纤维线股在宽度方面拓宽从而变薄，随后经历切割步骤的方法，和通过拓宽步骤之后的 分条处理使碳纤维线股经历切割步骤的方法。在进行分条处理的方法中，在预先将纤维束 数量调节至式（2)的范围之后使碳纤维线股经历切割步骤，因此可以使用诸如平刃和螺旋 刃的不具有特殊结构的普通刃作为切割机。
[0108]此外，存在使用分纤刃来切割纤维束的方法，和使用具有分条功能的切割机在切 割同时对纤维束进行分条的方法。
[0109]在使用分纤刃情况下，使用宽度窄的刀具能够降低平均纤维数量（N)，或者相反， 使用宽度宽的刀具能够增加平均纤维数量（N)。
[0110] 作为具有分条功能的切割机，图4示出除了与纤维方向垂直的刃之外，还具有与 纤维方向平行的刃且具有分条功能的分纤切割机的实例。在该分纤切割机中，垂直于纤 维方向的短刃以一定间隔设置，并且纤维在被这些刃切割的同时被垂直于纤维方向的刃分 条。在图4所示的分纤切割机中，如图所示，旋切机的周向与刀具的布置方向之间的角度0 也是恒定的。
[0111] 为了稳定地展现最终获得的复合材料的机械特性并获得表面外观优异的复合材 料，纤维密度的不均匀性具有重要影响。在其中布置有普通平刃的旋切机中，不连续地切割 碳纤维，并且当将碳纤维导入喷撒步骤中时，产生单位面积碳纤维重量的不均匀。因此，使 用特定角度的刀具连续切割碳纤维，从而能够获得以小的纤维密度不均匀性的喷撒。由使 用的碳纤维的宽度和刀具节距几何地计算的用于连续切割碳纤维的刀具角度，并且这些宽 度和节距优选地处于下式（4)的关系中。周向上刀具的节距直接反应在碳纤维的纤维长度 上。
[0112]碳纤维的纤维长度（刀具节距）=碳纤维线股的宽度X tan(90-0 ) (4)
[0113] 此处，0为周向与刀具的布置方向之间的角度。
[0114] 图2至4为具有特定角度的刀具的实例，切割机的这些实例中的周向与刀具的布 置方向之间的角度9如图中所示。
[0115] 在该步骤中将碳纤维切割至特定长度并且在随后不再切割碳纤维的情况下，如果 形成本发明的复合基材，则复合基材中的碳纤维的平均纤维长度变为上述切割时的长度。
[0116][喷撒步骤]
[0117] 喷撤步骤是喷撤在碳纤维线股被分纤并且被切割至恒定长度之后获得的碳纤维 的步骤。在喷撒步骤中，可以同时喷撒纤维状或粉末状热塑性树脂和碳纤维。通过将这些 切割的碳纤维等喷撒在透气支撑物上，能够获得适用于本发明的复合基材的碳纤维毡或无 序毡。
[0118]在于喷撒步骤中同时供应热塑性树脂和碳纤维的情况下，热塑性树脂的供应速率 优选为以100质量份碳纤维计3至1，000质量份，更优选为以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。
[0119]在喷撒步骤中，通过适当地选择碳纤维的供应速率或碳纤维和热塑性树脂的供应 速率，能够获得具有所期望的厚度的毡。
[0120] 此处，优选地将碳纤维或将碳纤维和纤维状或粉末状热塑性树脂喷撒为二维定 向。为了在二维定向的同时供应开纤的碳纤维，喷撒方法和以下固定方法是重要的。在碳 纤维的喷撒方法中，优选地使用圆锥等形式的锥形管。在圆锥形等的管中，空气扩散并且其 在管中的流速降低。通过利用该文丘里效应，以旋转力导入碳纤维，并且能够铺展并喷撒碳 纤维。
[0121] 在上述拓宽步骤和切割步骤中，调节了本发明中定义的开纤程度，但也可以在喷 撒步骤中另外调节开纤程度。通过向导入到管中的碳纤维吹送空气对纤维束进行开纤。更 具体地，这是将切割的碳纤维连续地导入管中、直接向纤维吹送压力空气、并且从而单独对 纤维进行开纤的步骤。通过空气的压力等能够适当地控制开纤程度。
[0122] 对碳纤维进行开纤的优选方法为直接向碳纤维吹送压缩空气的方法。具体而言， 优选地以1至500m/ sec的风速从压缩空气吹送孔吹送空气，从而能够对碳纤维进行开纤。 优选地，在管的多个部分处形成直径约1_的孔，碳纤维穿过这些了，并且从外侧施加大约 0. 01至0. 8MPa的压力，以直接向纤维束吹送压缩空气，从而能够将纤维束开纤至任意开纤 程度。
