CN109676970A - 纤维增强树脂材料及其制造方法和制造装置、成型品以及纤维束组的检查装置 - Google Patents

纤维增强树脂材料及其制造方法和制造装置、成型品以及纤维束组的检查装置 Download PDF

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Abstract

本发明的目的在于，提供一种强度的方向性少且生产率也优异的纤维增强树脂材料、以及能够得到成型品的纤维增强树脂材料的制造方法和制造装置、以及纤维束组的检查装置。一种纤维增强树脂材料的制造方法，其为制造使糊剂(P1)含浸于经裁断的纤维束(CF)之间而得到的片状纤维增强树脂材料的方法，其包含：涂覆步骤，在沿预定方向输送的第一片材(S11)上涂覆糊剂(P1)；裁断步骤，将长尺寸的纤维束(CF)用裁断机(113A)裁断；散布步骤，使经裁断的纤维束(CF)分散，散布在糊剂(P1)上；以及含浸步骤，对第一片材(S11)上的糊剂(P1)和纤维束组(F1)进行加压，使糊剂(P1)含浸于纤维束(CF)之间。

Description

纤维增强树脂材料及其制造方法和制造装置、成型品以及纤 维束组的检查装置
本申请是原申请、申请日为2016年6月24日，申请号为201680037347.0，发明名称为“纤维增强树脂材料、成型品、纤维增强树脂材料的制造方法和制造装置、以及纤维束组的检查装置”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及纤维增强树脂材料、成型品、纤维增强树脂材料的制造方法和制造装置、以及纤维束组的检查装置。
本申请基于2015年6月24日在日本申请的日本特愿2015-126814号、2015年8月14日在日本申请的日本特愿2015-160158号、以及2015年12月24日在日本申请的日本特愿2015-252244号主张优先权，将其内容援用于此。
背景技术
作为成型品的机械特性优异且适合三维形状等复杂形状的成型的成型材料，已知SMC(Sheet Molding Compound，片状模塑料)、冲压成型片材。SMC是例如使不饱和聚酯树脂等热固性树脂含浸于纤维束之间而得到的、片状的纤维增强树脂材料，所述纤维束是将玻璃纤维、碳纤维等增强纤维裁断而得到的。此外，冲压成型片材是例如使热塑性树脂含浸于经裁断的上述纤维束而得到的、片状的纤维增强树脂材料。
SMC是用于获得成型品的中间材料。将SMC成型加工时，使用模具将SMC一边加热一边进行压缩(压制)成型。此时，纤维束和热固性树脂一体地流动并被填充于模具的型腔内后，热固性树脂被固化。据此，使用该SMC，能够获得局部厚度不同的成型品、具有肋、凸起等的成型品等各种形状的成型品。此外，关于冲压成型片材的成型品，可通过先利用红外线加热器等加热至热塑性树脂的熔点以上，再利用预定温度的模具进行冷却加压而获得。
另外，上述SMC(纤维增强树脂材料)的制造中，进行如下操作：在输送中的片材(载体)上涂覆包含热固性树脂的糊剂后，将长尺寸的纤维束用裁断机裁断成预定长度，并散布在糊剂上(例如参照专利文献1。)。
然而，在以往的制造方法中，散布在糊剂上的纤维束的方向容易在某一固定的方向上对齐，所制造的SMC的强度有时会产生方向性。具体而言，由裁断机裁断而落下的纤维束在着落于输送中的片材上时，容易倒向片材的输送方向，有在沿该片材的输送方向的方向上对齐的倾向。此外，经裁断的纤维束的长度越长或片材的输送速度越快，该倾向越显著地出现。
因此，对于通过以往的制造方法得到的SMC而言，容易产生在片材的输送方向(长度方向)上强度变强，而在片材的与输送方向正交的方向(宽度方向)上强度变弱这样的方向性。据此，在制造SMC时，需要使散布在糊剂上的纤维束的方向没有规律(无规)，以避免上述的SMC强度产生方向性。虽然例如通过放慢片材的输送速度能够减轻该强度的方向性，但该情况下，SMC的生产率会受损。这对于冲压成型片材的情况也是同样的。
作为用于使该纤维束的方向没有规律的对策，下述专利文献1中，公开了如下方法：利用旋转鼓拍打由裁断机裁断而落下的纤维束，从而使纤维束无方向性且均匀地分散。然而，使用该方法的情况下，会从被旋转鼓拍打的纤维束产生细毛(纤维屑)。特别是，为了解开纤维束而越提高旋转鼓的旋转数，细毛的产生越多。此外，需要用于旋转驱动旋转鼓的驱动源。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-17557号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明鉴于这样以往的情况而提出，其目的在于，提供一种强度的方向性少且生产率也优异的纤维增强树脂材料、以及成型品。此外，本发明的目的在于，提供一种纤维增强树脂材料的制造方法和制造装置、以及纤维束组的检查装置，所述纤维增强树脂材料的制造方法和制造装置在制造使热固性树脂、热塑性树脂含浸于经裁断的纤维束之间而得到的片状纤维增强树脂材料时，能够使经裁断的纤维束无方向性且均匀地分散，所述纤维束组的检查装置可以用于稳定且连续地制造上述纤维增强树脂材料。
用于解决课题的方法
为了达到上述目的，本发明提供以下的方法。
〔1〕一种纤维增强树脂材料，其为使树脂含浸于经分散的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料，通过X射线衍射法检测衍射角2θ为25.4°的衍射X射线，通过下式(1)～(3)求出的粗糙度β为0.5～4.5。
[数1]
其中，所述式中，f(φi)由下式(2)表示，是从X射线衍射测定中的第i个旋转角度(φi)的亮度(I(φi))减去平均亮度而得到的亮度，dφ为X射线衍射测定的步宽。I(φi)是由下式(3)表示的、以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。
[数2]
〔2〕一种纤维增强树脂材料，其是使树脂含浸于经分散的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料，
将纤维增强树脂材料的长度方向设为0°方向，将宽度方向设为90°方向时，通过X射线衍射法检测出衍射角2θ为25.4°的衍射X射线，以0°方向为基准的所述纤维束的晶体取向度fa的平均值和标准偏差的合计值为0.05～0.13，所述晶体取向度fa通过下式(4)～(6)求出。
[数3]
fa＝2a-1…(4)
其中，式(4)中，a为由式(5)表示的取向系数。I(φi)为X射线衍射测定中的第i个旋转角度(φi)的亮度，是由式(6)表示的、以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。
〔3〕如〔1〕或〔2〕所述的纤维增强树脂材料，所述树脂为热固性树脂。
〔4〕〔1〕～〔3〕中任一项所述的纤维增强树脂材料的成型品，
将成型品的长度方向设为0°方向，将宽度方向设为90°方向时，
沿各个方向的弯曲弹性模量[GPa]之比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为0.8～1.2，
沿各个方向的弯曲弹性模量的变异系数(CV)(0°弯曲弹性模量的CV和90°弯曲弹性模量的CV)[％]均为5～15。
〔5〕一种纤维增强树脂材料的制造方法，其是制造使树脂含浸于经裁断的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料的方法，其包含：
涂覆步骤，在沿预定方向输送的第一片材上涂覆树脂；
裁断步骤，将长尺寸的纤维束用裁断机裁断；
散布步骤，使经裁断的纤维束分散，并散布在所述树脂上；以及
含浸步骤，对所述第一片材上的所述树脂和经散布的纤维束组进行加压，使所述树脂含浸于所述纤维束之间。
〔6〕如〔5〕所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述含浸步骤为如下步骤：在散布有所述纤维束的第一片材上重叠涂覆有所述树脂的第二片材后，对夹在所述第一片材与所述第二片材之间的所述树脂和所述纤维束组进行加压，使所述树脂含浸于所述纤维束之间。
〔7〕如〔5〕或〔6〕所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述涂覆步骤为如下步骤：在所述第一片材上涂覆包含热固性树脂的糊剂。
〔8〕如〔5〕～〔7〕中任一项所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述散布步骤为如下步骤：将多个杆并排配置在所述裁断机的下方，使经裁断的纤维束朝着该多个杆落下而使所述纤维束分散，并散布在所述树脂上。
〔9〕如〔8〕所述的纤维增强树脂材料的制造方法，作为所述多个杆，使用沿所述第一片材的输送方向延长的杆。
〔10〕如〔5〕～〔9〕中任一项所述的纤维增强树脂材料的制造方法，其进一步包含：检查步骤，检查散布在所述树脂上的纤维束组的纤维取向状态。
〔11〕如〔10〕所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述检查步骤包含：
拍摄步骤，对于所述纤维束组，从斜上方分别照射俯视时相互交叉的方向的第一光和第二光，分别拍摄照射了所述第一光或第二光的状态的所述纤维束组的上表面的静止图像；以及
取向判定步骤，根据由所述拍摄步骤中拍摄的静止图像得到的亮度信息，算出照射了所述第一光的状态的亮度与照射了所述第二光的状态的亮度之间的亮度差或亮度比，判定所述纤维束组的纤维取向状态。
〔12〕如〔10〕或〔11〕所述的纤维增强树脂材料的制造方法，其进一步包含：控制步骤，根据所述检查步骤的检查结果变更所述散布步骤的条件，控制所述纤维束组的纤维取向状态。
〔13〕如〔12〕所述的纤维增强树脂材料的制造方法，在所述控制步骤中，根据所述检查步骤的检查结果变更所述第一片材的输送速度，控制所述纤维束组的纤维取向状态。
〔14〕如〔12〕或〔13〕所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述散布步骤为使用所述多个杆的步骤，
在所述控制步骤中，根据所述检查步骤的检查结果变更所述多个杆相对于水平方向的倾斜角度，控制所述纤维束组的纤维取向状态。
〔15〕如〔12〕～〔14〕中任一项所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述散布步骤为使用所述多个杆的步骤，
在所述控制步骤中，根据所述检查步骤的检查结果变更所述多个杆的振动数，控制所述纤维束组的纤维取向状态。
〔16〕一种纤维增强树脂材料的制造装置，其是制造使树脂含浸于经裁断的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料的装置，其具备：
涂覆部，在沿预定方向输送的第一片材上涂覆树脂；
裁断部，将长尺寸的纤维束用裁断机裁断；
散布部，使经裁断的所述纤维束分散，并散布在所述树脂上；以及
含浸部，对所述第一片材上的所述树脂和经散布的纤维束组进行加压，使所述树脂含浸于所述纤维束之间。
〔17〕如〔16〕所述的纤维增强树脂材料的制造装置，所述含浸部为如下的含浸部：在散布有所述纤维束的第一片材上进一步重叠涂覆有所述树脂的第二片材后，对夹在所述第一片材与所述第二片材之间的所述树脂和所述纤维束组进行加压，使所述树脂含浸于所述纤维束之间。
〔18〕如〔16〕或〔17〕所述的纤维增强树脂材料的制造装置，所述散布部为如下的散布部：多个杆并排配置在所述裁断机的下方，经裁断的纤维束朝着该多个杆落下而分散。
〔19〕如〔18〕所述的纤维增强树脂材料的制造装置，所述多个杆为沿所述第一片材的输送方向延长的杆。
〔20〕一种纤维束组的检查装置，其具备：
第一光照射单元和第二光照射单元，对于由多个纤维束形成的片状纤维束组，从斜上方分别沿着俯视时相互交叉的方向照射光，其中，所述多个纤维束连续散布在沿一个方向行进的带状树脂上；
拍摄单元，设置在所述纤维束组的上方，拍摄由所述第一光照射单元或所述第二光照射单元进行了光照射的状态的所述纤维束组的上表面的静止图像；以及
取向判定单元，根据由所述拍摄单元中拍摄的静止图像得到的亮度信息，算出由所述第一光照射单元进行了光照射的状态的亮度与由所述第二光照射单元进行了光照射的状态的亮度之间的亮度差或亮度比，判定所述纤维束组的纤维取向状态。
发明效果
