特開平６−２１２５６５等号公報に記載されているサイズ剤は、水洗いによる除去が可能であることが最も重要な性能であるために、サイズ剤をなす化合物が低分子量である方がよく、従って低エチレンオキサイド付加物が選択されるが、これらの化合物は炭素繊維に十分な集束性を付与することができない。
【００１８】
以上のように従来のサイズ剤には、炭素繊維に対して安定した擦過性と良好な樹脂含浸性とを兼備させることができ、しかも低コストで供給することが可能なものは存在していない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明が解決しようとする課題は、炭素繊維に対して安定した擦過性と良好な樹脂含浸性とを備えさせることができ、かつ低コストで供給することが可能なサイズ剤を提供することにある。
【００２０】
又本発明が解決しようとするもう一つの課題は、上記のサイズ剤を用いて的確なサイジングを行なう炭素繊維のサイジング方法、該サイズ剤によってサイジング処理された炭素繊維、該サイジング処理された炭素繊維を使用してあるシート状物、及びこのサイジング処理された炭素繊維又は該炭素繊維を使用してあるシート状物を強化材とする繊維強化複合材料を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、以下に記載する構成を備えてなる本発明の炭素繊維用サイズ剤、炭素繊維のサイジング方法、サイジング処理された炭素繊維、該サイジング処理された炭素繊維を使用してあるシート状物、及びサイジング処理された炭素繊維又は該炭素繊維を使用してあるシート状物を強化材とする繊維強化複合材料によって解決することができる。
【００２２】
すなわち本発明の炭素繊維用サイズ剤は、下記式（１）で表わされる化合物（Ａ）、下記式（２）で表わされる化合物（Ｂ）、下記式（３）で表わされる化合物（Ｃ）、下記式（４）で表わされる化合物（Ｄ）、及び下記式（５）で表わされる化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とするものである。
【００２３】
【化６】
0003898379.tif 000002
【００２４】
【化７】
0003898379.tif 000003
【００２５】
【化８】
0003898379.tif 000004
【００２６】
【化９】
0003898379.tif 000005
【００２７】
【化１０】
0003898379.tif 000006
【００２８】
なお、上記の式（１）〜式（５）において、Ｒ1 ，Ｒ2 は水素又はアルキル基であり、Ｒ1 とＲ2 は同一であってもよく、又、ｍ，ｎ，ｊ，ｋ，ｘ，ｙは、それぞれ１以上の整数であり、ｍ＋ｎ＝２〜６０、ｊ＋ｙ＝２〜４０、ｋ＋ｘ＝２〜４０である。更に上記の式（３）〜式（５）においての［  ］内はブロック状をなす共重合であっても或いはランダム状をなす共重合であってもよい。
【００２９】
又本発明の炭素繊維のサイジング方法は、上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とする水溶液又は水分散液によって炭素繊維を処理する工程からなる。
【００３０】
更に本発明のサイジング処理された炭素繊維は、上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とする化合物がその表面に付着している炭素繊維からなる。
【００３１】
又本発明のサイジング処理された炭素繊維によるシート状物は、上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とする化合物がその表面に付着している炭素繊維を使用してあるシート状物である。
【００３２】
更に本発明の繊維強化複合材料は、上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とする化合物がその表面に付着している炭素繊維、又は該炭素繊維を使用してあるシート状物を強化材とする炭素繊維強化樹脂組成物を成形してなる成形体である。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の炭素繊維用サイズ剤の主成分をなす上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）は、いずれもビスフェノール型骨格からなる中心部の両端にアルキレンオキサイドあるいはヒドロキシアルキレンオキサイドが付加した構造を有するものである。
【００３４】
式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）において、Ｒ1 ，Ｒ2 は、このサイズ剤によって処理した炭素繊維による繊維強化複合材料を成形するときに使用するマトリックス樹脂の種類等に合わせて選択されるが、一般的には水素又は炭素数１〜２のアルキル基が好ましい。又、化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）は、それぞれが混合物をなすものであってもよい。
