(57)【要約】【課題】車両のボディーなどの外部機器との連結を簡単にして、外部機器との固定部の連結強度を強くする。【解決手段】プラスチック積層体は、斜面部３Ｂと接合部３Ａとを交互に設けて両面に交互に平行溝３Ｅを設けて台形波状としている中芯３の表面に板材２を接合しており、中芯３と板材２は、熱可塑性樹脂にカーボン繊維８を埋設している繊維強化プラスチックであって、中芯３と板材２は熱可塑性樹脂を介して接合している。さらに、プラスチック積層体は、台形波状中芯３の表面に板材２を接合している本体部１Ｘと、外部機器に固定される固定部１Ｙとを設けており、固定部１Ｙは、台形波状を押し潰している板状中芯３Ｙに板材２を積層して、板状中芯３Ｙと板材２とを一体構造に接合して、熱可塑性樹脂層内に複数層のカーボン繊維８を積層状態で埋設して多層構造のプレート状としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜面部と接合部とを交互に設けて両面に交互に平行溝を設けてなる台形波状としてなる中芯に板材が接合されてなるプラスチック積層体であって、
前記中芯と前記板材は、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を埋設してなる繊維強化プラスチックであって、
前記中芯と前記板材は熱可塑性樹脂を介して接合してなるプラスチック積層体であって、
前記中芯を台形波状とする本体部と、前記本体部の外周縁に連続して外部機器に固定される板状の固定部とを有し、
前記固定部は、前記中芯の台形波が板状に押し潰されてなる板状中芯に前記板材が積層されて、前記板状中芯と前記板材とが一体構造に接合されて、熱可塑性樹脂層内に複数層にカーボン繊維を埋設してなることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項２】
請求項１に記載するプラスチック積層体であって、
前記固定部と前記本体部との境界部分に、前記台形波状の中芯が押し潰されてなる折り重ね積層部を設けてなることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項３】
請求項２に記載されるプラスチック積層体であって、
前記中芯が、斜面部と接合部とを交互に配置して、両面に交互に所定ピッチで平行溝を設けてなる台形波状で、
台形波の頂上部を前記接合部として、該接合部が前記板材に接合され、
前記折り重ね積層部において、前記斜面部と前記接合部とが積層されてなることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載するプラスチック積層体であって、
前記繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂が熱溶融されて前記板材と前記中芯とが接合されてなることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載するプラスチック積層体の製造方法であって、
前記板材と前記中芯とが接着剤を介して接合されてなることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項６】
請求項５に記載されるプラスチック積層体であって、
前記接着剤が、未硬化状態で液状ないしペースト状で熱硬化性の物性を示し、硬化状態では熱可塑性の物性を示す両性プラスチックであることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載されるプラスチック積層体であって、
前記板材と前記中芯の少なくともひとつが、未硬化状態において熱硬化性の物性を示し、硬化状態で熱可塑性の物性を示す両性プラスチックにカーボン繊維を埋設してなる繊維強化プラスチックからなることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項８】
斜面部と接合部とを交互に設けて両面に交互に平行溝を設けてなる台形波状としてなる中芯の表面に板材を接合してなるプラスチック積層体の固定方法であって、
前記中芯と前記板材に、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を埋設してなる繊維強化プラスチックを使用し、
前記台形波状中芯の表面に前記板材を接合してプラスチック積層体とする積層工程と、
前記積層工程で得られるプラスチック積層体の一部を加熱・加圧して、前記台形波状中芯を板状に押し潰して板状中芯とし、この板状中芯に前記板材を接合して、前記板状中芯と前記板材とを一体構造に接合して、熱可塑性樹脂層内に複数層のカーボン繊維を積層状態で埋設して多層構造のプレート状の固定部とする一体化工程と、
前記一体化工程で設けてなる前記固定部を外部機器に固定する取り付け工程とからなるプラスチック積層体の固定方法。
【請求項９】
請求項８に記載するプラスチック積層体の固定方法であって、
前記一体化工程において、前記固定部と前記本体部との境界部分に、前記台形波状の中芯を押し潰して折り重ね積層部を設けることを特徴とするプラスチック積層体の固定方法。
【請求項１０】
請求項９又は１０に記載するプラスチック積層体の固定方法であって、
前記積層工程において、前記繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を熱溶融して前記板材と前記中芯を接合し、
前記一体化工程において、前記繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を熱溶融して前記台形波状中芯を前記板状中芯に押し潰して前記板状中芯と前記板材とを一体構造に接合してプレート状の前記固定部としてなることを特徴とするプラスチック積層体の固定方法。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載するプラスチック積層体の固定方法であって、
前記一体化工程において、前記中芯の表面に接合してなる前記板材を、前記本体部から前記固定部において同一平面に配置することを特徴とするプラスチック積層体の固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量で高強度なプラスチック積層体とその固定方法に関し、とくに外部機器との連結強度を強くできるプラスチック積層体とその固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
段ボール構造のプラスチック積層体は開発されている。（特許文献１〜３参照）
