m，还更优选为5至7ym。优选使用粘附有上浆剂的碳纤维。以100质量份碳纤 维计，粘附的上浆剂的量优选为大于〇质量份至10质量份。
[0065] 此外，包含在本发明的复合基材中的碳纤维优选为进行了开纤的纤维。此处定义 的开纤是指：如作为本发明的复合基材的制造方法的一个实例而后述的，例如，在将碳纤维 束调整得宽且薄之后，将碳纤维线股通过分纤步骤等，从而调整至一定的纤维束与单纤维 的量的比率以及一定的纤维束中集合的纤维的数量。本发明的复合基材优选为其中碳纤维 (即碳纤维束或单纤维）相互缠结的毡状材料。尤其是，对于本发明的复合基材来说，这样 的毡状材料是优选的：在该毡状材料中，如在将碳纤维线股切割至特定长度后喷撒并沉积 碳纤维束等的情况下所见的那样，碳纤维束等在二维地相互缠结的同时被沉积，以形成伪 (pseudo)平面，并且个体碳纤维在该伪平面内定向，即碳纤维束等二维随机定向。这是因为 毡状材料中的碳纤维等的二维随机定向状态在复合基材中也得以维持，并且能够由这样的 复合基材获得平面内各向同性和机械性质优异的复合材料。
[0066] 取决于其前驱体，碳纤维包括聚丙烯腈系（以下，有时简称为"PAN系"）碳纤维、 沥青系碳纤维或人造丝系碳纤维等，并且所有这些类型都能够用于本发明的复合基材，但 在这些碳纤维中，从物理性质和成本的角度，PAN系碳纤维是优选的。
[0067] 在本发明中，碳纤维线股为碳纤维丝（单丝）以1，000以上的单纤维数量集合的 长碳纤维束，并且是指能够缠绕在线轴（筒状线轴）上以便运输或操作且具有足够长的长 度，以使在后述的拓宽步骤等中能够在给定时间内进行连续处理的束。
[0068][开纤程度]
[0069] 通常，市售的碳纤维为集合几千至几万长丝（单丝）的碳纤维束的形式。重要的 是，在获得薄壁复合材料的情况下，当原样使用纤维束形式的碳纤维时，纤维的缠结部位局 部变厚并且不能获得薄壁制品。因此，使用开纤后的碳纤维是重要的，并且优选的是，本发 明的复合基材形成为具有受控的开纤程度的复合基材并且以特定比率包含由不少于特定 数量的碳纤维构成的碳纤维束和另一种开纤的碳纤维。
[0070] 在本发明的说明中，以下有时也使用术语"分纤"，分纤是指将碳纤维束，尤其是碳 纤维线股分离成两个以上的碳纤维束。当通过后述的拓宽和分纤二者处理碳纤维线股时， 获得开纤的碳纤维（线股）。
[0071] 即，本发明的复合基材中碳纤维优选地由下列构成：由不低于临界单纤维数的碳 纤维构成的碳纤维束（A)，该临界单纤维数由下式（1)定义；和另一种开纤的碳纤维，即单 纤维或由低于临界单纤维数的的碳纤维构成的纤维束。
[0072]临界单纤维数=600/D (1)
[0073](此处，D为单碳纤维的平均纤维直径（ym)。）
[0074] 关于本发明的复合基材中的碳纤维，碳纤维束（A)与所包含的碳纤维的总量的比 率优选为大于Ovol%且小于99vol%。若碳纤维束（A)的比率为99vol%以上，则纤维的缠 结部位局部变厚并且可能无法获得薄壁制品。碳纤维束（A)的比率更优选为30vol %以上 且小于95vol %，还更优选为50vol %以上且小于90vol %。
[0075] 为了将碳纤维束的含量控制为目标比率，在后述的优选制造方法中，通过例如在 开纤步骤等中吹送的空气的压力，能够控制该含量。此外，通过调节经历切割步骤的纤维束 的尺寸，例如束宽或每宽度纤维数量，能够控制该含量。具体而言，其方法包括拓宽纤维束 并且在切割步骤之前设置分条步骤的方法，还包括通过使用布置有许多短刃的所谓的分纤 刃来切割纤维束的方法，和在切割的同时对纤维束进行分条的方法。优选的开纤条件在开 纤步骤部分中描述。
[0076] 此外，在本发明的复合基材中，碳纤维束（A)中的平均纤维数量（N)优选地满足下 式⑵。
[0077] 0?7X104/D2<N < 2X10 5/D2(2)
[0078](此处，D为单碳纤维的平均纤维直径（ym)。）
[0079] 如果纤维束（A)中的平均纤维数量（N)为0. 7X104/D2以下，则变得难以获得高纤 维体积含量（Vf)。如果纤维束（A)中的平均纤维数量（N)为2X10 5/D2以上，则局部地产 生厚部，而倾向于产生空隙。
[0080] 为了将纤维束（A)中的平均纤维数量（N)控制为目标数值量，在后述的优选制造 方法中，能够通过调节经历切割步骤的纤维束的尺寸，例如束宽度或每宽度纤维数量，来控 制该平均数量。具体而言，其方法包括拓宽纤维并在切割步骤之前设置分条步骤的方法。此 外，还能够通过利用开纤步骤中吹送的空气的压力来调节切割纤维束的开纤程度，来控制 纤维束（A)中的平均纤维数量（N)。优选的条件在切割步骤和开纤步骤的段落中描述。