如上所示，就本发明的纤维增强树脂材料和成型品而言，其强度的方向性少，生产率也优异，特别是可适合用作SMC。此外，根据本发明的纤维增强树脂材料的制造方法和制造装置，能够提高由裁断机裁断而散布在树脂上的纤维束中倒向与第一片材的输送方向不同的方向的纤维束的比率。因此，能够在抑制从纤维束产生细毛(纤维屑)的同时，使纤维束无方向性且均匀地分散。其结果是，能够在全部方向上更加均匀地保持所制造的纤维增强树脂材料的强度。此外，如果使用本发明的纤维束组的检查装置，则能够在生产线内检查纤维束组的纤维取向状态的同时制造纤维增强树脂材料，因此能够在全部方向上更稳定且均匀地保持所制造的纤维增强树脂材料的强度。
附图说明
图1为显示本发明的一个实施方式所涉及的纤维增强树脂材料的制造装置的构成的侧视图。
图2为将图1所示的纤维增强树脂材料的制造装置的裁断部放大显示的侧视图。
图3为在图2所示的裁断部配置的多个杆的俯视图。
图4A为例示了图3所示的杆的截面形状的截面图。
图4B为显示了杆的截面形状的其他例子的截面图。
图4C为显示了杆的截面形状的其他例子的截面图。
图5A为示意性地显示了与杆接触的纤维束的举动的俯视图。
图5B为示意性地显示了与杆接触的纤维束的举动的正视图。
图5C为示意性地显示了与杆接触的纤维束的举动的侧视图。
图6为显示将杆以倾斜状态配置的构成的侧视图。
图7A为示意性地显示了使杆振动的动作的俯视图。
图7B为示意性地显示了使杆振动的动作的侧视图。
图8为显示杆以双支承式被支撑的构成的俯视图。
图9为显示以在高度方向上隔着间隔的状态配置杆的构成的侧视图。
图10为显示了本发明的纤维束组的检查装置的一个例子的立体图。
图11为图10的检查装置的俯视图。
图12为由树脂和纤维束组的第二照射部侧观察图10的检查装置的侧视图。
图13为由树脂和纤维束组的第四照射部侧观察图10的检查装置的侧视图。
图14A为显示了光在纤维束表面反射的状况的概略图，是显示了俯视时纤维轴方向与光的行进方向所形成的角度垂直的情况的图。
图14B为显示了光在纤维束表面反射的状况的概略图，是显示了俯视时纤维轴方向与光的行进方向所形成的角度平行的情况的图。
图15为显示本发明的一个实施方式所涉及的纤维增强树脂材料的制造装置的一个例子的侧视图。
图16为显示了图15的制造装置中的杆的倾斜角度的侧视图。
图17为显示第一实施例中的测定结果的图表。
图18为显示第二实施例中的测定结果的图表。
图19为显示从第二实施例中的SMC的成型品切出的试验片的配置的俯视图。
图20A为显示从第三实施例中的SMC的成型品切出的试验片的配置的俯视图。
图20B为显示从第三实施例中的SMC的成型品切出的试验片的配置的俯视图。
图21为显示在第三实施例中的拉伸试验中使用的试验片的俯视图。
图22为显示了实验例A1中的纤维束的纤维轴角度与亮度的关系的图表。
图23为显示了实施例A1中的第一树脂片材的行进速度(输送速度)与亮度比的关系的图表。
具体实施方式
以下，对于本发明的实施方式，参照附图进行详细说明。
需要说明的是，关于在以下说明中使用的附图，为了使特征易于理解，方便起见，有时将成为特征的部分放大显示，各构成要素的尺寸比率等并不一定与实际情况相同。此外，以下说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本发明并不一定限定于此，能够在不变更其主旨的范围内适宜变更而实施。
本发明的纤维增强树脂材料的制造装置和制造方法用于制造使树脂含浸于经裁断的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料。本发明中得到的纤维增强树脂材料可以合适地用作SMC、冲压成型片材。
纤维束是使多个增强纤维成束而得到的。作为增强纤维，优选为碳纤维。需要说明的是，作为增强纤维，不限于碳纤维，也可以使用玻璃纤维等碳纤维以外的增强纤维。
作为树脂，可使用热固性树脂、热塑性树脂。作为树脂，可以仅使用热固性树脂，也可以仅使用热塑性树脂，也可以使用热固性树脂和热塑性树脂的双方。使用本实施方式的纤维增强树脂材料作为SMC的情况下，作为树脂，优选为热固性树脂。使用本实施方式的纤维增强树脂材料作为冲压成型片材的情况下，作为树脂，优选为热塑性树脂。
作为热固性树脂，可举出例如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯基酯树脂、酚醛树脂、环氧丙烯酸酯树脂、氨基甲酸酯丙烯酸酯树脂、苯氧基树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、马来酰亚胺树脂、氰酸酯树脂等。作为热固性树脂，可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
作为热塑性树脂，可举出例如聚烯烃系树脂、聚酰胺系树脂、聚酯系树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚酮树脂、聚醚砜树脂、芳香族聚酰胺树脂等。作为热塑性树脂，可以单独使用一种，也可以并用两种以上。
[第一实施方式]
以下，对于本发明的第一实施方式进行说明。
(纤维增强树脂材料的制造装置)
作为第一实施方式的纤维增强树脂材料的制造装置的一个例子，举制造片状的SMC的情况为例进行说明，所述片状的SMC是使包含不饱和聚酯树脂等热固性树脂的糊剂含浸于纤维束之间而得到的，所述纤维束是将包含碳(carbon)纤维的长尺寸的纤维束裁断而得到的。
图1为显示本实施方式的纤维增强树脂材料的制造装置的构成的侧视图。此外，在以下说明中，设定XYZ正交坐标系，一边参照该XYZ正交坐标系一边对各构件的位置关系进行说明。
如图1所示，本实施方式的纤维增强树脂材料的制造装置11(以下，简称为制造装置11。)具备纤维束供给部110、第一片材供给部111、第一涂覆部112、裁断部113、散布部142、第二片材供给部114、第二涂覆部115、以及含浸部116。
纤维束供给部110将长尺寸的包含碳纤维的纤维束CF从多个筒管117引出并且介由多个导辊118制成1个纤维束CF，并将该纤维束CF向裁断部113供给。
第一片材供给部111将从第一原版料卷R11开卷的长尺寸的第一片材(载体片材)S11向第一涂覆部112供给。制造装置11具备将第一片材S11向预定方向(+X轴方向)(以下，称为输送方向。)输送的第一输送部119。
第一输送部119具备：导辊120、以及将无极带122套在一对带轮121a，121b之间而得到的输送带123。导辊120一边旋转一边将由第一片材供给部111供给的第一片材S11导向输送带123。输送带123通过使一对带轮121a，121b以相同方向旋转而使无极带122环绕，同时在该无极带122的表面上，将第一片材S11向图1中的+X轴方向(水平方向的右侧)输送。
第一涂覆部112位于接近导辊120的一方带轮121a的正上方，具备供给包含热固性树脂的糊剂P1的供给箱124。供给箱124从形成于底面的狭缝(未图示。)将糊剂P1以预定厚度涂覆于由输送带123输送的第一片材S11的表面上。
需要说明的是，对于糊剂P1，可以使用除了不饱和聚酯树脂等热固性树脂以外还混合有碳酸钙等填充剂、低收缩化剂、脱模剂、固化引发剂、增粘剂等的糊剂。
裁断部113与第一涂覆部112相比位于输送方向的下游侧(+X轴侧)，将由纤维束供给部110供给的纤维束CF用裁断机113A裁断并散布在糊剂P1上。裁断机113A位于由输送带123输送的第一片材S11的上方，具备导辊125、夹送辊126和切割辊127。
导辊125一边旋转一边将由纤维束供给部110供给的纤维束CF导向下方。夹送辊126一边在与导辊125之间夹入纤维束CF，一边向与导辊125相反的方向旋转，从而与导辊125协同工作，并从多个筒管117引出纤维束CF。切割辊127一边旋转一边将纤维束CF裁断成预定长度。经裁断的纤维束CF从导辊125与切割辊127之间落下，被散布在涂覆于第一片材S11上的糊剂P1之上。
第二片材供给部114将从第二原版料卷R12开卷的长尺寸的第二片材(载体片材)S12向第二涂覆部115供给。制造装置11具备将第二片材S12向含浸部116输送的第二输送部128。
第二输送部128位于由输送带123输送的第一片材S11的上方，具备多个导辊129。第二输送部128将由第二片材供给部114供给的第二片材S12向图1中的-X轴方向(水平方向的左侧)输送后，利用旋转的多个导辊129使输送第二片材S12的方向从下方翻转成图1中的+X轴方向(水平方向的右侧)。
第二涂覆部115位于向图1中的-X轴方向(水平方向的左侧)输送的第二片材S12的正上方，具有供给糊剂P1的供给箱130。供给箱130从形成于底面的狭缝(未图示。)将糊剂P1以预定厚度涂覆于第二片材S12的表面上。
含浸部116与裁断部113相比位于输送方向的下游侧，具备贴合机构131和加压机构132。贴合机构131位于输送带123的另一方带轮121b的上方，具有多个贴合辊133。
多个贴合辊133在与涂覆有糊剂P1的第二片材S12的背面接触的状态下在输送方向上并排配置。此外，多个贴合辊133以使第二片材S12相对于第一片材S11逐渐接近的方式配置。
在贴合机构131中，将第二片材S12重叠在第一片材S11上。此外，第一片材S11和第二片材S12在一边将纤维束CF和糊剂P1夹入它们之间一边相互贴合的状态下被输送至加压机构132侧。以下，将一边夹入纤维束CF和糊剂P1一边相互贴合的第一片材S11和第二片材S12称为贴合片材S13。
加压机构132位于第一输送部119(输送带123)的下游侧，具备无极带135a套在一对带轮134a、134b之间而得到的下侧输送带136A、以及无极带135b套在一对带轮134c、134d之间而得到的上侧输送带136B。
下侧输送带136A和上侧输送带136B在使彼此的无极带135a、135b紧挨的状态下彼此相对地配置。加压机构132通过使下侧输送带136A的一对带轮134a、134b向相同方向旋转而使无极带135a环绕。此外，加压机构132通过使上侧输送带136B的一对带轮134c、134d向相同方向旋转而使无极带135b以与无极带135a相同的速度向相反方向环绕。由此，将夹在无极带135a、135b之间的贴合片材S13向图1中的+X轴方向(水平方向的右侧)输送。
下侧输送带136A中，配置有用于调整施加于无极带135a的张力的一对张紧轮137a、137b。同样地，上侧输送带136B中，配置有用于调整施加于无极带135a的张力的一对张紧轮137c、137d。这些张紧轮137a、137b、137c、137d配置在与无极带135a、135b的紧挨部分相反的一侧。
加压机构132具备多个下侧辊138a和多个上侧辊138b。多个下侧辊138a在与无极带135a的紧挨部分的背面接触的状态下在输送方向上并排配置。同样地，多个上侧辊138b在与无极带135b的紧挨部分的背面接触的状态下在输送方向上并排配置。此外，多个下侧辊138a和多个上侧辊138b沿着贴合片材S13的输送方向彼此错开地并排配置。
加压机构132中，在贴合片材S13通过无极带135a、135b之间的期间，利用多个下侧辊138a和多个上侧辊138b对夹在第一片材S11与第二片材S12之间的糊剂P1和纤维束CF进行加压。此时，糊剂P1由夹持纤维束CF的两侧含浸于纤维束CF之间。
由此，能够得到使热固性树脂含浸于纤维束CF之间而得到的SMC的原版R1。此外，SMC的原版R1通过以预定长度切断，从而最终作为片状的SMC(纤维增强树脂材料)出货。需要说明的是，第一片材S11和第二片材S12在SMC的成型前从SMC剥离。
在本发明的纤维增强树脂材料的制造装置中，含浸部优选为如下的含浸部，即，如该例子，在散布有纤维束的第一片材上进一步重叠涂覆有树脂的第二片材后，对夹在第一片材与第二片材之间的树脂和纤维束组进行加压，使树脂含浸于纤维束之间。由此，与没有重叠涂覆有树脂的第二片材的方式的含浸部相比，能够得到充分含浸有树脂的机械特性优异的纤维增强树脂材料。
需要说明的是，含浸部也可以是如下的含浸部，即，在散布有纤维束的第一片材上不进一步重叠涂覆有树脂的第二片材的状态下对树脂和纤维束组进行加压，使树脂含浸于纤维束之间。
另外，如图1～3所示，本实施方式的制造装置11在裁断机13A的下方具备散布部142。散布部142具备支撑杆141、以及沿着第一片材S11的输送方向延长的多个杆140。
如图3所示，多个杆140以俯视时相互不重叠的方式在第一片材S11的宽度方向(Y轴方向)上相互隔着间隔D的状态下相互平行地并排配置。即，多个杆140以其长度方向成为第一片材S11的长度方向(X轴方向)的方式，俯视时在第一片材S11的宽度方向(Y轴方向)上相互隔着间隔D而平行地并排配置。此外，各杆140通过在沿着第一片材S11的宽度方向延长的支撑杆141上安装各自的基端侧(-X轴侧)从而被悬臂支撑。