プラスチック製の段ボールは、中芯を波形としてその両面に板材を接着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１７３５号公報
【特許文献２】特開平０６−１７０９９３号公報
【特許文献３】特開平０７−１４８８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
２枚の板材の間に波形の中芯を挟着する段ボール形状の繊維強化プラスチック積層体は、中芯を波形としてその表面に板材を接着する構造によって、内部に空気層を設けて軽量化と高強度を実現できる。さらに、繊維強化プラスチック積層体は、中芯や板材に、カーボン繊維やガラス繊維などの補強繊維を埋設する繊維強化プラスチックを使用することで、より強度を向上して種々の用途に耐える曲げ剛性を実現できる。
【０００５】
プラスチック積層体は、使用状態において、外周部等の一部を外部機器に接着して使用されるが、波形の中芯に板材を接合しているプラスチック積層体は外部機器との連結強度を強くすることが難しく、また連結構造が複雑になる欠点がある。それは、片面の板材を外部機器に接着して固定し、あるいは固定プレートなどで挟んで固定しているからである。
【０００６】
本発明は、以上の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の目的の一は、外部機器との連結が簡単で、しかも、固定部の連結強度を強くできるプラスチック積層体とその固定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１のプラスチック積層体は、斜面部３Ｂと接合部３Ａとを交互に設けて両面に交互に平行溝３Ｅを設けて台形波状としている中芯３の表面に板材２を接合しており、中芯３と板材２は、熱可塑性樹脂にカーボン繊維８を埋設している繊維強化プラスチックであって、中芯３と板材２は熱可塑性樹脂を介して接合している。さらに、プラスチック積層体は、中芯３を台形波状とする本体部１Ｘと、外部機器に固定される板状の固定部１Ｙとを設けており、固定部１Ｙは、台形波状を板状に押し潰している板状中芯３Ｙに板材２を積層して、板状中芯３Ｙと板材２とを一体構造に接合して、熱可塑性樹脂層内に複数層のカーボン繊維８を埋設している。
【０００８】
以上のプラスチック積層体は、車両のボディーなどの外部機器との連結が簡単で、しかも、固定部の連結強度を強くできる特徴がある。それは、以上のプラスチック積層体が、中芯を台形波状とする本体部の外周縁に連続して板状の固定部を設けて、固定部は台形波状の中芯を板状に押し潰して板状中芯とし、この板状中芯を板材に一体構造に接合して、熱可塑性樹脂層内にカーボン繊維を埋設して板状としているからである。とくにこのプラスチック積層体の固定部は、板材と中芯のカーボン繊維が積層状態で埋設され、多層構造のカーボン繊維が固定部を強く補強するからである。この固定部は、外部機器に接着して固定され、あるいはこれを貫通する止ネジを介して外部機器に簡単に固定されて、取り付け部の連結強度を強くできる特徴がある。とくに、固定部は、台形波状の中芯を押し潰して板状中芯とするので、板状中芯は台形波を押し潰すことでそれ自体が多層構造となり、さらに、この多層構造に押し潰されされた板状中芯が板材に積層されて、板状中芯と板材とがより多層な構造に積層されて補強されるので、強靭な固定部を外部機器に固定することで、固定部を介して本体部を強固に外部機器に固定できる特徴がある。
【０００９】
本発明は、プラスチック積層体を以下に限定するものではないが、プラスチック積層体は以下の構成とすることができる。
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、請求項２に記載するように、固定部１Ｙと本体部１Ｘとの境界部分に、台形波状の中芯３を押し潰している折り重ね積層部１Ｔを設けることができる。
【００１０】
以上のプラスチック積層体は、本体部と固定部との境界部分を、台形波状の中芯を押し潰して積層しているので、本体部と固定部との境界部分を折り重ね積層部で補強して強くできる特徴がある。
【００１１】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、請求項３に記載するように、中芯３を、斜面部３Ｂと接合部３Ａとを交互に配置して、両面に交互に所定ピッチで平行溝３Ｅを設けてなる台形波状とし、台形波の頂上部を接合部３Ａとして板材２に接合し、折り重ね積層部１Ｔにおいては、斜面部３Ｂと接合部３Ａとを積層する構造とすることができる。
【００１２】
以上のプラスチック積層体は、本体部と固定部との境界部分において、台形波状の中芯を押し潰して、台形波の斜面部と接合部とを積層しているので、板材と接合部と斜面部との多層積層構造によって、境界部分をより強くできる特徴がある。
【００１３】
さらに、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、請求項４に記載するように、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を熱溶融して、板材と中芯を接合することができ、また請求項５に記載するように、接着剤を介して板材と中芯を接合することができる。接着剤で板材と中芯を接合するプラスチック積層体は、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を溶融することなく、あるいは繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂よりも低融点に接着剤を使用して、板材と中芯を熱変形することなく接合できる特長がある。
【００１４】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、請求項６に記載するように、接着剤に、未硬化状態で液状ないしペースト状で熱硬化性の物性を示し、硬化状態では熱可塑性の物性を示す両性プラスチックを使用して、板材と中芯を接合することができる。
【００１５】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、請求項７に記載するように、板材と中芯の少なくともひとつに、未硬化状態において熱硬化性の物性を示し、硬化状態で熱可塑性の物性を示す両性プラスチックにカーボン繊維を埋設してなる繊維強化プラスチックを使用することができる。
【００１６】
