(57)【要約】【課題】軽量化しながら縦方向の曲げ剛性を強くして、横方向に変形できる可撓性を実現する。【解決手段】プラスチック積層体１は、台形溝の間に凸部３Ｇが設けられて断面形状を波状としている中芯の片面に板材が接合され、中芯と板材は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で、中芯は頂上面の板材に接合してなる接合プレート部３Ａと、台形溝底部の連結部と、接合プレート部３Ａと連結部とに鈍角に連結してなる平面状の傾斜プレート部とからなる台形波状で、中芯の台形溝開口部が板材で閉塞された補強リブ部１Ｈと、接合プレート部３Ａと板材との積層変形部１Ｓとが交互に配置されて、補強リブ部１Ｈは、断面形状を連結部から板材に向かって裾広がり状とする中空筒状で、積層変形部１Ｓが板材と接合プレート部３Ａとの２層構造としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配置してなる台形溝の間に凸部が設けられて、前記台形溝と前記凸部とが隣接して交互に設けられて断面形状を波形としてなる中芯と、
前記中芯の片面に接合してなる平面状の板材と、
を備え、
前記中芯と前記板材は、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で、
前記中芯は、
前記凸部の頂上面にあって前記板材に接合してなる平面状の接合プレート部と、
前記台形溝の底部にあって前記板材に接合されない連結部と、
前記接合プレート部と前記連結部とを連結し、前記接合プレート部と前記連結部との連結角を鈍角としてなる平面状の傾斜プレート部とからなる台形波状で、
前記中芯の前記接合プレート部に前記板材が接合されて、
前記中芯の前記台形溝の開口部が前記板材で閉塞されてなる補強リブ部と、
前記中芯の前記接合プレート部が前記板材に接合されてなる積層変形部と、
が交互に格子状に配置され、
前記補強リブ部は、
前記板材と一対の前記傾斜プレート部と前記連結部とで囲まれる中空筒状であって、
前記補強リブ部の中空筒状は、断面形状を前記連結部から前記板材に向かって裾広がり状とする中空筒状で、
前記積層変形部が、
前記板材と前記中芯の前記接合プレート部との２層構造であ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、
前記繊維強化プラスチックが熱可塑性樹脂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３】
請求項２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、ナイロン樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＨＴＰＥ、フェノキシ樹脂のいずれかであ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、
前記板材と前記中芯の前記接合プレート部とが熱溶着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４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を介して前記板材と前記中芯とが熱溶着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１ないし５のいずれかに記載するプラスチック積層体であって、
前記中芯が、前記台形溝の縦方向の引張強度である縦強度が、前記台形溝と直交する横方向の引張強度である横強度よりも大きい繊維強化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６に記載するプラスチック積層体であって、
前記中芯が熱可塑性樹脂にカーボン繊維を方向性なく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８】
請求項６又は７に記載するプラスチック積層体であって、
前記板材が熱可塑性樹脂にカーボン繊維を方向性なく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９】
請求項１ないし８のいずれかに記載するプラスチック積層体であって、
前記中芯の連結角（α）が、１００度以上であって１４０度以下の鈍角であることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれかに記載するプラスチック積層体であって、
前記接合プレート部の横幅（Ｗ１）が、前記傾斜プレート部の横幅（Ｗ２）の１／３以上であって、１．５倍以下であることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載するプラスチック積層体であって、
前記中芯の厚さが、前記板材の１／４以上であって４倍以下であることを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項１２】
熱可塑性樹脂の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、台形溝が格子状に配置されて、前記台形溝の間には凸部を設けて、前記台形溝と前記凸部とを隣接して交互に設けて断面形状を台形波状とする中芯加工工程と、
前記中芯加工工程で得られる前記中芯の片面に平面状の板材を接合する接合工程とでプラスチック積層体を製造する方法であって、
前記中芯加工工程において、
前記凸部の頂上面を前記板材に接合する平面状の接合プレート部を設け、
前記台形溝の底部には前記板材に接合しない連結部を設け、
前記接合プレート部と前記連結部とを、前記接合プレート部と前記連結部との連結角を鈍角として平面状の傾斜プレート部を設けて前記中芯の断面形状を台形波状とし、
前記接合工程においては、
前記中芯の接合プレート部に前記板材を接合して、前記中芯の前記台形溝の開口部を前記板材で閉塞して補強リブ部とし、
前記中芯の前記接合プレート部を前記板材に接合して積層変形部として、
前記補強リブ部と前記積層変形部とを交互に格子状に配置し、
前記接合工程において、
前記補強リブ部を、
前記板材と一対の前記傾斜プレート部と前記連結部とで囲まれる中空筒状とし、さらに、
前記補強リブ部の中空筒状は、断面形状を前記連結部から前記板材に向かって裾広がり状とする中空筒状とし、
前記積層変形部を、
前記板材と前記中芯の前記接合プレート部との２層構造とすることを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２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することを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３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に使用する繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を、ナイロン樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＨＴＰＥ、フェノキシ樹脂のいずれかとすることを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