【００３５】
上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）において、特にビスフェノールＡ型或いはビスフェノールＦ型からなる中心部を有する化合物は、その構造が比較的剛直であるために、炭素繊維に対して良好な力学的特性を付与することができる。又、このビスフェノールＡ型或いはビスフェノールＦ型からなる中心部を有する化合物は、π共役系を有しているために、微小なグラファイト結晶で構成されている炭素繊維に対して良好な親和性を有している。このために、化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）としては、特にビスフェノールＡ型或いはビスフェノールＦ型からなる中心部を有する化合物が好ましい。
【００３６】
化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）におけるビスフェノール型骨格からなる中心部の両端に付加しているアルキレンオキサイドあるいはヒドロキシアルキレンオキサイドの付加量は、ビスフェノール型骨格からなる中心部の左，右で一致している必要はないが、化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）が一般的にビスフェノール化合物にアルキレンオキサイドあるいはヒドロキシアルキレンオキサイドを付加して得られるものであるために、ビスフェノール型骨格からなる中心部の左，右での付加量があまり相違するものではなくなることが多い。
【００３７】
次に、化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）のそれぞれについて説明する。
化合物（Ａ）
上記の式（１）で表わされる化合物（Ａ）は、ｍ＋ｎが２〜６０であり、好ましくは２〜３０であり、特に好ましくは３〜１５の室温で液状を呈するもの化合物である。イソプロピルタイプのポリエーテル構造（−ＣＨ（ＣＨ3 ）−ＣＨ2 −Ｏ−）を有するものは、疎水性であることから吸水性がなく、吸水によるべとつきの発現はない。又優れた平滑性を有しており、繊維−繊維及び繊維−金属の摩擦係数を著しく低下させる効果がある。
【００３８】
化合物（Ｂ）
上記の式（２）で表わされる化合物（Ｂ）は、ｍ＋ｎが２〜６０である。２−ヒドロキシプロピルタイプのポリエーテル構造（−ＣＨ2 −ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ2 −Ｏ−）を有するものは、親水性を有し、水溶性である。又、ビスフェノールＡタイプや、ビスフェノールＦタイプのマトリックス樹脂群の基本骨格である下記の式（６）で表わされる構造を有していることから、これらのビスビスフェノールＡタイプや、ビスフェノールＦタイプのマトリックス樹脂との相溶性において非常に優れている。
【００３９】
【化１１】
0003898379.tif 000007
［式中、Ｒ1 ，Ｒ2 は水素又はアルキル基を表わし、Ｒ1 とＲ2 は同一であってもよい。］
【００４０】
更に、水酸基の存在が樹脂との濡れ性を向上させるとともに、界面の接着性を向上させる効果を有する。又、優れた平滑性を有しており、繊維−繊維及び繊維−金属の摩擦係数を低下させる効果を有している。
【００４１】
ここで、分子中の親水基が大きくなりすぎると、マトリックス樹脂との相溶性が悪くなる傾向がある。特に樹脂の含浸工程において、炭素繊維の表面からサイズ剤が含浸用樹脂中に溶解して拡散するときの溶解性が、分子中の親水基の存在によって低下し、又大きな分子量のためにその拡散速度が低下する。従って、この化合物が炭素繊維とマトリックス樹脂との界面及びその近傍に偏在してしまい、複合材料の機械的物性、特に炭素繊維と樹脂との界面強度を低下させる要因になる。従って、化合物（Ｂ）のｍ＋ｎは、２〜３０であることがより好ましく、特に好ましくは３〜１５である。
【００４２】
化合物（Ｃ）、化合物（Ｄ）
式（３）で表わされる化合物（Ｃ）及び式（４）で表わされる化合物（Ｄ）は、ｊ，ｋ，ｘ，ｙがそれぞれ１以上の整数であり、ｊ＋ｙ＝２〜４０、ｋ＋ｘ＝２〜４０である。また、［  ］内はブロック状をなす共重合であっても或いはランダム状をなす共重合であってもよい。
【００４３】
疎水基であるイソプロピルタイプのポリエーテル構造（−ＣＨ（ＣＨ3 ）−ＣＨ2 −Ｏ−）は、優れた平滑性を発現し、更にこの基の存在により吸水性を著しく低下させることができ、空気中からの吸水によるべとつきが生じなくなる。なお、これらの平滑性、及び低吸水性は、［  ］内がランダム状をなすものの方がより優れている。
【００４４】
他方、親水基である２−ヒドロキシプロピルタイプのポリエーテル構造（−ＣＨ2 −ＣＨ（ＯＨ）−ＣＨ2 −Ｏ−）は、水酸基に由来するマトリックス樹脂との濡れ性、界面の接着性のそれぞれを向上させる効果を有する。
【００４５】