本発明の請求項８に記載するプラスチック積層体の固定方法は、斜面部３Ｂと接合部３Ａとを交互に設けて両面に交互に平行溝３Ｅを設けて台形波状としている中芯３の表面に板材２を接合してなるプラスチック積層体を固定する方法であって、中芯３と板材２には、熱可塑性樹脂にカーボン繊維８を埋設している繊維強化プラスチックを使用し、台形波状中芯３の表面に板材２を接合してプラスチック積層体とする積層工程と、積層工程で得られるプラスチック積層体の一部を加熱・加圧して、台形波状中芯３を板状に押し潰して板状中芯３Ｙとし、この板状中芯３Ｙに板材２を接合して、板状中芯３Ｙと板材２とを一体構造に接合して、熱可塑性樹脂層内に複数層のカーボン繊維８を積層状態で埋設して多層構造のプレート状の固定部１Ｙとする一体化工程と、一体化工程で設けている固定部１Ｙを外部機器に固定する取り付け工程とでプラスチック積層体を外部機器に固定する。
【００１７】
さらに、本発明は、プラスチック積層体の固定方法を以下に限定するものではないが、プラスチック積層体は以下の方法で固定することができる。
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の固定方法は、請求項９に記載するように、一体化工程において、本体部１Ｘと固定部１Ｙとの境界部分を、台形波状の中芯３を押し潰している折り重ね積層部１Ｔとすることができる。
【００１８】
また、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の固定方法は、請求項１０に記載するように、積層工程において、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を熱溶融して板材２と中芯３を接合し、一体化工程において、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を熱溶融して台形波状中芯３を板状中芯３Ｙに押し潰して板状中芯３Ｙと板材２とを一体構造に接合してプレート状の固定部１Ｙとすることができる。
【００１９】
さらに、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の固定方法は、請求項１１に記載するように、一体化工程において、中芯３の表面に接合してなる少なくとも一方の板材２を、本体部１Ｘから固定部１Ｙにおいて同一平面に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラスチック積層体を外部機器に固定する状態を示す一部拡大断面図である。
【図２】中芯を成形する成形装置の一例を示す正面図である。
【図３】図２に示す成形装置の要部拡大図である。
【図４】板材に中芯を接合する接合装置の一例を示す正面図である。
【図５】図４に示す接合装置の要部拡大図である。
【図６】板材に中芯を接合する接合装置の他の一例を示す正面図である。
【図７】図６に示す接合装置の要部拡大図である。
【図８】一体化工程でプラスチック積層体の一部を板状に押し潰して固定部を形成する状態を示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係るプラスチック積層体を外部機器に固定する状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。
【００２２】
本発明のプラスチック積層体は、中芯に板材を接合している。中芯は、斜面部と接合部とを交互に設けて両面に交互に平行溝を設けて台形波状としている。中芯と板材は、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を埋設している繊維強化プラスチックであって、中芯と板材は熱可塑性樹脂を介して接合している。さらに、プラスチック積層体は、台形波状の中芯の表面に板材を接合しているの本体部に、外部機器に固定される板状の固定部を連結している。固定部は、台形波状の中芯を板状に押し潰している板状中芯に板材を積層して、板状中芯と板材とを一体構造に接合して、熱可塑性樹脂層内に複数層にカーボン繊維を埋設している。
【００２３】
さらに、本発明のプラスチック積層体の固定方法は、以上の構造のプラスチック積層体を固定する方法であって、中芯と板材には、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を埋設している繊維強化プラスチックを使用し、台形波状中芯の表面に板材を接合してプラスチック積層体とする積層工程と、積層工程で得られるプラスチック積層体の一部を加熱・加圧して、台形波状中芯を板状に押し潰して板状中芯とし、この板状中芯に板材を接合して、板状中芯と板材とを一体構造に接合して、熱可塑性樹脂層内に複数層にカーボン繊維を埋設して板状の固定部とする一体化工程と、一体化工程で設けている固定部を外部機器に固定する取り付け工程とでプラスチック積層体を外部機器に固定する。
【００２４】
以下、さらに図面に基づいて、本発明の好ましいプラスチック積層体を詳述する。
図１に示すプラスチック積層体１は、平面状の板材２と、板材２に熱溶着して接合している台形波状の中芯３とからなる。板材２と中芯３は、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を埋設している繊維強化プラスチックである。プラスチック積層体１は、図１に示すように、中芯３の片面に板材２を熱溶着して容易に湾曲できるので、この構造は、湾曲させて使用する用途に最適である。ただ、プラスチック積層体は、図示しないが中芯の両面に板材を熱溶着して曲げ剛性を高くすることもできる。
【００２５】
プラスチック積層体１は、軽量化して強い曲げ剛性の要求される用途に適しており、たとえば全体の厚さ（Ｄ）を、用途を考慮して、０．８ｍｍ以上、好ましくは１．５ｍｍ以上、さらに好ましくは２ｍｍ以上とする。プラスチック積層体１は、厚くして高強度にできるが、嵩張って重くなるので、用途を考慮して、例えば１０ｃｍ以下、好ましくは３ｃｍ以下、さらに軽量化が要求される用途においては、好ましくは１ｃｍ以下とする。
【００２６】
板材２と中芯３は、強度を考慮して、厚さ（ｄ；ｔ）を例えば０．１５ｍｍ以上、好ましく０．２ｍｍ以上とする。板材２と中芯３は、厚くすると重くなるので、軽量化を考慮して、例えば１ｍｍ以下、好ましくは０．８ｍｍ以下、さらに好ましくは０．５ｍｍ以下とする。板材２と中芯３は、強度と全体の厚さ（Ｄ）を考慮して同じ厚さとされ、あるいは板材を中芯よりも厚くして表面強度を向上し、あるいは又、中芯を板材よりも厚くして曲げ強度を強くする。
【００２７】