此外，如图4A所示，各杆140具有圆形的截面形状。需要说明的是，各杆140的直径为0.1～10mm程度。此外，关于杆140的截面形状，不限于图4A所示的圆形(包含椭圆。)，可以适宜变更为例如图4B所示的菱形(四边形)、图4C所示的多边形(本例中为七边形)等。
如图2所示，就多个杆140而言，对第一片材S11进行截面观察时相互以相同高度与第一片材S11平行地配置。此外，多个杆140优选配置于在下方距裁断机113A至少150mm以上的距离(高度)Hhi的位置。另一方面，多个杆140优选配置于在上方距第一片材S11至少200mm以上的距离(高度)Hlo的位置。
就具有如上构成的制造装置11而言，能够使由裁断机113A裁断而落下的纤维束CF中与散布部142的杆140接触的纤维束CF易于倒向与第一片材S11的输送方向不同的方向。由此，使用在裁断机113A的下方配置多个杆140这样的简易方法，能够在抑制从纤维束CF产生细毛(纤维屑)的同时，使纤维束CF无方向性且均匀地分散。
需要说明的是，本发明的纤维增强树脂材料的制造装置不限于上述的制造装置11。例如，也可以代替具备多个杆140的散布部142而设置具备对经裁断而落下的纤维束CF喷射空气等气体的气体散布机的散布部。通过对经裁断而落下的纤维束CF以预定条件喷射气体，也能够使纤维束CF无方向性且均匀地分散。
本发明的纤维增强树脂材料的制造装置也可以是用于制造冲压成型片材中所用的纤维增强树脂材料的制造装置，其中，所述冲压成型片材中使用了热塑性树脂来代替热固性树脂。
(纤维增强树脂材料的制造方法)
接着，作为第一实施方式的纤维增强树脂材料的制造方法的一个例子，对于使用了制造装置11的SMC的制造方法进行具体说明。本实施方式的SMC的制造方法具有下述的涂覆步骤、裁断步骤、散布步骤和含浸步骤。
涂覆步骤：在由第一输送部119输送的第一片材S11上涂覆糊剂P1。
裁断步骤：将长尺寸的纤维束CF用裁断机113A裁断。
散布步骤：用散布部142使经裁断的纤维束CF分散，散布在涂覆于第一片材S11上的糊剂P1上。
含浸步骤：对第一片材S11上的糊剂P1和经散布的纤维束组F1进行加压，使糊剂P1含浸于纤维束CF之间。
＜涂覆步骤＞
通过第一片材供给部111，从第一原版料卷R11将长尺寸的第一片材S11开卷，向第一输送部119供给，通过第一涂覆部112以预定厚度涂覆糊剂P1。通过由第一输送部119输送第一片材S11，使涂覆在第一片材S11上的糊剂P1行进。涂覆在第一片材S11的表面上的糊剂P1的厚度没有特别限定。
＜裁断步骤＞
通过纤维束供给部110，将长尺寸的纤维束CF从多个筒管117引出并供给至裁断部113，在裁断机113A中以成为预定长度的方式将纤维束CF连续裁断。
＜散布步骤＞
使通过裁断机113A被裁断的纤维束CF向并排配置在裁断机113A的下方的多个杆140落下，通过这些杆140使纤维束CF分散，并散布在涂覆后的糊剂P1上。由此，在经涂覆的糊剂P1上形成片状的纤维束组F。
本实施方式中，通过在裁断机113A下方并排配置多个沿着第一片材S11的输送方向延长的杆140，从而使与杆140接触的纤维束CF易于倒向与第一片材S11的输送方向不同的方向。
在此，对于与杆140接触的纤维束CF的举动，参照图5A～图5C进行说明。需要说明的是，图5A是为了说明与杆140接触的纤维束CF的举动而示意性显示了该举动的俯视图，图5B为其正视图，图5C为其侧视图。
由裁断机113A裁断的纤维束CF向下方(-Z轴方向)自由落下。此时，纤维束CF由于具有某种程度的宽度(束宽)，因而在与杆140接触后，一边沿杆140的环绕方向旋转，一边落下在第一片材S11上。
在该情况下，着落在第一片材S11上的糊剂P1上的纤维束CF变得易于倒向第一片材S11的宽度方向(Y轴方向)。另一方面，在不与杆140接触的状态下着落在第一片材S11上的糊剂P1之上的纤维束CF，如上所述易于倒向第一片材S11的输送方向(X轴方向)。由此，能够使倒在第一片材S11的表面上的糊剂P1上的纤维束CF的方向没有规律(无规)。
据此，对于本实施方式的SMC的制造方法，使用在裁断机113A的下方配置多个杆140这样的简易方法，能够在抑制从纤维束CF产生细毛(纤维屑)的同时，使纤维束CF无方向性且均匀地分散。其结果是，能够在全部方向上均匀地保持所制造的SMC的强度。
本发明中，通过使图3所示的相邻的杆140的间隔D大于由裁断机113A落下的纤维束CF的长度，能够防止纤维束CF堆积在杆140之间。
然而，如果杆140的间隔D过宽，则与杆140接触的纤维束CF会减少，因而上述效果会变弱。另一方面，如果杆140的间隔D过窄，则纤维束CF有可能会以横跨状态堆积在杆140之间。
据此，本发明中，优选使对第一片材S11俯视时相互相邻的杆140的间隔D相对于由裁断机113A裁断的纤维束CF的平均长度为0.9～1.6倍。由此，能够使纤维束CF无方向性且均匀地分散。
需要说明的是，纤维束CF中会产生在裁断中部分纤维束CF没有被切断而相连的纤维束、被反复切断而变短的纤维束等。因此，经裁断的纤维束CF的长度产生偏差，但关于上述纤维束CF的平均长度，可以将这样长度例外地不同的情况排除在外而求出。
此外，本发明中，如图6所示，也可以设为如下构成：多个杆140朝着第一片材S11的输送方向(+X轴方向)向下方(-Z轴方向)倾斜。即，多个杆140也可以以使前端侧(+X轴侧)相对于安装于支撑杆141的基端侧(-X轴侧)向下方(-Z轴方向)倾斜的状态配置。在该情况下，多个杆140相对于与第一片材S11平行的面倾斜的角度θA优选设为超过0°且40°以下。
由此，能够防止纤维束CF以横跨的状态堆积在上述的杆140之间，能够使纤维束CF沿着该杆140的倾斜而确实地落下在第一片材S11的表面上。
需要说明的是，不限于这样的构成，也可以设为如下构成：多个杆140朝着与第一片材S11的输送方向相反的方向(-X轴方向)向下方(-Z轴方向)倾斜。在该情况下，多个杆140只要以将安装于支撑杆141的基端侧设为+X轴侧，并使前端侧(-X轴侧)向下方(-Z轴方向)倾斜的状态配置即可。
此外，本发明中，如图7A和图7B中的箭头所示，可以设为使多个杆140振动的构成。需要说明的是，图7A是为了说明使多个杆140振动的动作而将该动作示意性地显示的俯视图，图7B为其侧视图。
在该情况下，关于使多个杆140振动的方向，可以是长度方向(X轴方向)、宽度方向(Y轴方向)和高度方向(Z轴方向)中的任一方向。此外，也可以设为使多个杆140向多个方向振动的构成。进而，也可以使多个杆140以支撑杆141为中心摇动。
由此，不仅能够防止纤维束CF以横跨的状态堆积在上述的杆140之间，还能够使确实地落下在第一片材S11的表面上的纤维束CF无方向性且更加均匀地分散。
需要说明的是，本发明并不一定限于上述实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内加以各种变更。
具体而言，多个杆140不限于上述被悬臂支撑的方式，也可以如例如图8所示设为如下构成：在沿着第一片材S11的宽度方向延长的一对支撑杆141a、141b之间，将各自的两端安装于支撑杆141a、141b，从而以双支承式被支撑。
此外，如图9所示，多个杆140可以设为如下构成：在第一片材S11的宽度方向(Y轴方向)上隔着间隔D而配置的上述构成的基础上，进而在高度方向(Z轴方向)上隔着间隔H的状态配置。
多个杆140可以在高度方向(Z轴方向)上配置成多层状。在该情况下，多个杆140在高度方向上的间隔H优选大于从裁断机113A落下的纤维束CF的长度。
需要说明的是，多个杆140设为沿着第一片材S11的输送方向(X轴方向)延长的构成，但不限于将杆140相对于第一片材S11的输送方向(X轴方向)平行地配置的情况，也可以将杆140相对于第一片材S11的输送方向(X轴方向)倾斜地配置。
需要说明的是，作为使这样的纤维束分散的方法，如国际公开第2014/017612号所记载，也可以通过一边从网的下部吸引一边供给纤维束来实现，但为了在需要使纤维束落下在树脂上的纤维增强树脂材料的制造中适用，需要进一步花功夫。此外，虽然存在通过使片材的输送速度低来使纤维束无方向性且更加均匀地分散的各种方法，但该情况下，需要在某种程度上牺牲生产率。
＜含浸步骤＞
通过第二片材供给部114，从第二原版料卷R12将长尺寸的第二片材S12开卷，并供给至第二输送部128。通过第二涂覆部115，将糊剂P1以预定厚度涂覆在第二片材S12上。涂覆在第二片材S12的表面上的糊剂P1的厚度没有特别限定。
通过输送第二片材S12而使涂覆在其上的糊剂P1行进，在含浸部116，通过贴合机构131使第二片材S12贴合在片状的纤维束组F1上。然后，通过加压机构132对片状的纤维束组F1和糊剂P1进行加压，使糊剂P1含浸于纤维束组F1的纤维束CF之间。由此，能够得到纤维增强树脂材料被第一片材S11和第二片材S12夹持的原版R1。
对于本发明的制造方法中的含浸步骤，如该例那样，优选为如下步骤：在散布有纤维束的第一片材上重叠涂覆有树脂的第二片材后，对夹在第一片材与第二片材之间的树脂以及纤维束组进行加压，使树脂含浸于纤维束之间。由此，与不重叠涂覆有树脂的第二片材的方式的含浸步骤相比，能够得到充分含浸有树脂的机械特性优异的纤维增强树脂材料。
需要说明的是，含浸步骤也可以是如下的含浸步骤：在散布有纤维束的第一片材上不进一步重叠涂覆有树脂的第二片材而对树脂和纤维束组进行加压，使树脂含浸于纤维束之间。
如上所示，本实施方式的SMC的制造方法中，可以使用上述的简易方法使经裁断的纤维束CF无方向性且均匀地分散。其结果是，能够在全部方向上均匀地保持所制造的SMC的强度，还能够提高SMC的生产率。
需要说明的是，本发明的纤维增强树脂材料的制造方法不限于使用制造装置11的方法。例如，也可以是如下的方法：代替散布部142而使用如下的散布步骤，所述散布步骤为对经裁断而落下的纤维束喷射空气等气体从而使其分散而进行散布的步骤。通过对经裁断而落下的纤维束CF以预定条件喷射气体，也能够使纤维束CF无方向性且均匀地分散。
本发明的纤维增强树脂材料的制造方法也可以是使用热塑性树脂来代替热固性树脂，制造冲压成型片材中所用的纤维增强树脂材料的方法。
[第二实施方式]
在本发明的纤维增强树脂材料的制造装置和制造方法中，优选检查将裁断的纤维束散布在树脂上而形成的、含浸树脂之前的纤维束组的纤维取向状态。
为了使用SMC等纤维增强树脂材料而得到机械物性的各向同性优异的成型品，重要的是在纤维增强树脂材料中的纤维束的纤维取向没有偏重，但对于制造后的含浸有树脂的状态的纤维增强树脂材料，难以检查各纤维束的纤维取向状态。但是，通过检查含浸树脂之前的纤维束组的纤维取向状态，能够判断纤维增强树脂材料中的纤维束的纤维取向状态。对于纤维束组的纤维取向状态的检查，例如可通过使用后述的本发明的纤维束组的检查装置来进行。
(纤维束组的检查装置)
本发明的纤维束组的检查装置是用于检查片状的纤维束组中的纤维束的纤维取向状态的装置，所述片状的纤维束组由连续散布在沿一个方向行进的带状树脂上的多个纤维束形成。通过使用本发明的纤维束组的检查装置，能够在纤维增强树脂材料的生产线内检查纤维束组中的纤维束的纤维取向状态。
本发明的纤维束组的检查装置具备第一光照射单元、第二光照射单元、拍摄单元和取向判定单元。第一光照射单元和第二光照射单元是对形成在沿一个方向行进的带状树脂(树脂片材)上的片状的纤维束组(片状纤维束组)，从斜上方分别向俯视时相互交叉的方向照射光的单元。拍摄单元设置在片状的纤维束组的上方，是拍摄由第一光照射单元或第二光照射单元进行了光照射的状态的片状纤维束组的上表面的静止图像的单元。取向判定单元是判定片状的纤维束组的纤维取向状态的单元。具体而言，取向判定单元可以根据从由拍摄单元拍摄的静止图像得到的亮度信息，来算出由第一光照射单元进行了光照射的状态的亮度与由第二光照射单元进行了光照射的状态的亮度的亮度差或亮度比。
以下，基于图10～13，示出本发明的纤维束组的检查装置的一个例子而进一步进行说明。本实施方式的纤维束组的检查装置2100(以下，简称为检查装置2100。)是检查片状的纤维束组F2的纤维取向状态的装置，所述片状的纤维束组F2包含在沿一个方向行进的带状树脂P2(以下，也称为树脂片材P2。)上连续地以片状散布的多个纤维束f。检查装置2100具备第一光照射单元2102、第二光照射单元2104、拍摄单元2106和取向判定单元2108。