このように、親水基と疎水基の共重合構造部分を有しているこれらの化合物にあっては、親水基と疎水基との両者の付加モル比を変更することにより、化合物の性質を非水溶性から水溶性まで変えることが可能である。
【００４６】
化合物（Ｅ）
式（５）で表わされる化合物（Ｅ）は、ｊ，ｋ，ｘ，ｙがそれぞれ１以上の整数であり、ｊ＋ｙ＝２〜４０、ｋ＋ｘ＝２〜４０である。また、［  ］内はブロック状をなす共重合であっても或いはランダム状をなす共重合であってもよい。
【００４７】
式（５）で表わされる化合物（Ｅ）は、該化合物中のエチルポリエーテル構造（−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−）、及び２−ヒドロキシプロピルタイプのポリエーテル構造がともに親水基であるために、水溶性化合物である。
エチルポリエーテル構造は、マトリックス樹脂との濡れ性に優れているとは言えないが、２−ヒドロキシプロピルタイプのポリエーテル構造が、水酸基に由来するマトリックス樹脂との濡れ性、界面の接着性のそれぞれを向上させる効果を有する。このために化合物（Ｅ）は、２−ヒドロキシプロピルタイプのポリエーテル構造を具備しない化合物に比較して、マトリックス樹脂に対する優れた親和性を有する。更に平滑性をも有することから、繊維−繊維及び繊維−金属の摩擦係数を低下させる作用を有する。
【００４８】
式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）は、一般に用いられている重合手法によって合成することができる。すなわち、ビスフェノール類にエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、あるいは２，３エポキシ１−プロパノールの単独あるいはこれらの混合物を付加重合させることによって得られる。又、式（３）〜式（５）で表わされる化合物（Ｃ）〜化合物（Ｅ）において、［  ］内をブロック状にするには、共重合成分を逐次に投入すればよく、ランダム状にするには、共重合成分の混合物を投入すればよい。
【００４９】
したがって、これらの化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）は、比較的安価な手法によって、工業的な規模での安定した製造が可能である。
【００５０】
本発明の炭素繊維用サイズ剤の主成分をなす化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）は、化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）のいずれかの単独であっても、或いはこれらのうちの複数の混合物であってもよい。特に、化合物（Ａ）のような水不溶性のものは、水溶性の化合物（Ｂ）〜化合物（Ｅ）を乳化剤として使用する手法が、優れたサイズ効果を得るのに有効である。
【００５１】
本発明の炭素繊維のサイジング方法は、化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とした水溶液又は水分散液を使用するものであって、例えばアセトン等の有機溶剤溶液を使用するサイジング方法に比較して、サイズ剤溶液が安定であり、しかもその取扱いが容易であって、かつ作業雰囲気の衛生面及び安全面での優位性も得られる。
【００５２】
水不溶性の化合物によるサイズ剤溶液を調整する際には、分散安定性のために界面活性剤を利用することが好ましい。ここで使用する界面活性剤としては、ノニオン系、カチオン系、アニオン系のいずれのものも用いることができる。特に、ノニオン系の界面活性剤は、これを用いたサイズ剤溶液によってサイジング処理した炭素繊維による強化樹脂組成物にするときのプリプレグ状態での優れた貯蔵安定性が得られ、又熱可塑性樹脂との複合化を行なうときのトラブル発生要因となる塩類を有していないために、取り扱いが容易である等のために好ましい。
【００５３】
界面活性剤を利用するときのサイズ剤と界面活性剤との配合比率は、重量比でサイズ剤／界面活性剤＝９５／５〜７０／３０であり、好ましくは、サイズ剤／界面活性剤＝８５／１５〜７５／２５である。この範囲にあっては、それを使用して得られるサイズ剤溶液の安定性がよく、なおかつサイズ剤の効果に悪影響を与えることがない。
【００５４】
界面活性剤を利用するときのサイズ剤と界面活性剤との配合比率において、界面活性剤の割合が上記の範囲未満になると、サイズ剤溶液の安定性が悪くなり、又上記の範囲を越えると、サイズ剤溶液による炭素繊維の処理の際に炭素繊維の表面が界面活性剤に被覆されてしまうために、サイズ剤が有効に作用し得なくなり、炭素繊維の界面接着性向上が十分でなくなる。
【００５５】
上記の化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とした水溶液又は水分散液中に、更に脂肪酸エチレンオキシド付加物等の柔軟剤を配合することにより、擦過性の点でより優れた炭素繊維にすることができる。なお、このときに添加する柔軟剤としては、水溶性タイプのものを選択することが好ましい。
【００５６】