[0081] 以此方法，通过使用同时包含由不低于由式（1)定义的临界单纤维数的碳纤维构 成的碳纤维束（A)和处于单纤维状态的或由低于临界单纤维数的碳纤维构成的碳纤维（B) 的复合基材，能够提供具有良好的纤维填充效率、小的纤维密度发散和更优异的机械强度 的复合材料。
[0082] 此外，由不低于特定碳纤维数的碳纤维构成的碳纤维束与另一种开纤的碳纤维以 特定比率同时存在，从而能够增加复合基材中碳纤维的含量，即纤维体积含有率（Vf)。
[0083] 具体而言，在构成复合基材的碳纤维的平均纤维直径为5至7 ym的情况下，临界 单纤维数为86至120。
[0084] 在碳纤维的平均纤维直径为5 y m的情况下，纤维束中的平均纤维数量为大于280 至小于8, 000,优选为600至6, 000。在碳纤维的平均纤维直径为7 y m的情况下，纤维束中 的平均纤维数量为大于142至小于4, 082,优选为400至4, 000。本发明的复合基材能够具 有不同的厚度，并且通过使用这样的复合基材，能够获得甚至具有大约〇. 2至4_的最终厚 度的成形件。
[0085][热塑性树脂]
[0086] 在本发明的复合基材中，热塑性树脂以牢固地固定于碳纤维的状态存在，并且以 1〇〇质量份碳纤维计，热塑性树脂的含量为3至1，000质量份，优选为以100质量份碳纤维 计50至500质量份，还更优选为以100质量份碳纤维计50至300质量份。
[0087] 后面详细描述本发明的复合基材的优选制造方法，但使用处于纤维形式、颗粒形 式、熔融状态的片材形式或处于这些状态中的两种以上的形式的热塑性树脂，并且在获得 复合无序毡后，对该复合无序毡进行加热加压，从而使复合无序毡中的热塑性树脂熔融并 在碳纤维之间浸渍，以制造复合基材。在使用颗粒状热塑性树脂的情况下，平均粒径优选为 0? 01 y m至3mm，更优选为0? 1 y m至1mm，还更优选为1 y m至0? 8mm。对颗粒状热塑性树脂 的粒度分布没有特别限制，但出于获得更均质的复合基材的目的，具有窄分布的树脂是更 优选的。通过进行诸如分级的处理，能够将颗粒状热塑性树脂用于本发明作为具有目标粒 度分布的树脂。关于纤维状热塑性树脂，纤度优选为100至5, OOOdtex，更优选为1，000至 2, OOOdtex。颗粒状热塑性树脂的平均纤维长度优选为0. 5至50mm，更优选为1至10mm。在 片状热塑性树脂的情况下，该片材布置在满足上述碳纤维的实施方式的毡的一个表面或两 个表面上。片状热塑性树脂的厚度，根据最终成形制品的厚度和热塑性树脂相对于碳纤维 的含量来适当地设定，但优选为〇. 1至1〇_，更优选为〇. 5至4_。
[0088] 对热塑性树脂的种类没有特别限制，但如上所述，其形状能够为纤维形式、颗粒形 式或片材形式的树脂是优选的，树脂可以单独使用或可以使用多种树脂。热塑性树脂包 括，例如，氯乙烯树脂、偏氯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、聚乙烯醇树脂、聚苯乙烯树脂、丙烯 腈-苯乙烯树脂（AS树脂）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂（ABS树脂）、丙烯酸树脂、甲基 丙烯酸树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酰胺4树脂、聚酰胺6树脂、聚酰胺11树脂、聚酰 胺12树脂、聚酰胺26树脂、聚酰胺46树脂、聚酰胺66树脂、聚酰胺69树脂、聚酰胺610树 月旨、聚酰胺611树脂、聚酰胺612树脂、聚酰胺1212树脂、聚酰胺6T树脂、聚酰胺61树脂、 聚酰胺11树脂、聚酰胺912树脂、聚酰胺1012树脂、聚酰胺9T树脂、聚酰胺91树脂、聚酰 胺10T树脂、聚酰胺101树脂、聚酰胺11T树脂、聚酰胺111树脂、聚酰胺12T树脂、聚酰胺 121树脂、聚酰胺MXD6树脂、聚缩醛树脂、聚碳酸醋树脂、聚对苯二甲酸乙二醋树脂、聚萘二 甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丙二酯树脂、聚萘二甲酸丙二酯树脂、聚萘二甲酸丁二酯树 月旨、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚（对苯二甲酸1，4_环己烷二甲酯）、聚乳酸树脂、聚芳酯树 月旨、聚萘二甲酸乙烯酯树脂、聚苯醚树脂、聚苯硫醚树脂、聚砜树脂、聚醚砜树脂、聚醚醚酮 树脂、这些树脂的共聚物或改性制品、以及这些树脂的两种以上的共混物或聚合物合金。