该例的第一光照射单元2102具备一对第一照射部2102a和第二照射部2102b。第一照射部2102a和第二照射部2102b以彼此相对的方式设置在沿一个方向行进的带状树脂片材P2的宽度方向外侧的纤维束组F2的斜上方。就第一光照射单元2102而言，由第一照射部2102a和第二照射部2102b朝着斜下方的纤维束组F2，向俯视时与树脂片材P2的长度方向(行进方向)垂直的方向照射光。
第一照射部2102a和第二照射部2102b是在树脂片材P2的行进方向上较长的长尺寸构件，在纤维束组F2侧的侧面具备长尺寸的光照射面。就第一光照射单元2102而言，通过第一照射部2102a和第二照射部2102b，来照射纤维束组F2的上表面上的、夹在第一照射部2102a与第二照射部2102b之间的一定范围。本发明中，第一光照射单元优选为这样的长尺寸构件。
如图13所示，第一照射部2102a倾斜地设置，以使得在侧视时对纤维束组F2的上表面向斜下方照射光。第一照射部2102a相对于水平方向的倾斜角度φ1(图13)优选为10～60°，更优选为20～45°。如果倾斜角度φ1为所述范围内，则容易得到充分的亮度信息，易于从亮度差、亮度比判定纤维束的纤维取向状态。
第二照射部2102b也与第一照射部2102a同样地倾斜地设置，以使得对纤维束组F2的上表面向斜下方照射光。出于与第一照射部2102a相对于水平方向的倾斜角度φ1同样的理由，第二照射部2102b相对于水平方向的倾斜角度φ2(图13)优选为10～60°，更优选为20～45°。
倾斜角度φ1和倾斜角度φ2优选相同。需要说明的是，倾斜角度φ1和倾斜角度φ2也可以不同。
作为第一光照射单元中的光源，只要是在由第一光照射单元进行了光照射的状态下，能够拍摄片状纤维束组的上表面的静止图像而得到亮度信息的光源即可。作为光源的具体例，可举出例如白色发光二极管(白色LED)、荧光灯、卤素灯、金属卤化物灯等。作为第一光照射单元，可举出例如以下单元，所述单元具备形成有长尺寸的光照射面的照射部，所述照射部具备白色LED和光扩散板。
需要说明的是，第一光照射单元不限于具备一对照射部的单元，也可以是仅包含一个照射部的单元。
该例的第二光照射单元2104具备一对第三照射部2104a和第四照射部2104b。如图10～12所示，第三照射部2104a和第四照射部2104b以彼此相对的方式设置于纤维束组F2的上方，且在树脂片材P2的行进方向上的第一照射部2102a和第二照射部2102b的两侧。
就第二光照射单元2104而言，对于纤维束组F2，从第三照射部2104a和第四照射部2104b向斜下方且俯视时树脂片材P2的长度方向(行进方向)照射光。在检查装置2100中，俯视时来自第一光照射单元2102的光照射方向与来自第二光照射单元2104的光照射方向正交。这样，本发明中，优选俯视时来自第一光照射单元的光照射方向与来自第二光照射单元的光照射方向正交。由此，易于从亮度差、亮度比判定纤维束的纤维取向状态。
需要说明的是，本发明中，俯视时来自第一光照射单元的光照射方向与来自第二光照射单元的光照射方向也可以不正交。俯视时来自第一光照射单元的光照射方向与来自第二光照射单元的光照射方向所成的角度优选为60～120°，更优选为80～100°。如果所述角度为所述范围内，则易于从亮度差、亮度比判定纤维束的纤维取向状态。
第三照射部2104a和第四照射部2104b是在树脂片材P2的宽度方向上较长的长尺寸构件，在朝向纤维束组F2的侧面具备长尺寸的光照射面。就第二光照射单元2104而言，设为通过第三照射部2104a和第四照射部2104b来照射纤维束组F2的上表面上的、夹在第三照射部2104a与第四照射部2104b之间的一定范围。本发明中，第二光照射单元优选使用这样具备长尺寸光源的单元。纤维束组F2的上表面上的、由第二光照射单元2104进行光照射的范围，与由第一光照射单元2102进行光照射的范围为同等范围。
如图12所示，第三照射部2104a倾斜地设置，以使得对纤维束组F2的上表面向斜下方照射光。第三照射部2104a相对于水平方向的倾斜角度θ1(图12)优选为10～60°，更优选为20～45°。如果倾斜角度θ1为所述范围内，则容易得到充分的亮度信息，易于从亮度差、亮度比判定纤维束的纤维取向状态。
第四照射部2104b也与第三照射部2104a同样地倾斜设置，以使得对纤维束组F2的上表面向斜下方照射光。出于与第三照射部2104a相对于水平方向的倾斜角度θ1同样的理由，第四照射部2104b相对于水平方向的倾斜角度θ2(图12)优选为10～60°，更优选为20～45°。
从易于从亮度差、亮度比判定纤维束的纤维取向状态的观点出发，倾斜角度φ1、φ2、θ1、θ2优选全部相同。需要说明的是，这些倾斜角度无需全部相同，但由于亮度根据倾斜角度而不同，因此需要φ1＝θ1、φ2＝θ2、或φ1＝θ2、φ2＝θ1。
作为第二光照射单元中的光源，只要能够在由第二光照射单元照射的光发生了反射的状态下拍摄纤维束组的上表面的静止图像而得到亮度信息即可，可使用与在第一光照射单元中的光源相同的光源。从在取向判定单元中易于从亮度差、亮度比判定纤维束的纤维取向状态的观点出发，第一光照射单元的光源和第二光照射单元的光源优选相同。作为第二光照射单元，可举出例如以下的单元，所述单元具备形成有长尺寸的光照射面的照射部，所述照射部具备白色LED和光扩散板。
需要说明的是，第二光照射单元不限于具备一对照射部的单元，也可以是仅包含1个照射部的单元。
拍摄单元2106以能够拍摄纤维束组F2的上表面的方式设置在纤维束组F2中由第一照射部2102a、第二照射部2102b、第三照射部2104a和第四照射部2104b所包围部分的中央上方。通过拍摄单元2106，能够拍摄纤维束组F2的上表面中由第一光照射单元2102或第二光照射单元2104进行了光照射的部分的静止图像。
作为拍摄单元，只要是能够拍摄可得到由第一光照射单元或第二光照射单元进行了光照射的状态的亮度信息的静止图像的单元即可。作为拍摄单元，可举出例如具备与第一光照射单元或第二光照射单元的光源相对应的黑白的光传感器的单元。
取向判定单元2108与拍摄单元2106电连接，能够从由拍摄单元2106拍摄的静止图像获得亮度信息。取向判定单元2108中，能够测定由第一光照射单元2102进行了光照射的状态的纤维束组F2的上表面的反射光的亮度、以及由第二光照射单元2104进行了光照射的状态的纤维束组F2的上表面的反射光的亮度，并算出其亮度差或亮度比。
作为取向判定单元，只要是具备从所拍摄的静止图像算出所述亮度差或亮度比的处理功能的单元就没有特别限定。作为取向判定单元，可举出例如具备处理部、存储部和判定部的单元，所述处理部对静止图像进行图像处理而得到亮度信息，并算出亮度差或亮度比，所述存储部存储由外部输入的亮度差或亮度比的阈值，所述判定部将由所述处理部得到的亮度差或亮度比与存储在所述存储部的阈值进行比较，判定纤维取向状态。此外，在纤维增强树脂材料的生产线上设有根据取向判定单元中的判定结果来控制制造条件的控制单元时，取向判定单元优选具备将所述判定部的判定结果传达至控制单元的接口部。
检查装置2100中，对于在沿一个方向行进的带状树脂片材P2上形成的纤维束组F2，可以分别由第一光照射单元2102和第二光照射单元2104从斜上方照射光。并且，通过拍摄单元2106，能够在由第一光照射单元2102或第二光照射单元2104进行了光照射的状态下拍摄纤维束组F2的上表面的静止图像。此时，如图14A所示，俯视时的光行进方向与纤维束f的纤维轴方向所成的角度越接近垂直，则在纤维束f的表面反射的光的反射角越大，反射光越容易到达上方的拍摄单元2106。另一方面，如图14B所示，俯视时的光行进方向与纤维束f的纤维轴方向所成的角度越接近平行，则在纤维束f的表面反射的光的反射角越小，反射光越难以到达上方的拍摄单元2106。
在由第一光照射单元2102对纤维束组F2进行了光照射的状态下，该光向俯视时树脂片材P2的宽度方向行进。在该状态下通过拍摄单元2106拍摄的静止图像中，纤维轴方向与树脂片材P2的长度方向相近的纤维束f越多，则亮度越高。因此，在由第一光照射单元2102进行了光照射的状态下，纤维轴方向与树脂片材P2的长度方向相近的纤维束f越多，则静止图像内的纤维束组F2中因反射光而产生的亮部的面积增大，亮度变高。另一方面，在由第二光照射单元2104对纤维束组F2进行了光照射的状态下，该光向俯视时树脂片材P2的长度方向行进。在该状态下通过拍摄单元2106拍摄的静止图像中，纤维轴方向与树脂片材P2的宽度方向相近的纤维束f越多，则亮度越高。因此，在由第二光照射单元2104进行了光照射的状态下，纤维轴方向与树脂片材P2的宽度方向相近的纤维束f越多，则静止图像内的纤维束组F2中因反射光而产生的亮部的面积增大，亮度变高。
这样，从由第一光照射单元2102进行了光照射的状态、以及由第二光照射单元2104进行了光照射的状态的各纤维束组F2的静止图像得到相同范围，根据针对该相同范围的各个亮度的比较，可以获知纤维轴方向与树脂片材P2的长度方向相近的纤维束f和与树脂片材P2的宽度方向相近的纤维束f的比例。由此，能够判定纤维束组F2的纤维取向状态。具体而言，通过取向判定单元2108，算出各个状态的亮度的亮度差或亮度比。亮度差的绝对值越小，则纤维取向越无规，而亮度差的绝对值越大，则纤维束f的纤维取向越存在偏重。此外，亮度比越接近1则纤维取向越无规，而亮度比越是远离1的值，则纤维束f的纤维取向越存在偏重。
如以上说明所示，如果使用本发明的纤维束组的检查装置，则即使在纤维增强树脂材料的生产线内，也能够容易地检查行进中的纤维束组中的纤维束的纤维取向状态。
需要说明的是，本发明的纤维束组的检查装置不限于所述的检查装置2100。例如，也可以是第一光照射单元和第二光照射单元各自包含1个照射部的检查装置。此外，也可以是在树脂片材的行进方向上第一光照射单元与第二光照射单元相比错开地配置在上游侧或下游侧的检查装置。在该情况下，设置2个分别与第一光照射单元和第二光照射单元对应的拍摄单元。
此外，来自第一光照射单元和第二光照射单元的俯视时的光照射方向也可以从树脂片材的宽度方向和长度方向偏离。其中，来自第一光照射单元和第二光照射单元的俯视时的光照射方向优选分别与树脂片材的宽度方向和长度方向一致。
本发明的纤维束组的检查装置可以合适地用于本发明的纤维增强树脂材料的制造装置。需要说明的是，本发明的纤维束组的检查装置也可以设置于不具备散布部的纤维增强树脂材料的制造装置，并用于检查其生产线内的纤维束组。
(纤维束组的检查方法)
以下，对于纤维束组的检查方法进行说明。纤维束组的检查方法具有下述的拍摄步骤和取向判定步骤。
拍摄步骤：对于由连续散布在沿一个方向行进的带状树脂(树脂片材)上的多个纤维束形成的片状的纤维束组，从斜上方分别照射俯视时相互交叉的方向的第一光和第二光，分别拍摄照射了所述第一光或第二光的状态的所述纤维束组的上表面的静止图像。
取向判定步骤：基于从所述拍摄步骤中拍摄的静止图像得到的亮度信息，算出照射了所述第一光的状态的亮度与照射了所述第二光的状态的亮度的亮度差或亮度比，判定所述纤维束组的纤维取向状态。
以下，对于片状纤维束组的检查方法，以使用检查装置2100的情况为例进行说明。
＜拍摄步骤＞
对于由连续散布在沿一个方向行进的带状树脂片材P2上的多个纤维束f形成的片状的纤维束组F2，由第一光照射单元2102从斜上方照射第一光。然后，在由第一光照射单元2102照射了第一光的状态下，通过拍摄单元2106拍摄纤维束组F2的上表面的静止图像。此外，停止由第一光照射单元2102照射第一光，对于纤维束组F2，由第二光照射单元2104从斜上方照射第二光。然后，在由第二光照射单元2104照射了第二光的状态下，通过拍摄单元2106拍摄纤维束组F2的上表面的静止图像。在该例中，由第一光照射单元2102照射的第一光与由第二光照射单元2104照射的第二光在俯视时是正交的。
对于通过第一光照射单元2102照射了第一光的状态以及通过第二光照射单元2104照射了第二光的状态的各个静止图像的拍摄，为了能够针对相同的范围进行亮度的比较，以使各自的拍摄范围的至少一部分重复的方式进行。具体而言，例如，每100ms切换由第一光照射单元2102进行了光照射的状态和由第二光照射单元2104进行了光照射的状态，并拍摄静止图像。
＜取向判定步骤＞