化合物（Ａ）、化合物（Ｂ）、化合物（Ｃ）、化合物（Ｄ）、及び化合物（Ｅ）より選ばれる化合物を主成分とする水溶液又は水分散液によって炭素繊維を処理する本発明の炭素繊維のサイジング方法は、例えばローラー浸漬法やローラー接触法等を適用して行なうことができる。又炭素繊維に対するサイズ剤の付着量は、サイズ剤溶液の濃度調整や、絞りコントローラー等の通過工程の調整等によって調節し得る。
【００５７】
サイズ剤溶液を炭素繊維の表面に付着させた後、続く乾燥処理によって水分を除去し、目的のサイジング処理された炭素繊維にする。なお、このときの乾燥処理には、例えば熱風、熱板、ローラー、赤外線ヒーター等の熱媒を利用する方法を適用し得る。
【００５８】
本発明のサイジング処理された炭素繊維は、炭素繊維の表面に上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）の単独あるいはこれらの混合物を主成分とする化合物を付着させてなるものであり、本発明のサイジング方法によって得られることは勿論であるが、その製造方法はこれに限定されるものではない。
【００５９】
上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）の単独あるいはこれらの混合物を主成分とする化合物をその表面に付着させるための炭素繊維は、ピッチ系、或いはレーヨン又はポリアクリロニトリル等の原料物質から得られるもののいずれでもよく、又例えば高強度タイプ炭素繊維（低弾性率炭素繊維）、或いは中高弾性炭素繊維及び超高弾性炭素繊維等のいずれでもよい。その形態は、長繊維、短繊維、或いは織物、編み物、不繊布等のシート状等のいずれでもよい。
【００６０】
炭素繊維の表面に付着したサイズ剤の効果が十分に奏されるようにするには、炭素繊維に対して該炭素繊維の０．２〜４．０重量％のサイズ剤が付着されていることが好ましく、更には０．３〜３．０重量％の範囲内で付着されていることがより好ましい。つまり、サイズ剤の付着量が炭素繊維の０．２重量％未満の場合には、収束性、及び擦過性が不十分になり易く、機械的な摩擦等によって毛羽が発生し易くなる。又４．０重量％を越えると、金属に対する摩擦係数が低下し、しかも収束性が強くなる為に炭素繊維束の開繊性が悪くなり、マトリックス樹脂を含浸させる際に炭素繊維束の内部へのマトリックス樹脂の含浸性が悪くなる。
【００６１】
本発明のサイジング処理された炭素繊維を使用してあるシート状物は、サイズ剤を付着させてなる上記の炭素繊維を用いて織成した織布、一方向配列シート、不織布、マット、更にはこれらの組み合わせ等である。
【００６２】
炭素繊維を使用してある織布からなるシート状物は、サイズ剤を付着させてなる上記の炭素繊維による平織布、綾織布、朱子織り布等を初め、これらの原組織を変化させたもの等である。又、緯、経糸の両方に上記の炭素繊維を使用したものであっても、或いは他の炭素繊維や炭素繊維以外の繊維との混織布であってもよい。このときの炭素繊維以外の繊維としては、例えば硝子繊維、チラノ繊維、炭化珪素繊維等の無機繊維、アラミド、ポリエステル、ＰＰ、ナイロン、ポリイミド、ビニロン等の有機繊維等を挙げることができる。
【００６３】
本発明のサイジング処理された炭素繊維を使用してあるシート状物は、例えば橋梁、橋脚、建造物の柱等に対する補強用シート材としての用途にも供し得る。従ってこの用途のものにする場合には、上記のサイズ剤を付着させてなる炭素繊維を経糸として使用し、該経糸よりも低い引張弾性率の繊維を緯糸として使用した織布からなるシート状物にすることにより、その取り扱い性、及び樹脂含浸性の良好なものにすることができる。
【００６４】
つまり、緯糸として用いる繊維の引張弾性率が高いと経糸が長手方向に蛇行し易くなるために、補強用シート材としての十分な強度を発現しなくなる。緯糸としての好適な繊維は、例えば先に挙げたガラス繊維、チラノ繊維、ＳｉＣ繊維等の無機繊維、アラミド、ポリエステル、ＰＰ、ナイロン、アクリル、ポリイミド、ビニロン等の有機繊維等であり、又これらの２種以上の複合繊維でもよい。
【００６５】
炭素繊維を使用したシート状物としての一方向配列シートは、例えば上記のサイズ剤を付着させてなる炭素繊維を一方向に引き揃えたもの、或いはこれに更に幅方向に緯糸を配したもの、又はこれに緯糸として熱融着性繊維を配した後に該熱融着性繊維を熱融着して固定したもの、更には上記の炭素繊維を一方向に一定間隔で引き揃えた後にその表面に熱融着性のウエッブやネットを配してシート状にしたもの等である。
【００６６】
なかでも、（ａ）サイズ剤を付着させてなる炭素繊維を一方向に引き揃えた後、少なくとも一方の面に該炭素繊維と直交する方向に熱融着性繊維を等間隔で配置し、これを熱融着させて固定してなるシート状物と、（ｂ）サイズ剤を付着させてなる炭素繊維を一方向に引き揃えた後、少なくとも一方の面に熱可塑性樹脂製のネット状支持体、熱可塑性樹脂で被覆されたネット状支持体、或いは熱可塑性樹脂製のウエッブ状支持体等の融着性支持体を熱融着して固定したシート状物が好適である。
【００６７】