【請求項１５】
請求項１２ないし１４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、
前記接合工程において、前記板材と前記中芯の前記接合プレート部とを熱溶着することを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載するプラスチック積層体の製造方法であって、
前記接合工程において、前記繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を介して前記板材と前記中芯とを熱溶着することを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項１７】
請求項１２ないし１６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、
前記中芯加工工程において、
前記中芯に加工する繊維強化プラスチック板に、前記台形溝の縦方向の引張強度である縦強度が、前記台形溝と直交する横方向の引張強度である横強度よりも大きい繊維強化プラスチックを使用することを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載するプラスチック積層体の製造方法であって、
前記中芯に、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を方向性なく埋設してなる繊維強化プラスチックを使用することを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項１９】
請求項１７又は１８に記載するプラスチック積層体の製造方法であって、
前記板材に、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を方向性なく埋設してなる繊維強化プラスチックを使用することを特徴とするプラスチック積層体。
【請求項２０】
請求項１２ないし１９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、
前記中芯加工工程において、
前記中芯の連結角（α）を、１００度以上であって１４０度以下の鈍角とすることを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
【請求項２１】
請求項１２ないし２０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、
前記中芯加工工程において、
前記中芯を、前記接合プレート部の横幅（Ｗ１）を、前記傾斜プレート部の横幅（Ｗ２）の１／３以上であって、１．５倍以下とすることを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
【請求項２２】
請求項１２ないし２１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、
前記接合工程において、前記中芯の厚さを前記板材の１／４以上であって４倍以下とすることを特徴とするプラスチック積層体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波形の中芯に板材を接合しているプラスチック積層体とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
２枚の板材の間に台形波状の中芯を設けて、中芯で２枚の板材を連結しているプラスチックダンボールやプラスチック積層体は開発されている。（特許文献１及び２参照）
特許文献１のプラスチックダンボールは、ポリプロピレンやポリエチレン等のプラスチックを押し出し成形して、２枚の板材を中芯となるリブで連結している。このプラスチックダンボールは、リブを板材に対して傾斜する姿勢に配置して、断面形状を台形波状として、圧縮強度を改善している。
また、特許文献２のプラスチック積層体は、断面形状を台形波状とする中芯の両面に板材を接合して、板材の表面にカバー層を積層している。このプラスチック積層体は、板材と中芯からなる基材に天然繊維を含む構造として、木製の梁に使用するウッドパネルや化粧板に使用するものである。
【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】特表２０１１−５２７６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のプラスチックダンボールやプラスチック積層体は、２枚の板材をリブで連結し、断面形状を台形波状として軽量化しながら圧縮強度等を改善するもので、軽量化と強度が要求される用途に有効に使用できる。この構造は、板状で使用する用途には有効に利用できるが、立体的に変形して使用される用途に有効に利用するのが難しい欠点がある。
【０００５】
本発明は、従来のプラスチック積層体の欠点を解消することを目的として開発されたもので、本発明の大切な目的は、軽量化しながら優れた強度を実現し、さらに用途に適した形状に曲げ加工して種々の用途に有効に使用できるするプラスチック積層体とその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のプラスチック積層体は、格子状に配置してなる台形溝の間に凸部を設けて、台形溝と凸部とを隣接して交互に設けて断面形状を波形としてなる中芯と、中芯の片面に接合してなる平面状の板材とを備えている。中芯と板材は、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で、中芯は、凸部の頂上面にあって板材に接合してなる平面状の接合プレート部と、台形溝の底部にあって板材に接合されない連結部と、接合プレート部と連結部とを連結し、接合プレート部と連結部との連結角を鈍角としてなる平面状の傾斜プレート部とからなる台形波状で、中芯の接合プレート部に板材を接合して、中芯の台形溝の開口部を板材で閉塞してなる補強リブ部と、中芯の接合プレート部を板材に接合してなる積層変形部とを交互に格子状に配置している。補強リブ部は、板材と一対の傾斜プレート部と連結部とで囲まれる中空筒状であって、補強リブ部の中空筒状は、断面形状を連結部から板材に向かって裾広がり状とする中空筒状で、積層変形部は、板材と中芯の接合プレート部との２層構造としている。
【０００７】
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、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、繊維強化プラスチックを、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を埋設したものとすることができる。また、本発明のある態様にかか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、ナイロン樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＨＴＰＥ、フェノキシ樹脂のいずれかとすることができる。