通过取向判定单元2108，基于由第一光照射单元2102照射了第一光的状态的静止图像，测定纤维束组F2的上表面的特定范围的亮度。此外，基于由第二光照射单元2104照射了第二光的状态的静止图像，测定纤维束组F2的上表面中与所述特定范围相同范围的亮度。进而，基于这些亮度算出照射了第一光的状态的亮度与照射了第二光的状态的亮度的亮度差或亮度比，判定纤维束组F2的纤维取向状态。例如，在以制造机械特性的各向同性优异的纤维增强树脂材料为目的的情况下，亮度差的绝对值越小，则越可以判定纤维取向为无规，为良好。此外，亮度比越接近1，则越可以判定纤维取向为无规，为良好。
根据以上说明的纤维束组的检查方法，即使在纤维增强树脂材料的生产线内，也能够容易地检查行进中的纤维束组中的纤维束的纤维取向状态。需要说明的是，纤维束组的检查方法不限于使用所述的检查装置2100的方法，也可以是使用在检查装置的说明中例示的其他检查装置的方法。例如，在第一光照射单元与第二光照射单元相比错开地配置在上游侧或下游侧的情况下，通过分别与第一光照射单元和第二光照射单元对应的拍摄单元以拍摄范围重复的方式依次进行拍摄即可。
所述的纤维束组的检查方法可以合适地用于后述的纤维增强树脂材料的制造方法。需要说明的是，所述的纤维束组的检查方法也可以在使用不具备散布部的制造装置的纤维增强树脂材料的制造方法中，用于检查生产线内的纤维束组。例如，也可以设为如下方法：根据由检查方法得到的判定结果，变更第一片材的输送速度等，调节为使各纤维束的纤维方向与第一片材的输送方向一致，制造具有各向异性的纤维增强树脂材料。
(纤维增强树脂材料的制造装置)
以下，作为在生产线内检查纤维束组的纤维取向状态的方式即第二实施方式的纤维增强树脂材料的制造装置的一个例子，对于制造在纤维束之间含浸有包含热固性树脂的糊剂而得到的SMC的制造装置进行说明。关于本实施方式的纤维增强树脂材料的制造装置21(以下，简称为制造装置21。)，基于图15进行说明。需要说明的是，图15为显示制造装置21的构成的概略构成图。此外，在以下说明中，与制造装置11同样地，设定XYZ正交坐标系，根据需要一边参照该XYZ正交坐标系一边对各构件的位置关系进行说明。
制造装置21具备纤维束供给部210、第一片材供给部211、第一输送部219、第一涂覆部212、裁断部213、散布部242、第二片材供给部214、第二输送部228、第二涂覆部215、含浸部216、检查装置2100和控制单元2200。
第一片材供给部211将从第一原版料卷R21开卷的长尺寸的第一片材(载体片材)S21供给至第一输送部219。第一输送部219具备导辊220、以及将无极带222套在一对带轮221a、221b之间而得到的输送带223。导辊220一边旋转一边将由第一片材供给部211供给的第一载体片材S21导向输送带223。输送带223通过使一对带轮221a、221b向同一个方向旋转而使无极带222环绕，在无极带222的表面上将第一片材S21朝着X轴方向的右侧(+X轴方向)输送。
第一涂覆部212位于第一输送部219中的导辊220侧的带轮221a的正上方，具备供给包含热固性树脂的糊剂P21的供给箱224。在供给箱224的底面形成有狭缝(未图示。)，使得糊剂P21从该狭缝以预定厚度涂覆在被输送的第一片材S21的表面上。被涂覆的糊剂P21伴随第一片材S21的输送而行进。
纤维束供给部210一边将长尺寸的纤维束f’从多个筒管217引出，一边介由多个导辊218向裁断部213供给。裁断部213与第一涂覆部12相比位于输送方向的下游侧、且第一片材S21的上方。裁断部213具备将由纤维束供给部210供给的纤维束f’连续裁断成预定长度的裁断机213A。裁断机213A具备导辊225、夹送辊226、以及切割辊227。导辊225一边旋转一边将由纤维束供给部210供给的纤维束f’导向下方。夹送辊226一边在与导辊225之间夹入纤维束f’，一边向与导辊225相反的方向旋转。由此，从多个筒管217引出纤维束f’。切割辊227一边旋转一边将纤维束f’裁断成预定长度。通过裁断机213A裁断成预定长度的纤维束f落下而被散布在糊剂P21上，形成片状的纤维束组F2。
在涂覆于第一片材S21上的糊剂P21与裁断机213A之间，配置有散布部242。散布部242具备多个杆240。多个杆240与第一实施方式同样地，以其长度方向成为第一片材S21的长度方向(X轴方向)的方式，在俯视时第一片材S21的宽度方向(Y轴方向)上相互隔着间隔而平行地并排配置。各杆240通过例如将它们的一个端部安装于支撑杆而被支撑。由裁断机213A裁断而落下的纤维束f中，与杆240接触的纤维束f易于倒向与第一片材S21的行进方向不同的方向。由此，能够在抑制从纤维束f产生细毛(纤维屑)的同时，使纤维束f无方向性且均匀地分散在涂覆于第一片材S21上的糊剂P21上。
作为各杆240的形态，可举出与第一实施方式的各杆140相同的形态，优选的形态也是相同的。具体而言，各杆240的从第一片材S21起的高度可以适宜设定。杆240的截面形状可举出圆形、矩形、多边形等，优选为圆形。各杆240的直径可设为例如0.1～10mm程度。
相邻的杆240的俯视时的间隔相对于由裁断机213A裁断的纤维束f的平均长度优选为0.9～1.6倍。如果所述间隔为下限值以上，则纤维束f不易堆积在杆240之间。如果所述间隔为上限值以下，则由于充分比例的纤维束f与杆240接触，因而容易形成纤维取向为无规的纤维束组F2。
从容易形成各纤维束f以无规的纤维取向进行散布而得到的纤维束组F2的观点出发，杆240优选接近水平方向。使杆240倾斜时，杆240相对于水平方向的倾斜角度α(图16)优选为超过0°且40°以下。
也可以使杆240振动。在该情况下，对于使杆240振动的方向，可以是长度方向(X轴方向)、宽度方向(Y轴方向)和高度方向(Z轴方向)中的任一方向。也可以使杆240向多个方向振动。
第二片材供给部214将从第二原版料卷R22开卷的长尺寸的第二片材(载体片材)S22供给至第二输送部228。第二输送部228位于由输送带223输送的第一片材S21的上方，具备多个导辊229。第二输送部228将由第二片材供给部214供给的第二片材S22向与第一片材S21相反的的方向(X轴方向的左侧)输送后，利用多个导辊229使输送方向反转为与第一片材S21相同的方向。
第二涂覆部215位于沿与第一片材S21相反的方向输送的第二片材S22的正上方，具备供给包含热固性树脂的糊剂P21的供给箱230。在供给箱230的底面形成有狭缝(未图示。)，使得糊剂P21从该狭缝以预定厚度涂覆在被输送的第二片材S22的表面上。所涂覆的糊剂P21伴随第二片材S22的输送而行进。
含浸部216与裁断机213A相比位于输送方向的下游侧，具备贴合机构231和加压机构232。贴合机构231位于输送带223的另一个带轮221b的上方，具备多个贴合辊233。多个贴合辊233在与形成有糊剂P21的第二片材S22的背面接触的状态下在输送方向上并排配置。此外，以使第二片材S22相对于第一片材S21逐渐接近的方式配置有多个贴合辊233。
在贴合机构231中，将第一片材S21和第二片材S22一边以在其之间夹入有糊剂P21、纤维束组F2和糊剂P21的状态下重叠一边输送。其中，在夹入有糊剂P21、纤维束组F2和糊剂P21的状态下将第一片材S21和第二片材S22贴合而得到的片材称为贴合片材S23。
加压机构232位于贴合机构231的下游侧，具备使无极带235a套在一对带轮234a、234b之间而得到的下侧输送带236A、以及使无极带235b套在一对带轮234c、234d之间而得到的上侧输送带236B。下侧输送带236A和上侧输送带236B在使彼此的无极带235a、235b紧挨的状态下彼此相对地配置。
加压机构232中，通过使下侧输送带236A的一对带轮234a、234b向相同方向旋转而使无极带235a环绕。此外，加压机构232中，通过上侧输送带236B的一对带轮234c、234d向相同方向旋转，从而使无极带235b以与无极带235a相同的速度向相反方向环绕。由此，将夹在无极带235a、235b之间的贴合片材S23向X轴方向的右侧输送。
下侧输送带236A中，配置有用于调整施加于无极带235a的张力的一对张紧轮237a、237b。同样地，上侧输送带236B中，配置有用于调整施加于无极带235a的张力的一对张紧轮237c、237d。这些张紧轮237a、237b、237c、237d设置在与无极带235a、235b的紧挨部分相反的一侧。
加压机构232中进一步设置有多个下侧辊238a和多个上侧辊238b。多个下侧辊238a在与无极带235a的紧挨部分的背面接触的状态下在输送方向上并排配置。同样地，多个上侧辊238b在与无极带235b的紧挨部分的背面接触的状态下在输送方向上并排配置。此外，多个下侧辊238a和多个上侧辊238b沿着贴合片材S23的输送方向彼此错开地并排配置。
加压机构232中，在贴合片材S23通过无极带235a、235b之间的期间，利用多个下侧辊238a和多个上侧辊238b将夹在第一片材S21与第二片材S22之间的糊剂P21、纤维束组F2和糊剂P21进行加压。此时，使糊剂P21含浸于纤维束组F2中。由此，能够得到纤维增强树脂材料(SMC)的原版R2。原版R2可以切断成预定长度而用于成型。需要说明的是，第一片材S21和第二片材S22在SMC的成型前从SMC剥离。
检查装置2100设置在裁断机213A与贴合机构231之间的第一片材S21的上方。具体而言，如图10～13所示，第一光照射单元2102的第一照射部2102a和第二照射部2102b，以彼此相对的方式设置在处于糊剂P21的宽度方向外侧的纤维束组F2的斜上方。此外，第二光照射单元2104的第三照射部2104a和第四照射部2104b以在纤维束组F2的上方彼此相对的方式设置在糊剂P21的行进方向上的第一照射部2102a和第二照射部2102b的两侧。此外，在由第一照射部2102a、第二照射部2102b、第三照射部2104a和第四照射部2104b所包围部分的中央上方设置有拍摄单元2106。此外，设置有与拍摄单元2106电连接的取向判定单元2108。
控制单元2200与取向判定单元2108电连接，被传达由取向判定单元2108做出的判定结果。控制单元2200能够控制杆240的相对于水平方向的倾斜角度α、振动数。此外，控制单元2200通过调节第一输送部219中的一对带轮221a、221b的旋转，控制输送带223的速度，从而能够控制与所输送的第一片材S21一同行进的糊剂P21的行进速度。
需要说明的是，具备检查装置的纤维增强树脂材料的制造装置不限于所述的制造装置21。例如，代替具备多个杆240的散布部242，可以设置具备对经裁断而落下的纤维束f喷射空气等气体的气体散布机的散布部。此外，具备检查装置的纤维增强树脂材料的制造装置，也可以是用于制造冲压成型片材中所用的纤维增强树脂材料的制造装置，所述冲压成型片材中使用热塑性树脂来代替热固性树脂。
(纤维增强树脂材料的制造方法)
本发明的纤维增强树脂材料的制造方法中，可以包含检查步骤，在散布步骤之后，检测散布在树脂上的纤维束组的纤维取向状态。包含检查步骤的纤维增强树脂材料的制造方法中，检查步骤优选具有下述的拍摄步骤和取向判定步骤。
拍摄步骤：对于将经裁断的纤维束散布于树脂上而形成的纤维束组，从斜上方分别照射俯视时相互交叉的方向的第一光和第二光，分别拍摄照射了所述第一光或第二光的状态的所述纤维束组上表面的静止图像。
取向判定步骤：基于从在所述拍摄步骤中拍摄的静止图像得到的亮度信息，算出照射了所述第一光的状态的亮度与照射了所述第二光的状态的亮度之间的亮度差或亮度比，判定所述纤维束组的纤维取向状态。
以下，作为包含检查步骤的方式的第二实施方式的纤维增强树脂材料的制造方法的一个例子，对于使用制造装置21的方法进行说明。本实施方式的纤维增强树脂材料的制造方法为利用上述的本发明的纤维束组的检查方法来制造含有多个纤维束和树脂的纤维增强树脂材料(SMC)的方法。本实施方式的纤维增强树脂材料的制造方法是具有下述的涂覆步骤、裁断步骤、散布步骤、检查步骤、含浸步骤和控制步骤的方法。
涂覆步骤：在由第一输送部219输送的第一片材S21上涂覆糊剂P21。
裁断步骤：将长尺寸的纤维束f’用裁断机213A裁断。
散布步骤：使经裁断的纤维束f用散布部242分散，连续散布在涂覆于第一片材S21上的、沿一个方向行进的带状糊剂P21上而形成纤维束组F2。
检查步骤：通过检查装置2100检查形成在糊剂P21上的纤维束组F2的纤维取向状态。
含浸步骤：检查步骤后，将第一片材S21上的糊剂P21和纤维束组F2进行加压，使糊剂P21含浸于纤维束f之间而得到纤维增强树脂材料。
控制步骤：基于所述检查步骤中的判定结果，变更所述散布步骤的条件，控制纤维束组F2的纤维取向状态。
＜涂覆步骤＞