本発明のプラスチック積層体は、高張力鋼、アルミニウム、マグネシウムなどの金属板に代わって、好ましくは、車両のボディー鋼板、携帯電話やタブレットなどの電子機器のケースなどに使用される。たとえば、プラスチック積層体は、薄くして軽量化と曲げ強度を実現でき、たとえば、全体の厚さ（Ｄ）を３ｍｍ、板材２と中芯３の厚さ（ｄ；ｔ）を０．１５ｍｍとして、車両のボディー鋼板に使用される厚さ０．６５ｍｍの高張力鋼の７倍の曲げ剛性と、重量を１／９にできる軽量化を実現する。車両のボディー鋼板を含む他の種々の用途において、軽量化と曲げ剛性は極めて大切な特性である。あらゆる用途において薄く、軽く、曲がり難い特性が要求されるからである。
【００２８】
プラスチック積層体１は、板材２に台形波状の中芯３を接合している。中芯３は、斜面部３Ｂと接合部３Ａとを交互に配置して、両面に交互に所定ピッチで平行溝３Ｅを設けてなる台形波状で、台形波の頂上部を接合部３Ａとして、この接合部３Ａを板材２の裏面に接合している。図１の中芯３は、頂上部に設けた平面状の接合部３Ａと、接合部３Ａの両側縁に連結してなる平面状の斜面部３Ｂからなる台形波状で、接合部３Ａを板材２に接合して優れた曲げ強度を実現している。
【００２９】
板材２と中芯３の繊維強化プラスチックは、プラスチックにカーボン繊維を埋設している。板材２と中芯３は、少なくとも互いに接合された状態においては、プラスチックを熱可塑性樹脂とする繊維強化プラスチックである。繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂は、例えばナイロンやポリカーボネート等の熱可塑性樹脂、あるいは未硬化状態では熱硬化性の物性を示し、加熱して硬化した状態で熱可塑性の物性を示す両性プラスチック、たとえばフェノキシ樹脂である。未硬化状態で熱硬化性の物性を示す両性プラスチックは、未硬化状態では液状ないしペースト状で、硬化させると熱可塑性の物性となるプラスチックである。ただし、本発明は繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を、ナイロンやポリカーボネート、あるいはフェノキシ樹脂等の両性プラスチックに特定するものでなく、ナイロンやポリカーボネートに代わって、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＨＴＰＥ等の熱可塑性樹脂も使用できる。
【００３０】
繊維強化プラスチックは、カーボン繊維をシート状としてプラスチックに埋設している。カーボン繊維は、編組して網状の繊維シートとし、あるいは平行姿勢に配置して繊維シートとし、さらに平行姿勢に配置したカーボン繊維を交差する方向に積層して繊維シートとし、あるいはまた立体的に方向性なく集合して繊維シートとしてプラスチックに埋設される。カーボン繊維を立体的に方向性なく集合してなる繊維シートは、湿式抄紙法で製作され、あるいは乾式で所定の厚さに集合して不織布としてシート状に製造される。互いに接合される板材２と中芯３の繊維強化プラスチックは、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を埋設する状態で使用され、あるいはカーボン繊維に熱可塑性樹脂や両性プラスチックを含浸しているプリプレグの状態で使用される。中芯３に使用する両性プラスチックのプリプレグは、台形波に成形する工程で熱硬化性樹脂を硬化して熱可塑性樹脂とし、板材２に使用する両性プラスチックのプリプレグは、中芯３と板材２を接合する工程で熱硬化性樹脂を硬化させて熱可塑性樹脂とする。
【００３１】
湿式抄紙法は、カーボン繊維を水に懸濁して抄紙用スラリーとし、この抄紙用スラリーを湿式抄紙して繊維シートとする。この方法は、カーボン繊維に無機粉末などの添加材を懸濁して抄紙用スラリーとして繊維シートを製造でき、さらに、カーボン繊維に加えて、粉末状又は微細な粒状の熱可塑性樹脂や未硬化状態の両性プラスチックとを水に懸濁して抄紙用スラリーとし、これを抄紙した後、乾燥して繊維強化プラスチックを製造できる。この製造方法は、カーボン繊維を均一に分散して優れた剛性の繊維強化プラスチックを製造できる。さらに、種々の添加物を添加し、これを均一に分散して繊維強化プラスチックを多量生産できる特徴がある。さらにまた、繊維強化プラスチックは、長さや太さ等が異なるカーボン繊維を混合して製造することもできる。また、カーボン繊維には安価な再生原料を使用することができ、さらにまたカーボン繊維に他の合成繊維を混合して繊維強化プラスチックを製造することもできる。ただし、本発明は繊維強化プラスチックの製造方法を特定するものではない。
【００３２】
図１のプラスチック積層体１は、台形波状である中芯３の頂上部に設けた接合部３Ａを板材２の裏面に接合している。中芯３は、斜面部３Ｂと接合部３Ａとを交互に配置して台形波状とし、接合部３Ａを板材２に接合している。さらに、図の中芯３は、斜面部３Ｂと接合部３Ａとの境界部分に湾曲部３Ｃを備えている。プラスチック積層体１は、湾曲部３Ｃと板材２との間に、斜面部３Ｂから接合部３Ａに向かって次第に狭くなる湾曲隙間７を設けている。斜面部３Ｂは平面部３Ｆとの境界部分に湾曲部３Ｃを設けている。
【００３３】
図のプラスチック積層体１は、斜面部３Ｂの板材２に対する傾斜角（α）を約７０度、接合部３Ａの横幅（Ｗ）をプラスチック積層体全体の厚さ（Ｄ）の約５０％としているが、中芯３の斜面部３Ｂは、傾斜角（α）を３０度以上であって９０度未満、好ましくは４５度以上であって８０度以下とすることができ、また、接合部３Ａの横幅（Ｗ）は、プラスチック積層体１全体の厚さ（Ｄ）の２０％以上であって１００％以下、好ましくは３０％以上であって７０％以下、さらに、好ましくは３５％以上であって６０％以下とすることができる。
【００３４】
プラスチック積層体１は、中芯３を板材２に加圧する状態で加熱して、板材２と中芯３を接合する。中芯３と板材２は、接着剤を使用することなく、あるいは接着剤を介して接合される。接着剤を使用することなく板材２と中芯３とを接合しているプラスチック積層体１は、繊維強化プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂を加熱溶融して、板材２と中芯３とを熱溶着して接合する。接着剤を介して板材２と中芯３とを接合するプラスチック積層体１は、好ましくは、接着剤に両性プラスチックを使用する。
【００３５】
両性プラスチックは、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の両方を物性を示すプラスチックで、未硬化状態においては液状ないしペースト状で熱硬化性の物性を示し、硬化すると熱可塑性の物性を示すプラスチックである。両性プラスチックには、たとえばカーボン繊維に熱可塑性エポキシ樹脂を含浸しているプリプレグである、新日鉄住金マテリアルズ株式会社の「ＮＳ−ＴＥＰｒｅｇ（登録商標）」に使用している熱可塑性エポキシ樹脂であるフェノキシ樹脂が使用できる。