本発明の繊維強化複合材料は、上記の式（１）〜式（５）で表わされる化合物（Ａ）〜化合物（Ｅ）を単独あるいはこれらの混合物を主成分とするサイズ剤を表面に付着させてなる炭素繊維、又は該炭素繊維を使用してあるシート状物を強化材とする炭素繊維強化樹脂組成物を成形した成形体からなる。
【００６８】
繊維強化複合材料の成形素材となる強化樹脂組成物は、サイズ剤を表面に付着させてなる炭素繊維、又は該炭素繊維を使用してあるシート状物からなる強化材にマトリックス樹脂を含浸させることによって得られる一方向プリプレグ、クロスプリプレグ、トウプレグ、短繊維強化樹脂含浸シート、短繊維マット強化樹脂含浸シート等からなる。
【００６９】
ここで使用されるマトリックス樹脂は特に限定されるものではないが、例えば一般に用いられているエポキシ樹脂が好ましく、又ラジカル重合系樹脂であるアクリル樹脂、ビニルポリエステル樹脂、及び不飽和ポリエステル樹脂等も使用し得る。
【００７０】
強化材にマトリックス樹脂を含浸させた炭素繊維強化樹脂組成物を得る方法としては、例えばホットメルト法、溶剤法、シラップ法、或いはＳＭＣ等に用いられる増粘樹脂法等が挙げられる。
【００７１】
本発明の繊維強化複合材料は、上記のサイズ剤を表面に付着させてなる炭素繊維、又は該炭素繊維を使用してあるシート状物からなる強化材を使用した炭素繊維強化樹脂組成物を成形したものであり、成形素材である炭素繊維強化樹脂組成物中での炭素繊維の開繊性及び樹脂含浸性が優れているために、その製造工程が安定であり、しかも均質な複合化が達成できることから、良好な力学的特性を具備する繊維強化複合材料になる。
【００７２】
【実施例】
以下本発明の炭素繊維用サイズ剤、炭素繊維のサイジング方法、サイジング処理された炭素繊維、該炭素繊維によるシート状物、及びサイジング処理された炭素繊維又は該炭素繊維によるシート状物を強化材とする繊維強化複合材料についてのより具体的な構成を、実施例に基づいて説明する。
【００７３】
実施例１
アクリロニトリル９７重量％とメタクリル酸３重量％とからなるアクリロニトリル共重合体をジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）に溶解させた紡糸液を、紡糸ノズルを通して凝固浴中に吐出して紡糸した後、洗浄、及び沸水延伸に付し、更に沸水による洗浄、及び乾燥を施すことにより、単糸デニール１．２の炭素繊維の前駆体繊維としてのアクリル系繊維を得た。
【００７４】
次いでこのアクリル系繊維を、空気中にて２００℃〜３００℃に加熱して耐炎化繊維にした後、続いて窒素ガス中にて最高温度１４００℃に加熱して炭素化することによって炭素繊維にし、更にこの炭素繊維に電気化学的な表面酸化処理を施こすことにより、フィラメント数１２，０００本の炭素繊維束を得た。
【００７５】
続いて上記の炭素繊維束を、上記の式（１）において、ｍ＋ｎ＝１０、ｍ＞１、ｎ＞１、Ｒ1 ，Ｒ2 ＝メチル基からなる化合物（Ａ−１）と、上記の式（２）において、ｍ＋ｎ＝８、ｍ＞１、ｎ＞１、Ｒ1 ，Ｒ2 ＝メチル基からなる化合物（Ｂ−１）との混合物（重量比１／１）からなるサイズ剤の２．５重量％水分散液中にローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．７重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【００７６】
更に、上記のサイジング処理された炭素繊維束をボビンから巻き出して、５本の金属製バーを配置させてなる開繊部を通過させた後、ドラムコーターにてマトリックス樹脂を付着、含浸させ、次いでマンドレル上に巻き付け速度１０ｍ／ｍｉｎ、巻き付け張力４Ｋｇｆで巻き付けた。なおマトリックス樹脂には、ビスフェノールＡ型と酸無物系のエポキシ樹脂を用いた。
【００７７】
しかる後に、上記のマンドレルの巻き付け品を加熱してマトリックス樹脂を硬化効果させることにより、内径１７ｍｍ、外径２３ｍｍ、長さ３００ｍｍのパイプを成形した。
【００７８】
上記のパイプの成形工程中においては、炭素繊維束には毛羽の発生や張力の変動が全く無く、該炭素繊維束は優れた工程通過性を示した。又、ボビンからの炭素繊維束の巻き出しもスムーズで安定していた。更に成形したパイプを９０°曲げ試験に付したところ、８８ＭＰａの強度が得られた。更にパイプの断面を観察したところ、ボイドの発生は殆ど無かった。
【００７９】
実施例２
上記の実施例１で使用したものを同じ表面酸化処理を施してあるフィラメント数１２，０００本の炭素繊維束に、実施例１にて使用したサイズ剤と同じ混合物によるサイズ剤の１．５重量％水分散液中にローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量０．９重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【００８０】