通过第一片材供给部211，从第一原版料卷R21开卷长尺寸的第一片材S21并供给至第一输送部219，通过第一涂覆部212以预定厚度涂覆糊剂P21。通过利用第一输送部219输送第一片材S21，从而使涂覆在第一片材S21上的糊剂P21行进。对于涂覆在第一片材S21的表面上的糊剂P21的厚度，没有特别限定。
作为糊剂P21中所含的热固性树脂，没有特别限定，可举出例如不饱和聚酯树脂等。糊剂P21中可以配合碳酸钙等填充剂、低收缩化剂、脱模剂、固化引发剂、增粘剂等。
＜裁断步骤＞
通过纤维束供给部210，将长尺寸的纤维束f’从多个筒管217引出并供给至裁断部213，在裁断机213A中以成为预定长度的方式连续地裁断纤维束f’。
＜散布步骤＞
由于在第一片材S21与裁断机213A之间并排配置有多个杆240，因而由裁断机213A裁断的纤维束f朝着这些多个杆240落下。由裁断机213A裁断而落下的纤维束f的一部分与杆240接触而朝向与第一片材S21的行进方向不同的方向。由此，纤维束f被分散，形成在所涂覆的糊剂P21上以无规的纤维取向散布有各纤维束f的片状的纤维束组F2。纤维束组F2的厚度没有特别限定。
作为纤维束，优选为碳纤维束。需要说明的是，作为纤维束，也可以使用玻璃纤维束。
＜检查步骤＞
拍摄步骤中，对于纤维束组F2由第一光照射单元2102照射第一光，通过拍摄单元2106拍摄纤维束组F2的上表面的静止图像。此外，对于纤维束组F2，由第二光照射单元2104照射第二光，通过拍摄单元2106拍摄纤维束组F2的上表面的静止图像。接着，在取向判定步骤中，通过取向判定单元2108，根据各个静止图像测定照射了第一光的状态的亮度和照射了第二光的状态的亮度，算出它们的亮度差或亮度比，判定纤维束组F2的纤维取向状态。
＜含浸步骤＞
通过第二片材供给部214，从第二原版料卷R22开卷长尺寸的第二片材S22并供给至第二输送部228。通过第二涂覆部215，将糊剂P21以预定厚度涂覆在第二片材S22的表面上。对于涂覆在第二片材S22上的糊剂P21的厚度，没有特别限定。
通过输送第二片材S22而使糊剂P21行进，在含浸部216中，通过贴合机构231在检查后的纤维束组F2上贴合糊剂P21。然后，通过加压机构232对糊剂P21、纤维束组F2和糊剂P21进行加压，使糊剂P21含浸于纤维束组F2中。由此，能够得到纤维增强树脂材料被第一片材S21和第二片材S22夹持的原版R2。
＜控制步骤＞
控制步骤中由取向判定单元2108向控制单元2200传达判定结果，基于该判定结果控制散布步骤的条件，调节纤维束组F2中的各纤维束的取向状态。
第一片材S21上的糊剂P21的行进速度对纤维束组F2的纤维取向状态影响较大。由于在经裁断的纤维束f的前端着落于糊剂P21上后也被第一片材S21输送，因而各纤维束f的纤维方向容易在第一片材S21的行进方向上对齐。第一片材S21的输送速度越快，则纤维束f着落后容易在倒向与第一片材S21的输送方向垂直的方向之前，被拖向第一片材S21的输送方向，朝向第一片材S21的输送方向的取向变得显著。因此，控制步骤中，优选通过根据检查步骤的检查结果调节输送带223的速度来变更第一片材S21的输送速度、以及涂覆在第一片材S21上的糊剂P21的行进速度，控制纤维束组F2中的各纤维束的取向状态。
例如，在取向判定单元2108中判定纤维束组F2的纤维取向存在偏重而为不良的情况下，通过控制单元2200使第一片材S21的输送速度、以及涂覆在第一片材S21上的糊剂P21的行进速度降低，抑制各纤维束f的纤维方向在第一片材S21的输送方向上对齐。这样，在调节输送带223的速度而变更第一片材S21的输送速度、以及涂覆在第一片材S21上的糊剂P21的行进速度的情况下，对于将长尺寸的纤维束f’供给至裁断部213的速度、裁断机213A的裁断速度，也与其相应地调节。
对于纤维束组F2的纤维取向状态，杆240相对于水平方向的倾斜角度α也会产生影响。因此，控制步骤中，也优选根据检查步骤的检查结果变更多个杆240相对于水平方向的倾斜角度α，调节纤维束组F2中的多个纤维束f的纤维取向状态。此外，对于纤维束组F2的纤维取向状态，杆240的振动数也会产生影响。因此，控制工序中，也优选根据检查步骤的检查结果变更多个杆240的振动数，控制纤维束组F2中的多个纤维束f的纤维取向状态。
通过变更第一片材S21的输送速度和第一片材S21上的糊剂P21的行进速度来进行的纤维取向状态的控制、通过变更杆240相对于水平方向的倾斜角度α来进行的纤维取向状态的控制、以及通过变更杆240的振动数来进行的纤维取向状态的控制中，可以进行其中的任一个，也可以组合两个以上。
以往，已知在层叠多张不含树脂而纤维具有方向性的单张式的各向异性纤维片材时，评价该各向异性纤维片材的纤维方向的方法。具体而言，在日本特开2007-187545号公报中，公开了如下的方法：对于各向异性纤维片材，一边由移动的光源照射光一边拍摄片材表面的动画，根据在片材表面被纤维反射的光所形成的亮部进行移动的轨迹来判别纤维取向方向。
但是，即使将所述方法适用于制造后的SMC等纤维增强树脂材料，由于含浸有树脂，因而也无法充分得到被纤维反射的光，很难从亮部的轨迹来判别纤维取向状态。此外，也可以考虑使用所述方法，在纤维增强树脂材料的生产线内检查纤维束组的纤维取向状态，但在连续制造纤维增强树脂材料的生产线内利用所述方法检查纤维束组的纤维取向状态是很困难的。具体而言，在纤维增强树脂材料的生产线中，由于纤维束组与第一片材及树脂(糊剂)一同行进，因此各纤维束中的反射光的亮部的轨迹会变得与纤维束的取向方向不一致。此外，由于纤维增强树脂材料中的纤维束组由经裁断的纤维长度短的纤维束形成，因而各纤维束中的亮部的移动距离变短。因此，在纤维增强树脂材料的生产线内通过亮部的轨迹来检查纤维束组的纤维取向状态是很困难的。
与此相对，根据第二实施方式的纤维增强树脂材料的制造方法，能够在生产线内检查纤维束组的纤维取向状态，容易地判定纤维增强树脂材料中的纤维取向状态。此外，可以根据检查结果变更制造条件，控制纤维束组的纤维取向状态而制造纤维增强树脂材料。
需要说明的是，本发明的纤维增强树脂材料的制造方法不限于使用上述制造装置21的方法。也可以是例如使用检查装置2100以外的检查装置的制造方法。此外，对于本发明的纤维增强树脂材料的制造方法，在作业者确认检查结果而手动控制制造条件的情况等时，也可以是使用不具备控制单元的制造装置的方法。
具有检查步骤的纤维增强树脂材料的制造方法也可以是如下的方法，该方法中，散布步骤为对经裁断而落下的纤维束喷射空气等气体而使其分散并进行散布的步骤。此外，具有检查步骤的纤维增强树脂材料的制造方法也可以是使用热塑性树脂来代替热固性树脂，制造冲压成型片材中所用的纤维增强树脂材料的方法。
[纤维增强树脂材料]
接着，作为本发明的一个实施方式所涉及的纤维增强树脂材料，对于通过上述的纤维增强树脂材料的制造方法制造的纤维增强树脂材料进行具体说明。
本发明的一个实施方式的纤维增强树脂材料为使树脂含浸于经分散的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料，通过X射线衍射法检测衍射角2θ为25.4°的衍射X射线，由下式(1)～(3)求出的粗糙度β为0.5～4.5。
[数4]
其中，所述式中，f(φi)由下式(2)表示，是从X射线衍射测定中的第i个旋转角度(φi)的亮度(I(φi))减去平均亮度而得到的亮度，dφ为X射线衍射测定的步宽。I(φi)是由下式(3)表示的、以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。
[数5]
粗糙度β是由纤维增强树脂材料的X射线衍射测定中来源于纤维取向的线形求出的值，利用以下方法测定。
将在长度方向上连续的纤维增强树脂材料沿宽度方向切割，将经切割的2片样品以长度方向相同的方式重叠而制成片状的纤维增强树脂材料，从该片状的纤维增强树脂材料中的纵300mm×横300mm的范围内按照等间距切出25个纵15mm×横15mm的试验片(N＝25)。使用X射线装置，一边用透过法对所述试验片照射X射线，一边使所述试验片以其厚度方向为轴旋转，一边利用配置成衍射角2θ＝25.4°的检测器收集衍射X射线，测定第i个旋转角度(φi)时的亮度(I(φi))。其中，I(φi)是由式(3)表示的、以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。
接着，如式(2)所表示，定义从亮度(I(φi))减去平均亮度而得到的亮度f(φi)，根据使用亮度f(φi)导出的式(1)求出25个试验片各自的粗糙度，将它们的平均值设为粗糙度β。
粗糙度β越接近零，则越表示纤维束取向的紊乱少。
如果粗糙度β为0.5以上，则纤维束取向的均匀性不会变得过高，能够抑制作为SMC、冲压成型片材进行成型加工时树脂的流动性受损而使得成型性降低。此外，无需过度地降低纤维增强树脂材料的生产线的速度，能够确保充分的生产率。粗糙度β优选为1.0以上，更优选为1.5以上，进一步优选为2.0以上，特别优选为2.5以上。
如果粗糙度β为4.5以下，则能够抑制将片状的纤维增强树脂材料成型所得到的成型品各部位的物性的各向异性(例如，长度方向和宽度方向的弯曲弹性模量之差)变得过高。粗糙度β优选为4.0以下，更优选为3.5以下。
本发明的一个实施方式的纤维增强树脂材料为使树脂含浸于经分散的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料，将纤维增强树脂材料的长度方向设为0°方向，将宽度方向设为90°方向时，通过X射线衍射法来检测衍射角2θ为25.4°的衍射X射线，以0°方向为基准的所述纤维束的晶体取向度fa的平均值和标准偏差的合计值为0.05～0.13，所述晶体取向度fa通过下式(4)～(6)求出。
[数6]
fa＝20-1…(4)
其中，式(4)中，a为由式(5)表示的取向系数。I(φi)为X射线衍射测定中的第i个旋转角度(φi)的亮度，是由式(6)表示的、以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。
纤维束的晶体取向度是通过对纤维增强树脂材料照射X射线而生成衍射图像，根据从该衍射图像算出的晶体取向度求出的值，利用以下方法测定。
与粗糙度β的测定方法同样地，从片状的纤维增强树脂材料切出25个试验片(N＝25)，使用X射线装置收集衍射角2θ＝25.4°的衍射X射线，测定第i个旋转角度(φi)时的亮度(I(φi))。其中，I(φi)是由式(6)表示的、以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。接着，使用所测定的I(φi)，针对25个试验片分别通过式(5)求出取向系数a。进而，使用所得到的取向系数a，针对25个试验片分别通过式(4)求出晶体取向度fa，算出它们的平均值和标准偏差。
如果纤维束的晶体取向度fa的平均值与标准偏差的合计值为0.05以上，则纤维束的取向的均匀性不会变得过高，能够抑制作为SMC、冲压成型片材进行成型加工时树脂的流动性受损而使得成型性降低。此外，无需过度地降低纤维增强树脂材料的生产线的速度，能够确保充分的生产率。
纤维束的晶体取向度fa的平均值和标准偏差的合计值优选为0.06以上，更优选为0.08以上。
如果纤维束的晶体取向度fa的平均值与标准偏差的合计值为0.13以下，则能够抑制将纤维增强树脂材料成型而得到的成型品的长度方向和宽度方向的各部位间的物性的偏差(CV值)变得过大。
纤维束的晶体取向度fa的平均值与标准偏差的合计值优选为0.12以下，更优选为0.11以下。
如上所示，就本发明的纤维增强树脂材料而言，可以使用上述的纤维增强树脂材料的制造方法使经裁断的纤维束无方向性且均匀地分散，因而能够在全部方向上均匀地保持强度。此外，本发明的纤维增强树脂材料由于成型加工时树脂的流动性优异，因而成型性优异。
[成型品]
本发明的成型品是使树脂含浸于经分散的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料的成型品。就本发明的成型品而言，将成型品的长度方向设为0°方向，将宽度方向设为90°方向时，沿各个方向的弯曲弹性模量[GPa]之比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为0.8～1.2。此外，就本发明的成型品而言，沿0°方向和90°方向的各个方向的弯曲弹性模量的变异系数(CV)(0°弯曲弹性模量的CV以及90°弯曲弹性模量的CV)[％]均为5～15。