【００３６】
両性プラスチックである熱可塑性エポキシ樹脂の接着剤は、未硬化状態では、通常のエポキシ樹脂と同じように液状ないしペースト状で、加熱し、あるいは加熱することなく硬化させると熱可塑性の物性を示す。両性プラスチックの接着剤は、未硬化な状態では液状ないしペースト状で、板材２や中芯３の表面に簡単に塗布し、その後、中芯３と板材２とを加圧して硬化させて中芯３と板材２を接合する。未硬化で液状ないしペースト状である両性プラスチックの接着剤は、中芯３と板材２とが加圧される状態で、接合部３Ａと板材２との接合面から湾曲隙間７に押し出されて湾曲部３Ｃと板材２との間に移動して隙間充填接着剤４Ａとなる。押し出された隙間充填接着剤４Ａは、加熱、硬化して板材２と中芯３とを接合する。未硬化な状態で液状ないしペースト状の接着剤は、塗布量と、押圧力とを調整して、接合部分から湾曲隙間７に押し出される量、すなわち隙間充填接着剤４Ａの量を調整して、接着剤が湾曲部３Ｃを板材２に接合する領域を最適な状態にコントロールできる。
【００３７】
両性プラスチックの接着剤は、未硬化な液状ないしペースト状で、スプレーし、あるいはローラで転写して中芯３や板材２の表面に塗布される。
【００３８】
両性プラスチックの接着剤は、硬化して板材２と中芯３を接合する状態では熱可塑性樹脂となるので、板状に成形されたプラスチック積層体１を、加熱、加圧して立体的な形状にプレス成形できる。加熱、加圧されるプレス成形工程において、熱可塑性のプラスチックの接着剤が溶融ないし軟化して、中芯３と板材２とを相対的に移動させて立体形状に変形できるからである。このため、この接着剤で中芯３と板材２とを接合して板状に製作されたプラスチック積層体１は、接着剤の塗布を簡単な工程として板状に多量生産し、その後、加熱状態でプレス加工して、用途に適した立体形状に成形できる特徴がある。
【００３９】
さらに、熱可塑性樹脂の繊維強化プラスチックは、加熱・加圧して熱可塑性樹脂を溶融して熱溶着できる。したがって、繊維強化プラスチックの板材２と中芯３は、接着剤を使用することなく接合できる。このプラスチック積層体１は、接合部３Ａと板材２との接合部分を加熱・加圧することで、繊維強化プラスチックに含まれる熱可塑性樹脂を加熱溶融すると共に、溶融された熱可塑性のプラスチックを接着剤として接合部３Ａと板材２との接合面から湾曲隙間７に押し出して、湾曲部３Ｃと板材２との間に移動させて隙間充填接着剤４Ａとして湾曲隙間７の一部又は全体に充填する。湾曲隙間７に移行された熱可塑性のプラスチックを硬化させて、中芯３と板材２とを接合する。
【００４０】
さらにまた、繊維強化プラスチックには、両性プラスチックのプリプレグも使用できる。両性プラスチックのプリプレグは、カーボン繊維に未硬化状態の両性プラスチックを含浸している。両性プラスチックのプリプレグは、板材２と中芯３として積層する状態で、熱板や接合ロールで加熱し、あるいは加熱することなく加圧されて、両性プラスチックを硬化させる。硬化した両性プラスチックは熱可塑性樹脂となって、板材２と中芯３を接合する。両性プラスチックのプリプレグは、板材２又は中芯３の一方に使用され、あるいは板材２と中芯３の両方に使用される。板材２に両性プラスチックのプリプレグを使用して製造されたプラスチック積層体１は、プリプレグの両性プラスチックを加熱し、あるいは加熱することなく加圧して硬化させて接合するので、板材表面をより綺麗な平滑面にできる特徴がある。中芯３に使用されるプリプレグは、波形に成形した後、板材２に積層して接合される。板材２と中芯３の両方にプリプレグを使用するプラスチック積層体１は、板材２と中芯３との結合強度を強くできる。
【００４１】
以上のプリプレグは、両性プラスチックの未硬化状態で保形性をコントロールできる。中芯３に使用されるプリプレグは、未硬化状態をコントロールして変形できるシート状の状態で波形に成形した後、板材２に積層して接合する。プリプレグは、一対の加熱成形ローラで挟んで波形に成形される。プリプレグを波形に成形する加熱成形ローラは、両性プラスチックを加熱、加圧して完全に硬化し、あるいは両性プラスチックを完全には硬化させないが、板材２に積層する状態で波形を維持できる保形性のある状態まで硬化させる。
【００４２】
接着剤を使用して、板材２と中芯３を接合しているプラスチック積層体１は、接着剤に両性プラスチックの接着剤を使用して能率よく多量生産できるが、接着剤には両性プラスチックに代わって、ホットメルトのように加熱して溶融する熱可塑性樹脂も使用できる。接着剤に両性プラスチックを使用して能率よく多量生産できるのは、製造工程において接着剤の塗布を著しく簡単にでき、また、塗布した接着剤を硬化させることで、短時間で板材２と中芯３とを接合できるからである。
【００４３】
中芯となる繊維強化プラスチックは、図２と図３に示す成形装置１０で台形波状に成形される。この図の成形装置１０は、一対の成形金型１１と、一方の成形金型１１を往復運動させるアクチュエーターのシリンダ１２とを備える。一対の成形金型１１は、繊維強化プラスチック９を挟んで台形波状に成形するように、対向する成形面１１Ｘを互いに噛み合う台形波状としている。一対の成形金型１１は繊維強化プラスチック９を挟んで加圧し、この状態で加熱して台形波状に成形する。熱可塑性樹脂の繊維強化プラスチック９は、加熱状態で加圧して台形波状に成形した後、冷却して熱可塑性樹脂を硬化させて成形金型１１から脱型する。両性プラスチックは、熱硬化性樹脂を加熱して熱可塑性樹脂とするので、両性プラスチックの繊維強化プラスチックは、加熱状態で加圧して台形波状に成形して熱硬化性樹脂を硬化させる。両性プラスチックは加熱して熱硬化性樹脂が硬化するので、必ずしも冷却することなく成形金型から排出できる。
【００４４】
成形金型１１の対向する成形面１１Ｘは、繊維強化プラスチック９を挟んで互いに嵌合する台形波状として、中芯３の繊維強化プラスチック９を加熱状態で挟んで台形波状に成形する。成形金型１１は、図２と図３に示すように、成形面１１Ｘに一定のピッチで平行な凸条１３を設けると共に、隣接する凸条１３の間には溝１４を設けた細長い台形波状としている。一対の成形金型１１は、一方の成形面１１Ｘに設けた凸条１３が他方の成形面１１Ｘに設けた溝１４に対向して互いに嵌合するように構成されており、一対の成形面１１Ｘで繊維強化プラスチック９を両面から挟着して、対向する凸条１３と溝１４とを嵌合させて台形波状に成形する。図の成形金型１１は、凸条１３の先端面１３Ａの両側縁に面取部１３Ｂを設けると共に、溝１４の底面１４Ａの両側縁に湾曲コーナー部１４Ｂを設けている。面取部１３Ｂと湾曲コーナー部１４Ｂは湾曲面で、繊維強化プラスチック９を両面から加熱状態で挟むことで、中芯３の斜面部３Ｂの接合部３Ａとの境界部分に湾曲部３Ｃを成形する。