[0089] 在这些热塑性树脂中，优选的是：诸如聚酰胺4树脂、聚酰胺6树脂、聚酰胺11树 月旨、聚酰胺12树脂、聚酰胺26树脂、聚酰胺46树脂、聚酰胺66树脂、聚酰胺69树脂、聚酰 胺610树脂、聚酰胺611树脂、聚酰胺612树脂、聚酰胺1212树脂、聚酰胺6T树脂、聚酰胺 61树脂、聚酰胺11树脂、聚酰胺912树脂、聚酰胺1012树脂、聚酰胺9T树脂、聚酰胺91树 月旨、聚酰胺10T树脂、聚酰胺101树脂、聚酰胺11T树脂、聚酰胺111树脂、聚酰胺12T树脂、 聚酰胺121树脂和聚酰胺MXD6树脂的聚酰胺树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二酯树脂、聚萘二 甲酸乙二酯树脂、聚对苯二甲酸丙二酯树脂、聚萘二甲酸丙二酯树脂、聚萘二甲酸丁二酯树 月旨、聚对苯二甲酸丁二酯树脂、聚（对苯二甲酸1，4_环己烷二甲酯）、聚乳酸树脂和聚芳酯 树脂的聚酯树脂，聚碳酸酯树脂，这些树脂的共聚物或改性制品，以及这些树脂的两种以上 的共混物或聚合物合金。
[0090][其他试剂]
[0091]以下，包含在本发明的复合基材中的热塑性树脂有时被简称为"基质树脂"。
[0092] 在本发明的复合基材中，只要不损害本发明的目的，则可以加入各种纤维状填充 剂，例如以玻璃纤维、陶瓷纤维和金属纤维为代表的除碳纤维之外的无机纤维，以及以芳纶 纤维为代表的有机纤维；非纤维状填充剂；或诸如阻燃剂、耐UV剂、颜料、脱模剂、软化剂、 塑化剂和表面活性剂的各种添加剂。
[0093][制造方法]
[0094] 以下描述获得本发明的复合基材的优选方法。例如，本发明的复合基材可以优选 地通过下列步骤1至5来制造：
[0095] 1.拓宽步骤：拓宽碳纤维线股的步骤，
[0096] 2.切割步骤：切割碳纤维线股的步骤，
[0097] 3.喷撒步骤：单独铺展/喷撒拓宽并切割的碳纤维线股以形成碳纤维毡的步骤， 或将拓宽并切割的碳纤维线股与纤维状或粉末状的热塑性树脂一起铺展/喷撒以形成作 为其混合物的（混合）无序毡的步骤。
[0098] 4.传送步骤：传送（混合）无序毡的步骤，或传送碳纤维毡并在传送过程中将片 状熔融的热塑性树脂供应到碳纤维毡的一个表面或两个表面的步骤，以及
[0099] 5.加热/加压步骤：对传送的（混合）无序毡或传送的粘附到片状熔融热塑性树 脂的碳纤维毡（层叠无序毡）进行加热加压，以获得复合基材的步骤。
[0100] [拓宽步骤]
[0101] 当拓宽时，即例如通过施加物理力而宽且薄地布置纤维束时，诸如碳纤维的高机 能纤维更有效地表现出其功能。在本发明的复合基材的制造中，优选地拓宽碳纤维线股。拓 宽碳纤维线股，即使碳纤维束宽且薄的步骤可以与该步骤之后的步骤连续或不连续。
[0102] 作为用于当制造本发明的复合基材时拓宽碳纤维线股的方法，可以采用已知的方 法。例如，将从线轴抽出的多个碳纤维线股在特定张力下连续地接触多个棒，该多个棒布置 为与线股的前进方向垂直并每个棒都具有圆形截面轮廓，从而能够多阶段地拓宽碳纤维线 股。相对于从线筒抽出的碳纤维线股的宽度，拓宽的宽度优选为1. 1至5倍，更优选为1. 1 至3倍。
[0103] [切割步骤]
[0104] 以下描述切割拓宽的碳纤维线股的步骤。作为切割碳纤维线股的方法，可以采用 已知的方法，但使用诸如旋切机的刀具的方法是优选的。
[0105] 旋切机优选地以特定角度设置有螺旋刃或设置有具有在其中布置的多个短刃的 所谓分纤刃。图1示出切割步骤的具体示意图。图2示出具有螺旋刃的旋切机的一个实例， 而图3示出具有分纤刃的旋切机的一个实例。
[0106] 优选地通过将经历切割步骤的纤维束的尺寸，例如束宽或单位宽度纤维数量调节 至落入本发明的优选范围，来控制碳纤维束（A)中的平均纤维数量（N)。
[0107] 作为用于切割的纤维束线股，优选地使用预先具有式（2)范围内的纤维束数量的 线股。然而，一般来说，纤维束的数量越小，碳纤维的成本越高。因此，在使用能够廉价地获 得的具有大纤维束数量的碳纤维线股的情况下，在切割步骤中使用的碳纤维线股优选为在 调节宽度或每宽度纤维数量后经历切割步骤。具体而言，其方法包括通过上述拓宽步骤将 碳