比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为表示成型品中的纤维束的取向方向的均匀性的值。比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为0.8～1.2，优选为0.9～1.1，更优选为0.95～1.05。如果比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为所述范围内，则成型品的物性的各向异性充分低，实用上没有问题。
0°弯曲弹性模量的变异系数(CV)为5～15，优选为5～12，更优选为7～9。如果0°弯曲弹性模量的变异系数(CV)为下限值以上，则能够抑制纤维束的取向的均匀性变得过高，作为SMC、冲压成型片材进行成型加工时树脂的流动性受损而使得成型性降低。此外，无需过度地降低纤维增强树脂材料的生产线的速度，能够确保充分的生产率。如果0°弯曲弹性模量的变异系数(CV)为上限值以下，则成型品的长度方向的各部位间的物性偏差(CV值)充分小。
出于与0°弯曲弹性模量的变异系数(CV)同样的理由，90°弯曲弹性模量的变异系数(CV)为5～15，优选为5～12，更优选为7～9。如果90°弯曲弹性模量的变异系数(CV)为上限值以下，则成型品的宽度方向的各部位间的物性偏差(CV值)充分小。
以下，通过实施例具体说明本发明。但是，本发明不限于以下的实施例，可以在不变更其主旨的范围内适宜变更而实施。
[第一实施例]
第一实施例中，使用图1中例示的制造装置11，测定：在变更了相邻的杆140的间隔D时的第一片材S11的表面上，沿第一片材S11的输送方向(设为0°方向。)堆积的纤维束CF的数量、沿第一片材S11的宽度方向(设为90°方向。)堆积的纤维束CF的数量、以及二者之差(0°-90°)。该差的绝对值越小，则越能够判断为能够使纤维束CF无方向性且均匀地分散。需要说明的是，将本实施例中的第一片材S11的输送速度设为5m/分钟。
此外，对于杆140倾斜的角度θA也进行变更而进行测定。将该测定结果汇总而示于表1。此外，将表1所示的测定结果图表化而示于图17。
[表1]
需要说明的是，本测定中的纤维束CF的纤维长度的平均值为25.4mm。此外，本测定中，拍摄堆积在第一片材S11的表面上的纤维束CF，从所得图像中，提取沿第一片材S11的输送方向(0°方向)堆积的纤维束CF、以及沿第一片材S11的宽度方向(90°方向)堆积的纤维束CF，将各自的数量(像素)计数。此外，本测定中，作为比较例，对于不配置杆140的情况也进行同样的测定。需要说明的是，关于该测定结果，示于表1以及图17的左侧。
如表1和图17所示，通过在裁断机113A的下方配置多个杆140，并调整其间隔D和倾斜角度θA，能够变更沿第一片材S11的输送方向(0°方向)堆积的纤维束CF与沿第一片材S11的宽度方向(90°方向)堆积的纤维束CF的比例。
此外可知，根据杆140的间隔D和倾斜角度θA，有时沿第一片材S11的宽度方向(90°方向)堆积的纤维束CF的比例会比沿第一片材S11的输送方向(0°方向)堆积的纤维束CF的比例大。在该情况下，通过提高上述的第一片材S11的输送速度，能够提高沿第一片材S11的输送方向(0°方向)堆积的纤维束CF的比例。
据此，除了调整杆140的间隔D和倾斜角度θA之外，通过调整第一片材S11的输送速度，也能够变更沿第一片材S11的输送方向(0°方向)堆积的纤维束CF与沿第一片材S11的宽度方向(90°方向)堆积的纤维束CF的比例。
[第二实施例]
第二实施例中，使用图1中例示的制造装置11，除了将相邻的杆140的间隔D等条件变更为下述表2中所示的条件以外，与第一实施例同样地操作，制造SMC。需要说明的是，将本实施例中的第一片材S11的输送速度设为5m/分钟。
作为纤维束CF，使用三菱丽阳公司制的碳纤维(产品名：TR50S15L)。此外，糊剂P1如下调制。
即，相对于作为热固性树脂的环氧丙烯酸酯树脂(产品名：NEOPOL 8051，日本U-PICA公司制)100质量份，添加作为固化剂的1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷的75％溶液(产品名：PERHEXAC-75(EB)，日本油脂株式会社制)0.5质量份以及过氧化异丙基碳酸叔丁酯的74％溶液(产品名：Kayacarvone(カヤカルボン)BIC-75、Kayaku Akzo株式会社制)0.5质量份，添加作为内部脱模剂的磷酸酯系衍生物组合物(产品名：MOLD WIZ INT-EQ-6，AxelPlastic Research Laboratories公司制)0.35质量份，添加作为增粘剂的改性二苯基甲烷二异氰酸酯(产品名：COSMONATE LL，三井化学株式会社制)15.5质量份，添加作为稳定剂的1,4-苯醌0.02质量份，添加碳纤维毡合纤维(商品名：MP30X，重均纤维长度95μm、350μm以下的纤维的含有率95％、日本Polymer产业公司制)5质量份，将它们充分混合搅拌而得到糊剂P1。
然后，对于将所制造的SMC(纤维束CF的含有率49质量％)成型而得到的成型板，对其强度等(弯曲强度、弯曲弹性模量)进行评价。
具体而言，本评价试验中，首先，在不配置杆140的情况(比较例1)、杆140的间隔D为32mm并且倾斜角度θA为15°的情况(实施例1)、以及杆140的间隔D为32mm并且倾斜角度θA为25°的情况(实施例2)下进行SMC的制造。
接着，在制造SMC后，将SMC在25±5℃的温度下养护1周，然后，对于在端部具有嵌合部的面板成型用模具(300mm×300mm×2mm，表面镀铬精加工)，将SMC切断成230mm×230mm，使SMC制造装置中的SMC的输送方向(MD方向)对齐，将2片投入模具中央。然后，在模具内对SMC以140℃、8MPa、5分钟的条件进行加热加压，得到SMC的成型板。需要说明的是，对于SMC，将约150g的2片SMC沿相同方向层叠，成为约300g。
接着，为了测定SMC的成型板的弯曲强度和弯曲弹性模量，按照图19所示的配置，从SMC的成型板沿着SMC的输送方向(0°方向)和宽度方向(90°方向)分别切出6片长度110mm、宽度25mm的试验片。然后，使用5kN Instron万能试验机，以L/D＝40、十字头速度5mm/分钟对各试验片进行3点弯曲试验，测定各自的弯曲强度和弯曲弹性模量，求出各自的平均值。进而，计算其差分(0°-90°)、比(0°/90°)。将该评价结果汇总而示于表2。此外，将表2所示的测定结果图表化而示于图18。
[表2]
如表2和图18所示，可知在配置有杆140的情况下，与不配置杆140的情况相比，所制造的SMC的强度(弯曲强度、弯曲弹性模量)的方向性少。由此可知，在配置有杆140的情况下，能够使纤维束无方向性且均匀地分散。
(第三实施例)
第三实施例中，在SMC制造装置中将杆140的间隔D设为32mm，将杆140的角度θA设为25°，将第一片材S11的输送速度设为3m/分钟，除了在糊剂P1的调制时没有添加碳纤维毡合纤维以外，与第二实施例同样地操作，制作了SMC(纤维束CF的含有率53质量％)。
并且，使用该SMC，与第二实施例同样地操作，得到SMC的成型板。此外，与第二实施例同样地切出弯曲试验片，与第二实施例同样地进行弯曲试验。其中，第三实施例中的试验条件如下述表3所示。
[表3]
进而，为了测定SMC的成型板的拉伸强度和拉伸弹性模量，按照图20A和图20B所示的配置，从SMC的成型板沿着SMC的输送方向(0°方向)和宽度方向(90°方向)分别切出6片图21中图示的试验片。然后，使用100kN Instron万能试验机，按照下述表4的试验条件进行拉伸试验。
[表4]
然后，将所得评价结果汇总而示于下述表5和表6。需要说明的是，对于90°方向的试验，改变测定温度来进行，一并示于同一表中。
[表5]
[表6]
此外，使用下述式，算出表5和表6中的标准偏差、CV(变异系数)。
[数7]
标准偏差·CV(变异系数)
其中，
Sn-1＝样品标准偏差；
CV＝样品变异系数(％)
n＝样本数；
xi＝测定或衍生的性质
如表5和表6所示，可知对于将SMC的长度方向设为0°方向，将宽度方向设为90°方向时，沿各个方向的弯曲弹性模量[GPa]之比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为0.8～1.2，且沿各个方向的弯曲弹性模量的变异系数(CV)(0°弯曲弹性模量的CV和90°弯曲弹性模量的CV)[％]均为5～15的SMC而言，强度(弯曲强度、弯曲弹性模量)的方向性少，能够在全部方向上更加均匀地保持其强度。即，关于该SMC，如上述第三实施例中所示，成型加工时树脂的流动性优异，成型品的物性的各向异性、偏差得以降低。
[实验例A1]
作为第一光照射单元和第二光照射单元，准备棒状的LED照明(白色棒132-15、照明：CA-DBW13、扩散板：OP-42282、基恩士公司制)。作为拍摄单元，准备数字速度黑白摄像机(XG-035M、基恩士公司制)以及高分辨率、低失真镜头16mm(CA-LH16)。作为取向判定单元，准备高速、柔性图像处理系统(控制器：XG-7000、照明扩展单元：CA-DC21E、基恩士公司制)。
将碳纤维束(商品名“TR50S15L”、三菱丽阳公司制)以平均纤维长度成为25.4mm的方式裁断，将这些多个碳纤维束以纤维轴方向在一个方向对齐的方式排列，制作俯视时为纵100mm×100mm的矩形状且片状的试验用纤维束组。在所述试验用纤维束组的周围，以对于所述试验用纤维束组从斜上方以45°的角度照射光的方式分别配置一对第一光照射单元和一对第二光照射单元。此时，使一对第一光照射单元的长度方向与试验用纤维束组中的纤维束的纤维轴方向平行，一对第二光照射单元的长度方向与试验用纤维束组中的纤维束的纤维轴方向正交。将该状态的试验用纤维束组中的纤维束的纤维轴方向设为0°。
在试验用纤维束组的中央的上方设置拍摄单元。一边由第一光照射单元对试验用纤维束组进行光照射，一边通过拍摄单元拍摄试验用纤维束组的上表面的静止图像，通过取向判定单元测定该试验用纤维束组的上表面的亮度。接着，使该试验用纤维束组以5°的刻度旋转至90°，针对各角度的纤维束的纤维轴方向，同样地拍摄由第一光照射单元进行了光照射的状态的静止图像，分别测定了亮度。接着，停止由第一光照射单元进行的光照射，由第二光照射单元对试验用纤维束组进行光照射，测定纤维束的纤维轴方向为90°的试验用纤维束组的上表面的亮度。接着，使该试验用纤维束组以5°的刻度旋转至0°，针对各角度的纤维束的纤维轴方向，同样地拍摄由第二光照射单元进行了光照射的状态的静止图像，分别测定亮度。将各角度的纤维束的纤维轴方向的试验用纤维束组的亮度的测定结果示于图22。
如图22所示，由第一光照射单元进行的光照射中，对于纤维轴方向为0°的纤维束，从斜上方沿着俯视时正交的方向照射光，其中，纤维束的纤维轴方向越接近0°，则静止图像内的试验用纤维束组中因反射光而产生的亮部的面积越增大，亮度越高。另一方面，由第二光照射单元进行的光照射中，对于纤维轴方向为90°的纤维束，从斜上方沿着俯视时正交的方向照射光，其中，纤维束的纤维轴方向越接近90°，则静止图像内的试验用纤维束组中因反射光而产生的亮部的面积越增大，亮度越高。此外，在纤维束的纤维轴方向为30～60°的范围内，无论是第一光照射单元的光照射还是第二光照射单元的光照射，亮度都非常小。
[实施例A1]
通过图15中例示的制造装置21制造纤维增强树脂材料。作为长尺寸的纤维束f’，使用碳纤维束(商品名“TR50S15L”，三菱丽阳公司制)。糊剂P21如下调制。相对于作为热固性树脂的环氧丙烯酸酯树脂(产品名：NEOPOL8051、日本U-PICA公司制)100质量份，添加作为固化剂的1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷的75％溶液(产品名：PERHEXA C-75(EB)，日本油脂公司制)0.5质量份和过氧化异丙基碳酸叔丁酯的74％溶液(产品名：Kayacarvone BIC-75，Kayaku Akzo公司制)0.5质量份，添加作为内部脱模剂的磷酸酯系衍生物组合物(产品名：MOLD WIZ INT-EQ-6，Axel Plastic Research Laboratories公司制)0.35质量份，添加作为增粘剂的改性二苯基甲烷二异氰酸酯(产品名：COSMONATE LL、三井化学公司制)15.5质量份，添加作为稳定剂的1,4-苯醌0.02质量份，添加碳纤维毡合纤维(商品名：MP30X，重均纤维长度95μm、350μm以下的纤维的含有率99质量％，日本Polymer产业公司制)5质量份，将它们充分混合搅拌而得到糊剂P21。