[0123] 为了固定碳纤维毡或无序毡中的碳纤维和粉末状或纤维状热塑性树脂，优选地从 碳纤维或碳纤维和热塑性树脂沉积在其上的透气支撑物的沉积部分的下方抽吸空气，从而 固定碳纤维和热塑性树脂。由于这样从沉积表面的下方抽吸，所以能够获得高度二维定向 的毡。同时，固定后的碳纤维毡或无序毡的空隙率为90%以上。此处使用的固定是指热塑 性树脂粉末或纤维牢固地咬在碳纤维缠结的毡中并且当传送该毡时热塑性树脂粉末或纤 维不容易脱落的状态。
[0124] 关于这一点，当由于透气支撑物的构造一部分热塑性树脂颗粒穿过支撑物且不保 留在毡中时，为了防止这样的问题，还可以在支撑物表面上单独地设定无纺布等，并且将碳 纤维和热塑性树脂吹送在无纺布上并固定。
[0125] 在此情况下，当无纺布由与热塑性树脂相同的树脂构成时，不需要从沉积的毡分 离该无纺布并且通过在随后的加热/加压步骤中对该毡进行处理，由无纺布构成的纤维能 够被用作热塑性树脂的一部分，被用于复合材料的基质。
[0126] 通过上述在喷撒步骤中的处理，能够获得碳纤维二维随机定向的碳纤维毡或无序 毡。
[0127] [传送步骤]
[0128] 传送步骤是传送在上述喷撒步骤中获得的无序毡的步骤或传送在上述喷撒步骤 中获得的碳纤维毡并且在传送过程中熔融状态的片状热塑性树脂片材供应至该碳纤维毡 的一个表面或两个表面的步骤。
[0129] 当在喷撒步骤中描述的透气支撑物由传送机构成，而该传送机由网组成时，在一 个方向上连续移动支撑物的同时将碳纤维或碳纤维与热塑性树脂的混合物沉积在其上，从 而连续地形成碳纤维毡或无序毡。
[0130] 在喷撒步骤中仅喷撒碳纤维的情况下，设置将熔融状态的片状热塑性树脂供应至 碳纤维毡的一个表面或两个表面的机构。用于供应熔融的热塑性树脂的方法为以下方法： 使用T模等以给定宽度、厚度、和特定时间内的特定的供应速率，以片状的且熔融状态，将 通过挤出机等熔融/传送的热塑性树脂或根据需要包含各种添加剂的热塑性树脂供应至 碳纤维毡上，以获得具有固定的宽度和厚度的。在将热塑性树脂供应至碳纤维毡的两个表 面的情况下，通过以下实现该步骤：利用上述方法将熔融的热塑性树脂片材供应在耐热带 上、在保持碳纤维毡的形状的同时连续地将碳纤维毡布置于该熔融的热塑性树脂片材上， 并且相似地将熔融的热塑性树脂片材也供应至碳纤维毡上来实现该步骤。
[0131] [加热/加压步骤]
[0132] 加热/加压步骤是对如上所述传送的无序毡或粘附至熔融状态的片状热塑性树 脂的碳纤维毡进行加热加压，以获得空隙率为大于7vol %且小于lOOvol %的复合基材的 步骤。
[0133] 为了通过对上述无序毡等进行加热/加压来获得本发明的复合基材，可以采用已 知的对热塑性树脂或其复合材料进行加热/加压的方法，并且该方法既可以是采用分批型 装置的方法也可以是采用连续装置的方法。
[0134] 加热/加压步骤中的加压方法不受特别限制，但是优选地包括通过辊或压带机等 控制间隙或控制所施加的压力的方法。在通过辊的方式来施加压力的情况下，优选地通过 预先调节辊的间隙距离来施加压力，从而提供具有目标空隙率的复合基材。作为具体实例， 在使用以一定间隙定位的一对上下辊作为加压装置、并目将无序毡等保持在该成对的辊之 间的间隙中并穿过该间隙并由此加压的情况下，在式（3)中，可以将辊对（roller pairs) 的间隙距离视作获得的复合基材的平均厚度t2:
[0135]空隙率（Vr) = 100 (3)
[0136](其中，h是当复合基材的空隙率为Ovo 1 %时的理论厚度，其由包含在复合基材中 的碳纤维和热塑性树脂的量计算，而^为复合基材的平均厚度）。即，在通过辊施加压力的 情况下，能够由式（3)的关系确定对应于目标空隙率的辊对的间隙距离。在使用该实例以 外的加压方法的情况下，也可以将保持复合基材的夹具的间隙距离视作获得的复合基材的 平均厚度t 2。
[0137] 对加热/加压步骤中的加热方法没有特别限制，但是优选地利用红外加热器或热 风加热，或在加热的辊或加热的板上进行加热。对加热温度没有特别限制，但优选的地将温 度设定成：诸如无序毡的基材的温度为基质树脂的熔点以上且熔点加100 °c以下，更优选 为基质树脂的熔点以上且熔点加50°c以下。