次いで、離型紙上にＢステージ化したエポキシ樹脂（三菱レイヨン製# ３４０）を塗布してあるホットメルトシートの上に、上記のボビンから巻き出した炭素繊維束の６３本を並列、配置してエポキシ樹脂を含浸させると共に、その上に保護フィルムを積層することにより、樹脂含有量約３０重量％、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ2 、幅５００ｍｍのＵＤプリプレグを作製した。
【００８１】
上記のＵＤプリプレグの製造工程中でのボビンからの炭素繊維束の巻き出しは非常に安定しており、糸切れや毛羽の発生等は全くなかった。又そのプリプレグ表面からは樹脂の未含浸部に起因する色斑等の発生を確認することができなく、均一な外観のＵＤプリプレグが得られた。更に、このＵＤプリプレグから保護フィルムを剥がすと急速に樹脂の吸い込みが生じ、これによって炭素繊維の優れた樹脂含浸性を確認することができた。
【００８２】
更にこのＵＤプリプレグを使用して厚み２ｍｍのＵＤ積層板を成形した後、該積層板を９０°曲げ試験に付したところ、１１０ＭＰａの強度、及びＩＬＳＳでの９５ＭＰａの強度が得られ、優れた機械特性を具備することが確認された。
【００８３】
実施例３
上記の実施例１と同様にして、表面酸化処理を施してあるフィラメント数１２，０００本の炭素繊維束を製造した後、この炭素繊維束を上記の式（３）において、ｊ＋ｙ＝２０、ｋ＋ｘ＝１０、ｊ＞１、ｋ＞１、ｘ＞１、ｙ＞１、Ｒ1 ，Ｒ2 ＝メチル基、［  ］内がランダム状の共重合をなす化合物（Ｃ−１）によるサイズ剤の２．０重量％水溶液中にローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．２重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【００８４】
次いで、上記のサイジング処理された炭素繊維束をボビンから巻き出して、５本の金属製バーを配置させてなる開繊部を通過させた後、ドラムコーターにてマトリックス樹脂を付着、含浸させ、次いでマンドレル上に巻き付け速度１０ｍ／ｍｉｎ、巻き付け張力４ｋｇｆで巻き付けた。なおマトリックス樹脂には、ビスフェノールＡ型と酸無物系のエポキシ樹脂を用いた。
【００８５】
続いて、上記のマンドレルの巻き付け品を加熱してマトリックス樹脂を硬化させることにより、内径１７ｍｍ、外径２３ｍｍ、長さ３００ｍｍのパイプを成形した。
【００８６】
上記のパイプの成形工程中においては、炭素繊維束には毛羽の発生や張力の変動が全く無く、該炭素繊維束は優れた工程通過性を示した。又、ボビンからの炭素繊維束の巻き出しもスムーズで安定していた。更に成形したパイプを９０°曲げ試験に付したところ、８５ＭＰａの強度が得られた。又パイプの断面を観察したところ、ボイドの発生は殆ど無かった。
【００８７】
実施例４
上記の実施例１と同様にして、表面酸化処理を施してあるフィラメント数３，０００本の炭素繊維束を製造した後、この炭素繊維束を上記の実施例１で使用した化合物（Ａ−１）と化合物（Ｂ−１）との混合物（重量比１／１．５）によるサイズ剤の３重量％水分散液中にローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．５重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【００８８】
次いで上記の炭素繊維束を使用した緯糸１２．５本／インチと経糸１２．５本／インチとによる炭素繊維目付２００ｇ／ｍ2 の平織りクロスを、２０ｍｍ／分の速度で織成したところ、この製織工程中においては、ボビンからの炭素繊維束の巻き出し及び他の擦過部での糸切れや毛羽の発生が無かった。
【００８９】
実施例５
上記の実施例１と同様にして、表面酸化処理を施してあるフィラメント数１２，０００本の炭素繊維束を製造した。
【００９０】
次いで上記の式（４）において、ｊ＋ｙ＝１５、ｋ＋ｘ＝１０、ｊ＞１、ｋ＞１、ｘ＞１、ｙ＞１、Ｒ1 ，Ｒ2 ＝メチル基、［  ］内がランダム状の共重合をなす化合物（Ｄ−１）によるサイズ剤の３．５重量％水溶液中に、上記の炭素繊維束をローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量２．０重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。なお、得られた炭素繊維束の引張強度は４．９ＧＰａであり、引張弾性率２３５ＧＰａである。
【００９１】
続いて上記の炭素繊維束による経糸１０本／インチと、ガラス繊維（引張弾性率７２．５ＧＰａ、融点８４０℃）と低融点ナイロン繊維（マルチフィラメント、融点１２５℃）との交絡糸（０．０３ｇ／ｍ）による緯糸６本／インチとの織布を織成した後、更に１８０℃の熱処理に付すことにより、簾状の炭素繊維織布を得た。
【００９２】
上記の製織工程中の炭素繊維束においては、糸切れ、毛羽等の発生がなく、非常に安定していた。又得られた織物はしなやかであり、多少乱暴に扱っても繊維の乱れや目崩れの発生が無く、取り扱いが極めて容易であった。
【００９３】