检查装置2100中，作为第一光照射单元2102的第一照射部2102a和第二照射部2102b，分别使用一对棒状的LED照明(白色棒132-15，照明：CA-DBW13，扩散板：OP-42282，基恩士公司制)。此外，作为第二光照射单元2104的第三照射部2104a和第四照射部2104b，准备与第一照射部2102a和第二照射部2102b相同的照射部。作为拍摄单元2106，使用数字速度黑白摄像机(XG-035M，基恩士公司制)以及高分辨率、低失真镜头16mm(CA-LH16)。作为取向判定单元2108，使用高速、柔性图像处理系统(控制器：XG-7000，照明扩展单元：CA-DC21E，基恩士公司制)。关于第一照射部2102a相对于水平方向的倾斜角度φ1、第二照射部2102b相对于水平方向的倾斜角度φ2、第三照射部2104a相对于水平方向的倾斜角度θ1、以及第四照射部2104b相对于水平方向的倾斜角度θ2，均设为45°。
纤维增强树脂材料的制造中，形成厚度0.5mm的第一树脂片材S21，将纤维束f’用裁断机213A裁断而制成平均纤维长度为25.4mm的纤维束f，使该纤维束f落下，形成厚度1.0mm的片状纤维束组F2。第一片材S21的输送速度、以及涂覆在第一片材S21上的糊剂P21的行进速度(输送带223的速度)设为5m/分钟。此外，作为杆240，以与第一片材S21的输送方向平行的方式并排配置直径3.0mm的多个杆。相邻的杆240之间隔设为35mm。杆240相对于水平方向的倾斜角度α设为25°。
制造中，检查装置2100中，对于纤维束组F2的上表面的俯视时为100mm×100mm的矩形状的范围，测定由第一光照射单元2102进行了光照射的状态的亮度和由第二光照射单元2104进行了光照射的状态的亮度。由第一光照射单元2102进行了光照射的状态的亮度相对于由第二光照射单元2104进行了光照射的状态的亮度的亮度比为1.2。接着，使第一树脂片材的行进速度(输送带223的速度)降低至1.5m/分钟，再次计算亮度比，结果为0.95。将结果示于图23。需要说明的是，对于将纤维束f’供给至裁断机213A的速度、裁断机213A的裁断速度而言，与第一片材S21的输送速度和糊剂P21的行进速度(输送带23的速度)的减速相应地分别调节，以避免纤维束组F2的厚度变化。
这样，在生产线中，通过基于亮度比判定纤维束组F2的纤维取向状态，变更第一片材S21的输送速度，从而形成了纤维取向状态更加无规的纤维束组F2。
[粗糙度β的测定]
粗糙度β利用以下方法测定。
将制造后的纤维增强树脂材料(SMC)以25±5℃的温度养护1周，然后将该经养护的SMC利用滚刀切出2片纵300mm、横300mm的尺寸，将这些约250g的SMC以长度方向相同的方式层叠。以该约500g的所切出的材料的中心为基准，从左右2列和上下2列以30mm的间隔切出25个纵15mm、横15mm的尺寸的试验片。
接着，使用X射线装置，一边利用透过法对所述试验片照射X射线，一边使所述试验片以其厚度方向为轴旋转，由配置成衍射角2θ＝25.4°的检测器收集衍射X射线，测定第i个旋转角度(φi)时的亮度(I(φi))。其中，I(φi)设为以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。
在该粗糙度β的测定时，作为X射线衍射装置，使用PANalytical公司制Empyrean，将管电压设为45kV，将管电流设为40mA。此外，在入射侧安装双十字狭缝，将上游和下游的狭缝的纵向以及横向的宽度均设定为2mm。进而，在受光侧安装平行板准直仪，在检测器安装正比计数器。通过以0.04度的间隔收集测定数据，从而评价所述试验片的晶体取向。
需要说明的是，上述的测定条件仅是一个例子，可以在粗糙度β测定的主旨不变的范围内适宜变更来实施。
接着，根据所测定的I(φi)，通过式(2)求出f(φi)，进而使用式(1)求出25个试验片的测定值的平均值作为粗糙度β。
[纤维取向度fa的平均值和标准偏差的测定]
与粗糙度β的测定方法同样地操作，针对25个试验片测定亮度(I(φi))。其中，I(φi)为以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。接着，使用所测定的I(φi)，通过式(5)对25个试验片分别求出取向系数a。进而，使用所得到的取向系数a，通过式(4)对25个试验片分别求出晶体取向度fa，算出它们的平均值和标准偏差。
[实施例B1]
与上述的第三实施例同样地操作，制造SMC。所得到的SMC的粗糙度β为3.7，纤维取向度fa的平均值和标准偏差的合计值为0.11。该SMC如上述第三实施例中所示，成型加工时树脂的流动性优异，成型品的物性的各向异性、偏差得以降低。
[比较例B1]
除了使用日本特开2000-17557号公报所记载的旋转鼓来替代杆140以外，与上述的第三实施例同样地操作，制造SMC。所得到的SMC的粗糙度β为5.7，纤维取向度fa的平均值和标准偏差的合计值为0.20。
此外，与第三实施例同样地操作而测定的、该SMC的成型板的弯曲弹性模量之比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为1.35，0°弯曲弹性模量的变异系数(CV)为15％，90°弯曲弹性模量的变异系数(CV)为7％，成型板的物性的各向异性大。
[比较例B2]
对于Quantum Composites公司制CF-SMC(AMCTM 8590BK)，测定粗糙度β、以及纤维取向度fa的平均值和标准偏差的合计值，结果粗糙度β为5.7，纤维取向度fa的平均值和标准偏差的合计值为0.20。
此外，与第三实施例同样地操作而测定的、该SMC的成型板的弯曲弹性模量之比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为1.49，0°弯曲弹性模量的变异系数(CV)和90°弯曲弹性模量的变异系数(CV)分别为14.4％和10.9％，成型板的物性的各向异性大。
符号说明
11、21：纤维增强树脂材料的制造装置，110、210：纤维束供给部，111、211：第一片材供给部，112、212：第一涂覆部，113、213：裁断部，113A、213A：裁断机，114、214：第二片材供给部，115、215：第二涂覆部，116、216：含浸部，119、219：第一输送部，128、228：第二输送部，131、231：贴合机构，132、232：加压机构，CF、f’、f：纤维束，P1、P2、P21：糊剂(热固性树脂)，S11、S21：第一片材，S12、S22：第二片材，S13、S23：贴合片材，R1、R2：SMC(纤维增强树脂材料)的原版，140、240：杆，2100：检查装置，2102：第一光照射单元，2104：第二光照射单元，2106：拍摄单元，2108：取向判定单元，2200：控制单元。

Claims (15)

1.一种纤维增强树脂材料，其是使树脂含浸于经分散的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料，所述树脂为热固性树脂，
将纤维增强树脂材料的长度方向设为0°方向，将宽度方向设为90°方向时，通过X射线衍射法检测衍射角2θ为25.4°的衍射X射线，以0°方向为基准的所述纤维束的晶体取向度fa的平均值和标准偏差的合计值为0.05～0.13，所述晶体取向度fa由下式(4)～(6)求出，
fa＝2a-1···(4)
其中，所述式(4)中，a为由式(5)表示的取向系数，I(φi)为X射线衍射测定中的第i个旋转角度(φi)的亮度，是由式(6)表示的、以积分强度成为10000的方式进行标准化而得到的值。
2.一种权利要求1所述的纤维增强树脂材料的成型品，
将成型品的长度方向设为0°方向，将宽度方向设为90°方向时，
沿各个方向的弯曲弹性模量[GPa]之比(0°弯曲弹性模量/90°弯曲弹性模量)为0.8～1.2，
沿各个方向的弯曲弹性模量的变异系数(CV)(0°弯曲弹性模量的CV以及90°弯曲弹性模量的CV)[％]均为5～15。
3.一种权利要求1所述的纤维增强树脂材料的制造方法，其是制造使树脂含浸于经裁断的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料的、纤维增强树脂材料的制造方法，其包含：
涂覆步骤，在沿预定方向输送的第一片材上涂覆树脂；
裁断步骤，将长尺寸的纤维束用裁断机裁断；
散布步骤，使经裁断的纤维束分散，并散布在所述树脂上；以及
含浸步骤，对所述第一片材上的所述树脂和经散布的纤维束组进行加压，使所述树脂含浸于所述纤维束之间，
所述散布步骤为如下步骤：将多个杆并排配置在所述裁断机的下方，使经裁断的纤维束朝着该多个杆落下而使所述纤维束分散，并散布在所述树脂上。
4.根据权利要求3所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述含浸步骤为如下步骤：在散布有所述纤维束的第一片材上重叠涂覆有所述树脂的第二片材后，对夹在所述第一片材与所述第二片材之间的所述树脂和所述纤维束组进行加压，使所述树脂含浸于所述纤维束之间。
5.根据权利要求3或4所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述涂覆步骤为如下步骤：在所述第一片材上涂覆包含热固性树脂的糊剂。
6.根据权利要求3或4所述的纤维增强树脂材料的制造方法，作为所述多个杆，使用沿所述第一片材的输送方向延长的杆。
7.根据权利要求3所述的纤维增强树脂材料的制造方法，
进一步包含：检查步骤，检查散布在所述树脂上的纤维束组的纤维取向状态。
8.根据权利要求7所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述检查步骤包含：
拍摄步骤，对于所述纤维束组，从斜上方分别照射俯视时相互交叉的方向的第一光和第二光，分别拍摄照射了所述第一光或第二光的状态的所述纤维束组的上表面的静止图像；以及
取向判定步骤，根据由所述拍摄步骤中拍摄的静止图像得到的亮度信息，算出照射了所述第一光的状态的亮度与照射了所述第二光的状态的亮度之间的亮度差或亮度比，判定所述纤维束组的纤维取向状态。
9.根据权利要求7或8所述的纤维增强树脂材料的制造方法，其进一步包含：控制步骤，根据所述检查步骤的检查结果变更所述散布步骤的条件，控制所述纤维束组的纤维取向状态。
10.根据权利要求9所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述控制步骤中，根据所述检查步骤的检查结果变更所述第一片材的输送速度，控制所述纤维束组的纤维取向状态。
11.根据权利要求9所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述散布步骤为使用所述多个杆的步骤，
所述控制步骤中，根据所述检查步骤的检查结果变更所述多个杆相对于水平方向的倾斜角度，控制所述纤维束组的纤维取向状态。
12.根据权利要求9所述的纤维增强树脂材料的制造方法，所述散布步骤为使用所述多个杆的步骤，
所述控制步骤中，根据所述检查步骤的检查结果变更所述多个杆的振动数，控制所述纤维束组的纤维取向状态。
13.一种纤维增强树脂材料的制造装置，其是制造使树脂含浸于经裁断的纤维束之间而得到的片状的纤维增强树脂材料的、纤维增强树脂材料的制造装置，其具备：
涂覆部，在沿预定方向输送的第一片材上涂覆树脂；
裁断部，将长尺寸的纤维束用裁断机裁断；
散布部，使经裁断的所述纤维束分散，并散布在所述树脂上；以及
含浸部，对所述第一片材上的所述树脂和经散布的纤维束组进行加压，使所述树脂含浸于所述纤维束之间，
所述散布部为如下的散布部：多个杆并排配置在所述裁断机的下方，经裁断的纤维束朝着该多个杆落下而分散。
14.根据权利要求13所述的纤维增强树脂材料的制造装置，所述含浸部为如下的含浸部：在散布有所述纤维束的第一片材上进一步重叠涂覆有所述树脂的第二片材后，对夹在所述第一片材与所述第二片材之间的所述树脂和所述纤维束组进行加压，使所述树脂含浸于所述纤维束之间。
15.根据权利要求13或14所述的纤维增强树脂材料的制造装置，所述多个杆为沿所述第一片材的输送方向延长的杆。
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