[0138] 在加热/加压步骤中，通过预先将诸如无序毡的基材加热至不低于作为基质的热 塑性树脂的熔点的温度，或在热塑性树脂为无定形的情况下将基材加热至不低于其玻璃化 转变温度的温度，能够更加有效地进行处理。可以将加热/加压步骤中使用的且与诸如无 序毡的基材接触的、诸如辊或带的装置部件，调节至不低于作为基质的热塑性树脂的软化 点的温度或调节至低于该软化点的温度。更优选的是，通过将上述部件中的至少一个调节 至不低于热塑性树脂的熔融温度的的温度，来进行连续的加热/加压步骤。图5示出通过 辊的方式加热/加压的情况下的构造实例的示意图。
[0139] 作为用于获得本发明的复合基材的加热/加压方法，以下方法是简单且优选的： 在具有诸如上述的红外加热器或热风作为热源的加热炉中设置多个辊对，并且将无序毡等 保持在辊对之间的间隙中并从间隙穿过。
[0140] 可以对无序毡等进行一次或多次加热/加压处理，并且还可以通过一次以上的加 热/加压处理获得本发明的空隙率为大于7vol %至小于lOOvol %的复合基材并且对该复 合基材进一步加热/加压来获得本发明的具有更低的空隙率的复合基材。以下，在本发明 中，当进行多次加热/加压处理时，有时将第一次对无序毡或粘附至熔融状态的片状热塑 性树脂的碳纤维毡进行加热加压的处理称作第一阶段，并且有时将对通过第一阶段的处理 而获得的复合基材进一步加热/加压的处理称作第二阶段。
[0141] 由于当通过多次加热/加压处理将复合基材的空隙率降低至目标值时，能够获得 在平面内各向同性方面特别优异的复合基材，所以本发明的复合基材优选为如上所述通过 多次进行加热/加压处理而获得的复合基材。以下，例如，将用于空隙率为90vol %以上的 无序毡的多次加热/加压处理作为优选的实施方式进行说明。
[0142] 在第一阶段，将空隙含量为90vol%以上的无序毡调节至空隙率为75vol%以上 且小于90vol %。这对应于将无序毡的厚度调节至当空隙率为Ovol %时的厚度的4倍以上 且小于10倍。此处优选地将施加至基材的压力调节至0. 01至2. OMPa的范围内。如果空 隙率大幅降低上述减少量以上的量，则向无序毡施加过量的压力而导致缺乏平面内各向同 性或加热/加压步骤的操作失败。相反，如果空隙率的百分率的降低太小，则无序毡的温度 升高效率极大地降低，导致能量浪费或装置的长度和尺寸的增加。在第二阶段和随后的阶 段中，空隙率顺序地下降至40vol%以上且小于80vol%，30vol%以上且小于75vol%等， 从而能够获得适用于获得平面内各向同性优异的复合材料的复合基材。
[0143] 在加热/加压步骤中，由于容易地获得平面内各向同性优异的复合材料，所以 通过一次加热/加压处理的空隙率的降低优选为低于40vol %。空隙率的降低更优选为 32vol %以下，还更优选为23vol %以下，进一步还更优选为20vol %以下。
[0144] 以上描述了本发明的复合基材的制造方法中的加热/加压步骤，但是仅通过加热 而不进行加压也能够容易地获得本发明的空隙率为90vol%以上的复合基材。例如，热塑性 树脂粉末或纤维粘附至碳纤维相互缠结的毡状材料或与该毡状材料相缠结的无序毡具有 高空隙率，并且在许多情况下，具有90vol %以上的空隙率。因此，当对这样的无序毡仅进行 加热而不加压时，获得本发明的空隙率为90vol %以上的复合基材。
[0145] 在加热/加压步骤之后，本发明的复合基材可以直接用于复合材料的制造，或者 可以在使用之前切割成适当的尺寸/形状。
[0146][更优选的本发明的复合基材的实施方式]
[0147] 作为通过对碳纤维毡与热塑性树脂结合的毡状材料加热加压而获得的复合基材， 本发明的复合基材优选为通过加热加压使得在一次加热加压处理中空隙率的降低不超过 40vol %而获得的复合基材，这是因为使用该复合基材能够获得具有降低的纤维定向和优 异的平面内各向同性的复合材料。在本发明中，通过加热加压使得在一次加热加压处理中 空隙率的降低变为32vol %以下而获得的复合基材是更优选的；通过加热加压使得空隙率 的降低变为23vol %以下而获得的复合基材是还更优选的；而通过加热加压使得空隙率的 降低变为20vol %以下而获得的复合基材是进一步还更优选的。
[0148] 作为通过对碳纤维毡与热塑性树脂结合的毡状材料加热加压而获得的复合基材， 本发明的复合基材优选为空隙率高于7vol %且低于80vol %的复合基材，该复合基材通过 制备空隙率为60vol %以上的复合基材并进一步对该复合基材加热加压使得在一次加热加 压处理中空隙率的降低不超过20vol %而获得，这