【００４５】
一対の成形金型１１は、繊維強化プラスチック９を加熱・加圧し、さらに冷却するために内部に、加熱用と冷却用の循環路（図示せず）を設けている。加熱用の循環路は、加熱油などの流体を循環して成形面１１Ｘを加熱し、冷却用の循環路は冷却水等の流体を循環して成形面１１Ｘを冷却する。加熱用の循環路は、温水又は加熱油などの液体、あるいは水蒸気などの気体を循環させる加熱システムに連結され、冷却用の循環路は、冷却水や気化して気化熱で冷却する冷媒などの流体を循環させる冷却システムを連結している。加熱システムは流体を加熱して成形金型１１の循環路に循環させる。冷却システムは流体を冷却して成形金型１１の循環路に循環させる。
【００４６】
以上の成形装置１０は、以下の工程で繊維強化プラスチック９を台形波に成形する。
１．成形面１１Ｘを水平姿勢とし、上成形金型１１Ｂをシリンダ１２で上昇して一対の成形金型１１を開いた状態とする。この状態で、下成形金型１１Ａの上面である成形面１１Ｘに、シート状の繊維強化プラスチック９をセットする。
２．両方の成形金型１１の循環路の加熱油や加熱水蒸気など加熱流体を循環して、成形金型１１の成形面１１Ｘを加熱状態とする。
３．シリンダ１２で上成形金型１１Ｂを降下して、一対の成形金型１１の成形面１１Ｘで繊維強化プラスチック９を加熱状態に加圧して、台形波状に成形する。
４．両方の成形金型１１の循環路に循環していた加熱流体の循環を停止して、循環路に冷却液を循環して成形面１１Ｘを冷却する。
５．台形波状に成形された繊維強化プラスチック９を冷却した後、上成形金型１１Ｂをシリンダ１２で上昇して、繊維強化プラスチック９を台形波状に成形された中芯３を脱型する。
熱可塑性樹脂の繊維強化プラスチックの中芯３は、熱可塑性樹脂が硬化する温度まで冷却して、成形金型１１から脱型し、両性プラスチックの中芯は、熱可塑性樹脂が降下して熱可塑性樹脂となる状態で脱型できる。
【００４７】
図１に示すプラスチック積層体１は、図４と図５に示す接合装置２０で板材２と中芯３を熱溶着する。この接合装置２０は、中芯３の接合部３Ａをプレス突起２３で板材２に局部的に押し付けて熱溶着する。この工程において、隣接する斜面部３Ｂの間に挿入されるプレス突起２３は中芯３の接合部３Ａを局部的に押圧して、板材２と中芯３のプラスチックを接合部３Ａと板材２との接合面から湾曲隙間７に押し出して中芯３と板材２とを接合する。
【００４８】
図４及び図５の接合装置２０は、板材２に中芯３を熱溶着する一対の接合板２１と、一方の接合板２１を往復運動させるアクチュエーターのシリンダ２２とを備える。図の接合装置２０は、中芯３に板材２を積層し、下接合板２１Ａと上接合板２１Ｂとで中芯３の接合部３Ａを板材２に加熱状態で押圧して熱溶着する。下接合板２１Ａと上接合板２１Ｂは、対向面にプレス突起２３を設けている。接合板２１は、その対向面に、中芯３の接合部３Ａを局部的に加圧するピッチでプレス突起２３を設けている。この接合装置は、下接合板２１Ａのプレス突起２３を、中芯３の平行溝３Ｅに案内して、プレス突起２３を中芯３の接合部３Ａに配置できる。中芯３の上に板材２を積層し、上下の接合板２１で中芯３と板材２とを接合する。上下の接合板２１に設けたプレス突起２３は、中芯３の接合部３Ａとこの接合部３Ａに接合される板材表面とを局部的に加熱状態で加圧して接合する。
【００４９】
図１に示すプラスチック積層体１は、図６と図７に示す接合装置２０で板材２と中芯３を熱接合することもできる。この接合装置２０は、板材２に中芯３を熱接合する一方の接合板２１を平面状とし、他方の接合板２１にはプレス突起２３を設けている。プレス突起２３は、中芯３の接合部３Ａを局部的に加圧するピッチに配置されている。この図の接合装置２０は、下接合板２１Ａにプレス突起２３を設けて、上接合板２１Ｂの表面を平面状としている。下接合板２１Ａは、プレス突起２３を中芯３の台形溝３Ｅに案内して接合部３Ａを押圧し、上接合板２１Ｂは、平面状の押圧面で板材２の表面を押圧する。この接合装置２０は、中芯３の台形溝３Ｅに下接合板２１Ａのプレス突起２３を案内して、中芯３を下接合板２１Ａにセットし、中芯３に板材２を積層する状態で、上下の接合板２１で中芯３と板材２とを押圧して接合する。下接合板２１Ａに設けたプレス突起２３は、中芯３の接合部３Ａを板材２に押圧し、上接合板２１Ｂは、板材２の表面を平面状に押圧して、中芯３と板材２とが加熱状態で加圧して接合される。この接合装置２０は、板材２の表面を平面状に保持して台形波状の中芯３を接合するので、板材表面を平滑面として接合できる特徴がある。
【００５０】
図４〜図７に示す接合装置２０において、一対の接合板２１は、板材２と中芯３を加熱状態で加圧して熱接合した後、冷却するために、成形金型１１と同じように、内部には加熱用と冷却用の循環路（図示せず）を設けている。加熱用の循環路は、加熱油などの流体を循環して接合板２１を加熱し、冷却用の循環路は冷却水等の流体を循環して接合板２１を冷却する。加熱用の循環路は、温水又は加熱油などの液体、あるいは加圧蒸気などの気体を循環させる加熱システムに連結され、冷却用の循環路は、冷却水や気化して気化熱で冷却する冷媒などの流体を循環させる冷却システムを連結している。加熱システムは流体を加熱して接合板２１の循環路に循環させる。冷却システムは流体を冷却して接合板２１の循環路に循環させる。
【００５１】
以上の接合装置２０は、以下の工程で板材２と中芯３を接合する。
１．上下の接合板２１を水平姿勢とし、上接合板２１Ｂをシリンダ２２で上昇して一対の接合板２１を開いた状態とする。この状態で、下接合板２１Ａの上に中芯３をセットする。中芯３は、平行溝３Ｅにプレス突起２３を案内する位置にセットして、プレス突起２３が接合部３Ａを下から押圧できる状態で、下接合板２１Ａにセットする。その後、中芯３の上に板材２を積層する。
２．両方の接合板２１の循環路の加熱油や加熱水蒸気など加熱流体を循環して、接合板２１のプレス突起２３を加熱状態とする。
３．シリンダ２２で上接合板２１Ｂを降下して、一対の接合板２１のプレス突起２３で中芯３と板材２を加熱状態に加圧して、中芯３の接合部３Ａを板材２に熱溶着してプラスチック積層体１とする。
４．両方の接合板２１の循環路に循環していた加熱流体の循環を停止して、循環路に冷却液を循環してプレス突起２３を冷却する。
５．中芯３と板材２が熱溶着されたプラスチック積層体１の加熱部を冷却した後、上接合板２１Ｂをシリンダ２２で上昇して、プラスチック積層体１を接合板２１から脱型する。