次いでポリプロピレンフィルム上に室温硬化型エポキシ樹脂を塗布してあるシートの上に、上記の簾状の炭素繊維織布を配置して放置したところ、２０分間の放置で樹脂の十分な吸い込みが確認できた。
【００９４】
更に、室温にて１週間放置して樹脂を硬化させることにより、コンポジットを成形した。このコンポジットから採取した引張試験片の室温での引張強度は、繊維含有率１００％換算（織物の理論厚みで割り返した）で、４４００ＭＰａであった。
【００９５】
実施例６
上記の実施例１と同様にして、表面酸化処理を施してあるフィラメント数１２，０００本の炭素繊維束を製造した。
【００９６】
次いで上記の式（５）において、ｊ＋ｙ＝２５、ｋ＋ｘ＝１０、ｊ＞１、ｋ＞１、ｘ＞１、ｙ＞１、Ｒ1 ，Ｒ2 ＝メチル基、［  ］内がランダム状の共重合をなす化合物（Ｅ−１）によるサイズ剤の１．５重量％水溶液中に、上記の炭素繊維束をローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量０．７重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【００９７】
続いて、離型紙上にＢステージ化したエポキシ樹脂を塗布してあるホットメルトシートの上に、上記のボビンから巻き出した炭素繊維束の６３本を並列、配置してエポキシ樹脂を含浸させると共に、その上に保護フィルムを積層することにより、樹脂含有量約３０重量％、炭素繊維目付１００ｇ／ｍ2 、幅５００ｍｍのＵＤプリプレグを作製した。
【００９８】
このＵＤプリプレグの製造工程中でのボビンからの炭素繊維束の巻き出しは非常に安定しており、糸切れや毛羽の発生等は全く無かった。又そのプリプレグ表面からは樹脂の未含浸部に起因する色斑等の発生を確認することができなく、均一な外観のＵＤプリプレグが得られた。更に、このＵＤプリプレグから保護フィルムを剥がすと急速に樹脂の吸い込みが生じ、これによって炭素繊維の優れた樹脂含浸性を確認することができた。
【００９９】
次いで、このＵＤプリプレグを使用して厚み２ｍｍのＵＤ積層板を成形した後、該積層板を９０°曲げ試験に付したところ、１１７ＭＰａの強度、及びＩＬＳＳでの９９ＭＰａの強度が得られ、優れた機械特性を具備することが確認できた。
【０１００】
比較例１
上記の実施例１と同様にして、表面酸化処理を施してあるフィラメント数１２，０００本の炭素繊維束を製造した。
【０１０１】
次いで上記の式（３）において、ｊ＋ｙ＝２０、ｋ＋ｘ＝６０、ｊ＞１、ｋ＞１、ｘ＞１、ｙ＞１、Ｒ1 ，Ｒ2 ＝メチル基、［  ］内がランダム状の共重合をなす化合物（Ｃ−２）からなるサイズ剤の１．９重量％水溶液中に、上記の炭素繊維束をローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．２重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【０１０２】
続いて、上記のサイジング処理された炭素繊維束をボビンから巻き出して、５本の金属製バーを配置させてなる開繊部を通過させた後、ドラムコーターにてマトリックス樹脂を付着、含浸させ、次いでマンドレル上に巻き付け速度１０ｍ／ｍｉｎ、巻き付け張力４Ｋｇｆで巻き付けた。なおマトリックス樹脂には、ビスフェノールＡ型と酸無物系のエポキシ樹脂を用いた。
【０１０３】
更に、上記のマンドレルの巻き付け品を加熱してマトリックス樹脂を効果させることにより、内径１７ｍｍ、外径２３ｍｍ、長さ３００ｍｍのパイプを成形した。
【０１０４】
上記のパイプの成形工程中において、ボビンからの炭素繊維束の巻き出しは当初安定していた。しかしながら、擦過ローラーとの摩擦係数が若干小さく、炭素繊維束に十分な張力を掛けるために、糸道を調整して擦過ローラーとの接触が大きくなるようにしなけばならなかった。更に時間の経過に伴なって、室温と各擦過ローラーの表面温度とが共に上昇し、炭素繊維束の張力が大きくなった。それに従って各擦過ローラー表面に汚れが発生し、又毛羽が堆積した。
【０１０５】
比較例２
上記の実施例１と同様にして、表面酸化処理を施してあるフィラメント数１２，０００本の炭素繊維束を製造した。
【０１０６】
次いで上記の式（１）において、ｍ＋ｎ＝７０、ｍ＞１、ｎ＞１、Ｒ1 ，Ｒ2 ＝メチル基からなる化合物（Ａ−２）と、上記の式（２）において、ｍ＋ｎ＝１０、ｍ＞１、ｎ＞１、Ｒ1 ，Ｒ2 ＝メチル基からなる化合物（Ｂ−２）との混合物（重量比１／１）によるサイズ剤の２．０重量％水溶液中に、上記の炭素繊維束をローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．１重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【０１０７】
更に、離型紙上にＢステージ化したエポキシ樹脂を塗布してあるホットメルトシートの上に、上記のボビンから巻き出した炭素繊維束の６３本を並列、配置してエポキシ樹脂を含浸させると共に、その上に保護フィルムを積層することにより、幅５００ｍｍのＵＤプリプレグを作製した。
【０１０８】