プラスチック積層体１は、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂が硬くなるまで冷却して、接合板２１から脱型する。両性プラスチックの繊維強化プラスチック、あるいは両性プラスチックで中芯３と板材２とを熱溶着しているプラスチック積層体１は、両性プラスチックの熱可塑性樹脂が硬化して熱可塑性樹脂となって硬くなる状態に冷却して脱型する。
【００５２】
以上の工程で得れたプラスチック積層体は、以下の一体化工程で外部機器に固定する固定部１Ｙを設けて、図１に示すように、固定部１Ｙを車両のボディー４１などの外部機器に固定する。
【００５３】
一体化工程は、図８に示すように、積層工程で中芯３を台形波状とするプラスチック積層体１の一部を加熱・加圧して、台形波状中芯３を押し潰し、板状中芯３Ｙに板材２を接合してなる固定部１Ｙとする。固定部１Ｙは、押し潰された板状中芯３Ｙに板材２が一体構造に積層された状態となる。この構造の固定部１Ｙは、図１の一部拡大断面図に示すように、板状中芯３Ｙと板材２とが一体構造に接合された熱可塑性樹脂層内に、カーボン繊維８が複数の層となって埋設される。図１のプラスチック積層体１は、本体部１Ｘと固定部１Ｙとの境界部分に、台形波状の中芯３を押し潰している折り重ね積層部１Ｔを設けている。このプラスチック積層体１は、折り重ね積層部１Ｔにおいて、台形波状中芯３を押し潰して積層する形状として補強している。この断面形状のプラスチック積層体１は、固定部１Ｙとの境界部分の強度を強くできる特徴がある。
【００５４】
図１に示すプラスチック積層体１は、外周部に固定部１Ｙを設けており、本体部１Ｘを車両のボディーＢに設けた開口部に配置する状態で、外周部に設けた固定部１Ｙを、固定片２５に積層して固定する。プラスチック積層体１は、図１に示す構造でボディー４１に固定される。図１に示すプラスチック積層体１は、端部に形成された固定部１Ｙを、ボディーＢの開口部に設けた固定片２５に接着して固定している。図に示すボディーＢは、開口部に沿って固定片２５を設け、固定部１Ｙを固定片２５に積層し、接着剤５を介してボディーＢに固定している。
【００５５】
ただ、プラスチック積層体１は、図９に示すように、中間に固定部１Ｙを設けることもできる。中間部に設けている固定部１Ｙは、本体部１Ｘとの境界部分に折り重ね積層部１Ｔを設けて、固定部１Ｙとの境界部分の連結強度を強くできる。このプラスチック積層体１は、中間部に設けた固定部１Ｙを、車両のボディーＢに設けた開口部の中央部に橋渡し状態で設けた支持フレームＣに接着して固定し、外周部に設けた固定部１Ｙを開口部の外側のボディーＢの固定片２５に積層して固定する。固定部１Ｙを外周部と中間部に設けるプラスチック積層体１は、大面積として外周部と中間部の固定部１Ｙを外部機器に固定して、歪みなく取り付けできる特徴がある。
【００５６】
なお、図１及び図９に示すプラスチック積層体１は、外部機器である車両のボディーＢに対して、板材２が外側面（図においては上面）となるように本体部１Ｘを開口部に配置して、固定部１ＹをボディーＢに固定する状態を示している。この固定構造によると、外部機器である車両のボディーＢにルーフパネルとして固定されるプラスチック積層体１の外側表面を綺麗な平滑面にできる。このプラスチック積層体１は、図示しないが、固定部を設ける一体化工程において、台形波状の中芯３を固定部１Ｙから本体部１Ｘに向かって突出する形状とすることもできる。
【００５７】
以上のプラスチック積層体は、中芯の片面に板材を接合するが、本発明のプラスチック積層体は、図示しないが中芯の両面に板材を接合してより強靭な構造とすることもできる。
【００５８】
［実施例１］
図１に示すプラスチック積層体は、以下の工程で製造される。
板材２と中芯３を、ナイロン６にカーボン繊維を埋設している繊維強化プラスチックとする。この繊維強化プラスチックは、カーボン繊維をナイロン６に埋設し、カーボン繊維とナイロン６の容積比を６:４とする。繊維強化プラスチックは、カーボン繊維を立体的に方向性なく配列してナイロン６を含浸している。
板材２の厚さ（ｄ）は０．１５ｍｍ、中芯３の厚さ（ｔ）は０．１５ｍｍ、中芯３は、接合部３Ａと斜面部３Ｂとを交互に連結する台形波状で、接合部３Ａの横幅（Ｗ）を１．５ｍｍ、斜面部３Ｂの板材２に対する傾斜角（α）を７０度として、プラスチック積層体１の全体の厚さ（Ｄ）を３ｍｍとする台形波状に成形している。さらに、中芯３は、斜面部３Ｂの湾曲部３Ｃの曲率半径（Ｒ）を０．５ｍｍとしている。
【００５９】
板材２と中芯３は、図４と図５に示すように、一対の接合板２１で熱溶着して接合する。一対の接合板２１は、中芯３の接合部３Ａと板材２を局部的に挟んで押圧するプレス突起２３を設けている。接合板２１は、プレス突起２３で接合部３Ａと板材２を加圧して、板材２と中芯３を熱溶着した後、冷却して接合する。
【００６０】
接合部３Ａを板材２に接合する工程において、加熱溶融された板材２と中芯３の熱可塑性のプラスチックは、接合部３Ａと板材２との接合面から湾曲部３Ｃと板材２との間に押し出されて、湾曲隙間７に隙間充填接着剤４Ａとして充填される。隙間充填接着剤４Ａは、湾曲部３Ｃを板材２に接合するが、平面部３Ｆの表面を空気中に露出させた状態とする。
【００６１】
以上の工程で製造されたプラスチック積層体１は、この工程で、本体部１Ｘの外周部に、車両のボディーＢなどの外部機器に取り付けする固定部１Ｙを設ける。
固定部１Ｙは、台形波状の中芯３の本体部１Ｘを局部的に両面から加熱・加圧して、中芯３を押し潰して板状に圧縮し、圧縮された板状中芯３Ｙの表面に板材２を積層するプレート状とする。プレート状の固定部１Ｙは、表面の板材２と中芯３の繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂が軟化溶融されて一体構造に接合されて板状となっている。板状の固定部１Ｙは、軟化溶融されて一体構造となった熱可塑性樹脂の内部に、板材２と中芯３の繊維強化プラスチックに埋設していたカーボン繊維８が積層された状態で埋設される。一体構造の熱可塑性樹脂の複数のカーボン繊維８を埋設している固定部１Ｙは、多層構造に埋設されるのカーボン繊維８によって極めて優れた強度を実現する。一体構造の熱可塑性樹脂に多層構造にカーボン繊維を積層して埋設する固定部は、僅か０．１５ｍｍの繊維強化プラスチックを板材２と中芯３に使用して、固定部１Ｙの全体の厚さ（Ｋ）を約０．３ｍｍと相当に薄いプレート状としながら極めて強くできる。
【００６２】