このＵＤプリプレグの製造工程中でのボビンからの炭素繊維束の巻き出しは非常に安定していたが、擦過ローラーとの摩擦係数が非常に小さく炭素繊維束に十分な張力を掛けることができなかった。そのために炭素繊維束を均一に開繊することが出来なかった。又得られたＵＤプリプレグの表面には凹凸があり、更にスプレットと呼ばれる炭素繊維のない部分も点在していた。
【０１０９】
比較例３
上記の実施例１と同様にして、表面酸化処理を施してあるフィラメント数１２，０００本の炭素繊維束を製造した。
【０１１０】
次いで上記の式（４）において、ｊ＋ｙ＝８、ｋ＋ｘ＝５０、ｊ＞１、ｋ＞１、ｘ＞１、ｙ＞１、Ｒ2 ＝メチル基、［  ］内がランダム状の共重合をなす化合物（Ｄ−２）からなるサイズ剤の２．４重量％水溶液中に、上記の炭素繊維束をローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．６重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【０１１１】
続いて、上記のサイジング処理された炭素繊維束をボビンから巻き出して、５本の金属製バーを配置させてなる開繊部を通過させた後、ドラムコーターにてマトリックス樹脂を付着、含浸させ、次いでマンドレル上に巻き付け速度１０ｍ／ｍｉｎ、巻き付け張力４Ｋｇｆで巻き付けた。なおマトリックス樹脂には、ビスフェノールＡ型と酸無物系のエポキシ樹脂を用いた。
【０１１２】
更に、上記のマンドレルの巻き付け品を加熱してマトリックス樹脂を効果させることにより、内径１７ｍｍ、外径２３ｍｍ、長さ３００ｍｍのパイプを成形した。
【０１１３】
上記のパイプの成形工程中において、ボビンからの炭素繊維束の巻き出しは当初安定していた。しかしながら、擦過ローラーとの摩擦係数が若干小さく、炭素繊維束に十分な張力を掛けるために、糸道を調整して擦過ローラーとの接触が大きくなるようにしなけばならなかった。更に時間の経過に伴なって、室温と各擦過ローラーの表面温度とが共に上昇し、炭素繊維束の張力が大きくなった。それに従って各擦過ローラー表面に汚れが発生し、又毛羽が堆積した。
【０１１４】
比較例４
上記の実施例１と同様にして、表面酸化処理を施してあるフィラメント数３，０００本の炭素繊維束を製造した。
【０１１５】
次いで上記の式（５）において、ｊ＋ｙ＝５０、ｋ＋ｘ＝１０、ｊ＞１、ｋ＞１、ｘ＞１、ｙ＞１、Ｒ2 ＝メチル基、［  ］内がランダム状の共重合をなす化合物（Ｅ−２）からなるサイズ剤の１．９重量％水溶液中に、上記の炭素繊維束をローラー浸漬した後、更に熱風乾燥してからボビンに巻き取ることにより、炭素繊維に対するサイズ剤の付着量１．２重量％のサイジング処理された炭素繊維束のボビン巻きを得た。
【０１１６】
続いて、上記の炭素繊維束からなる緯糸１２．５本／インチと経糸１２．５本／インチとによる炭素繊維目付２００ｇ／ｍ2 の平織りクロスを、２０ｍｍ／分の速度で織成したところ、この製織工程中においては、ボビンからの炭素繊維束の巻き出し及び他の擦過部での糸切れが発生した。又ボビンから巻き出されてくる炭素繊維束には多少のぬめり感があり、実際の巻き出だし部位では束間の粘着があった。更に、製織量の増加に従って擦過部に毛羽が堆積してしまうために、定期的な洗浄を必要とした。
【０１１７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の炭素繊維用サイズ剤によれば、機械的摩擦等による毛羽が発生し難く、工程通過性に優れ、エポキシ樹脂等のマトリックス樹脂に対して優れた含浸性を具備する炭素繊維束が得られる。
【０１１８】
又、本発明の炭素繊維のサイジング方法は、水溶液又は水分散液からなるサイジング浴を使用するものであるから、例えばアセトン等の有機溶剤溶液によるサイジングを行なう場合に比較して、サイズ剤溶液が安定で、しかもその取扱いが容易であり、かつ作業雰囲気の衛生性及び安全性も得られる。
【０１１９】
更に本発明のサイジング処理された炭素繊維は、工程通過性及び開繊性に優れ、エポキシ樹脂等のマトリックス樹脂に対する優れた含浸性を有しているので、該炭素繊維を使用したシート状物の製造が容易であり、しかも該炭素繊維を強化材とする炭素繊維強化樹脂組成物にするときの製造工程が安定であり、しかも均質な複合化が達成できる。
【０１２０】
又本発明の炭素繊維によるシート状物は、上記の特性を具備する炭素繊維を使用したシート状物であるので、該シート状物中には開繊性に優れ、エポキシ樹脂等のマトリックス樹脂に対する優れた含浸性を有する炭素繊維が含まれているために、該シート状物を強化材とする炭素繊維強化樹脂組成物にするときの製造工程が安定であり、しかも均質な複合化が達成できる。
【０１２１】
更に本発明の繊維強化複合材料は、上記の特性を具備する炭素繊維又は該炭素繊維を使用したシート状物を強化材とする炭素繊維強化樹脂組成物を成形してなるものであるので、該繊維強化複合材料の成形素材である炭素繊維強化樹脂組成物の均質な複合化が達成できるために、良好な力学的特性を備えたものになる。