プラスチック積層体を局部的に加熱・加圧して、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を軟化溶融して一体構造の固定部１Ｙを設ける工程を図８に示す。この工程において、プラスチック積層体１は、固定部１Ｙに加工する領域に加熱器（図示せず）により赤外線を照射して繊維強化プラスチックを軟化させる温度まで加熱する。加熱されたプラスチック積層体１は、加熱・加圧して熱可塑性樹脂を溶融させる圧縮金型２４に搬入する。圧縮金型２４は、プラスチック積層体１の固定部１Ｙとする領域を局部的に加熱・加圧して、台形波状中芯３を押し潰して板状に圧縮して板状中芯３Ｙとすると共に、板材２と中芯３の繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を軟化溶融して一体構造のプレート状に成形し、その後、冷却して固定部１Ｙを設ける。
【００６３】
圧縮金型２４は、上金型２４Ｂと下金型２４Ａと、上金型２４Ｂを上下に往復運動させるアクチュエーターのシリンダ２６からなる。図８の圧縮金型２４は、本体部１Ｘの外周部を所定の横幅で局部的に加熱・加圧して固定部１Ｙとする。下金型２４Ａは加圧面を平面状、上金型２４Ｂは固定部１Ｙを設ける部分に局部的に突出する圧縮凸部２４ａを設けている。圧縮凸部２４ａは、台形波状中芯３の本体部１Ｘと、プレート状に押し潰される固定部１Ｙとの境界部分を、中芯３を押し潰して折り重ね積層部１Ｔとしている。
【００６４】
上金型２４Ｂがシリンダ２６で降下されて、圧縮凸部２４ａがプラスチック積層体１を局部的に加熱・加圧し、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を溶融してプレート状の固定部１Ｙを成形する。上金型２４Ｂと下金型２４Ａは加熱蒸気と冷却水とを切り換えて循環させる循環路を内部に設けている。循環路は固定部１Ｙを成形する部分に設けている。循環路に加熱蒸気を循環して圧縮金型２４を加熱し、冷却水を循環して冷却する。
【００６５】
以上の圧縮金型２４は、シリンダ２６で上金型２４Ｂを上昇する状態で、上金型２４Ｂと下金型２４Ａを開いた状態として下金型２４Ａの上に、プラスチック積層体の固定部１Ｙを設ける領域を搬入する。プラスチック積層体１は、下面を板材２、上面を台形波状中芯３とする姿勢で下金型２４Ａに搬入される。この圧縮金型２４は、板材２を、本体部１Ｘと固定部１Ｙとの境界にある折り重ね積層部１Ｔにおいてフラット面とし、中芯３は、折り重ね積層部１Ｔに押し潰された状態に成形される。搬入されるプラスチック積層体１は、赤外線で加熱されて熱可塑性樹脂が軟化するが溶融しない状態にある。プラスチック積層体１が搬入される状態で、上金型２４Ｂと下金型２４Ａは加熱蒸気で加熱された状態にある。
【００６６】
圧縮金型２４は、シリンダ２６で上金型２４Ｂを降下する状態で、板材２を変形させることなく、上金型２４Ｂの圧縮凸部２４ａで台形波状中芯３を変形させるようにプラスチック積層体１を局部的に加熱・加圧して固定部１Ｙを成形する。上金型２４Ｂと下金型２４Ａは、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を軟化溶融させて、中芯３を押し潰して板状に圧縮し、さらに板材２と中芯３の熱可塑性樹脂を軟化溶融して一体構造のプレート状に成形する温度、たとえば、２５０℃に加熱されて固定部１Ｙを成形する。圧縮金型２４は、プラスチック積層体１を立体形状に成形した後、上金型２４Ｂと下金型２４Ａに、加熱蒸気に代わって冷却水を循環して、強制的に冷却する。冷却された圧縮金型２４は、立体形状のプラスチック積層体１を軟化温度よりも低温に冷却して、熱可塑性樹脂を硬化状態とする。この状態で、シリンダ２６で上金型２４Ｂを上昇し、上金型２４Ｂと下金型２４Ａとを上下に分離して、成形されたプラスチック積層体１を圧縮金型２４から脱型する。
【００６７】
以上の工程で固定部１Ｙが成形されたプラスチック積層体１は、板材２を平面状に保持しながら、中芯３を変形して、本体部１Ｘの外周に固定部１Ｙを設けている。このプラスチック積層体１は、固定部１Ｙの曲げ剛性を０．６５ｍｍ厚の車両用高張力鋼に勝るとも劣らない強度にできる。このプラスチック積層体１は、図１に示すように、板材２を外側面として固定部１Ｙを接着し、あるいは図示しないががネジ止めして車両のボディーＢなどの外部機器に固定することで、自動車用鋼板と同様に簡単に固定しながら、取り付け強度を強くできる。
【００６８】
［実施例２］
板材２に使用する繊維強化プラスチックを、両性プラスチックのプリプレグとする以外、実施例１と同様にしてプラスチック積層体１を製造する。
板材２に使用する両性プラスチックのプリプレグには、新日鉄住金マテリアルズ株式会社の「ＮＳ−ＴＥＰｒｅｇ（登録商標）」を使用する。
以上のプラスチック積層体は、重量が増加することなく、本体部１Ｘと固定部１Ｙの曲げ剛性は実施例１に勝るとも劣らない物性を示す。
【００６９】
［実施例３］
板材２を中芯３の両面に接合する以外、実施例１と同様に製作されたプラスチック積層体１は、両面を凹凸面とすることなく平面状とする用途に最適である。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のプラスチック積層体は、軽量化と高い曲げ剛性の要求される用途、とくに車両のボディー鋼板等に金属板に代わって極めて有効に利用される。
【符号の説明】
【００７１】
１…プラスチック積層体
１Ｘ…本体部
１Ｙ…固定部
１Ｔ…折り重ね積層部
２…板材
３…中芯
３Ａ…接合部
３Ｂ…斜面部
３Ｃ…湾曲部
３Ｅ…平行溝
３Ｙ…板状中芯
４Ａ…隙間充填接着剤
５…接着剤
７…湾曲隙間
８…カーボン繊維
９…繊維強化プラスチック
１０…成形装置
１１…成形金型
１１Ａ…下成形金型
１１Ｂ…上成形金型
１１Ｘ…成形面
１２…シリンダー
１３…凸条
１３Ａ…先端面
１３Ｂ…面取部
１４…溝
１４Ａ…底面
１４Ｂ…湾曲コーナー部
２０…接合装置
２１…接合板
２１Ａ…下接合板
２１Ｂ…上接合板
２２…シリンダ
２３…プレス突起
２４…圧縮金型
２４Ａ…下金型
２４Ｂ…上金型
２４ａ…圧縮凸部
２５…固定片
２６…シリンダ
Ｂ…ボディー
Ｃ…支持フレーム
【図１】
2020066220.tif 000003
【図２】
2020066220.tif 000004
【図３】
2020066220.tif 000005
【図４】
2020066220.tif 000006
【図５】
2020066220.tif 000007
【図６】
2020066220.tif 000008
【図７】
2020066220.tif 000009
【図８】
2020066220.tif 000010
【図９】
2020066220.tif 000011