【０００８】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、板材と中芯の接合プレート部とを熱溶着することができる。また、本発明のある態様にかか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介して板材と中芯とを熱溶着することができる。
【０００９】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、中芯を、台形溝の縦方向の引張強度である縦強度が、台形溝と直交する横方向の引張強度である横強度よりも大きい繊維強化プラスチックとすることができる。
【００１０】
また、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、中芯が熱可塑性樹脂にカーボン繊維を方向性なく埋設することができる。
【００１１】
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、板材が熱可塑性樹脂にカーボン繊維を方向性なく埋設することができる。
【００１２】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、中芯の連結角（α）を、１００度以上であって１４０度以下の鈍角とすることができる。
【００１３】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、接合プレート部の横幅（Ｗ１）を、傾斜プレート部の横幅（Ｗ２）の１／３以上であって、１．５倍以下とすることができる。
【００１４】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体は、中芯の厚さを、板材の１／４以上であって４倍以下とすることができる。
【００１５】
本発明のプラスチック積層体の製造方法は、熱可塑性樹脂の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、台形溝を格子状に配置して、台形溝の間には凸部を設けて、台形溝と凸部とを隣接して交互に設けて断面形状を台形波状とする中芯加工工程と、中芯加工工程で得られる中芯の片面に平面状の板材を接合する接合工程とでプラスチック積層体を製造する。中芯加工工程においては、凸部の頂上面を板材に接合する平面状の接合プレート部を設け、台形溝の底部には板材に接合しない連結部を設け、接合プレート部と連結部とを、接合プレート部と連結部との連結角を鈍角として平面状の傾斜プレート部を設けて中芯の断面形状を台形波状とする。接合工程においては、中芯の接合プレート部に板材を接合して、中芯の台形溝の開口部を板材で閉塞して補強リブ部とし、中芯の接合プレート部を板材に接合して積層変形部として、補強リブ部と積層変形部とを交互に格子状に配置し、接合工程において、補強リブ部を、板材と一対の傾斜プレート部と連結部とで囲まれる中空筒状とし、さらに、補強リブ部の中空筒状は、断面形状を連結部から板材に向かって裾広がり状とする中空筒状とし、積層変形部を、板材と中芯の接合プレート部との２層構造とする。
【００１６】
本発明は、プラスチックの製造方法を以下に限定するものではないが、以下の製造方法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の製造方法は、板材と中芯に、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することができる。また、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、板材と中芯に使用する繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を、ナイロン樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＨＴＰＥ、フェノキシ樹脂のいずれかとすることができる。
【００１７】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、接合工程において、板材と中芯の接合プレート部とを熱溶着することができる。また、本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、接合工程において、繊維強化プラスチックの熱可塑性樹脂を介して板材と中芯とを熱溶着することができる。
【００１８】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、中芯加工工程において、中芯に加工する繊維強化プラスチック板に、台形溝の縦方向の引張強度である縦強度が、台形溝と直交する横方向の引張強度である横強度よりも大きい繊維強化プラスチックを使用することができる。
【００１９】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、中芯に、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を方向性なく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。  
【００２０】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、板材に、熱可塑性樹脂にカーボン繊維を方向性なく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。  
【００２１】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、中芯加工工程において、中芯の連結角（α）を、１００度以上であって１４０度以下の鈍角とすることができる。
【００２２】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、中芯加工工程において、中芯の接合プレート部の横幅（Ｗ１）を、傾斜プレート部の横幅（Ｗ２）の１／３以上であって、１．５倍以下とすることができる。
【００２３】
本発明のある態様にかかるプラスチック積層体の製造方法は、接合工程において、中芯の厚さを板材の１／４以上であって４倍以下とすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、プラスチック積層体を軽量化しながら優れた強度を実現し、用途に適した形状に曲げ加工して種々の用途に有効に利用できる特徴がある。それは、本発明のプラスチック積層体が、中芯と板材の両方を、カーボン繊維を埋設している繊維強化プラスチックとして、中芯の片面に板材を接合しすると共に、中芯の形状は、格子状に配置している台形溝の間に凸部を設けて台形溝と凸部とを隣接して交互に配置して断面形状を波形とし、波形である中芯の凸部の頂上面には、板材に接合する平面状の接合プレート部を設けて、台形溝の底部には板材に接合しない連結部を設け、さらに、接合プレート部とを連結部とを、連結角を鈍角とする平面状の傾斜プレート部で連結して台形波状とし、この中芯の片面に板材を接合して、接合プレート部を板材に接合し、互いに接合している中芯と板材とで、台形溝の開口部を板材で閉塞している補強リブ部と、接合プレート部に板材を接合している積層変形部とを交互に格子状に配置し、さらにまた、補強リブ部は、板材と一対の傾斜プレート部と連結部とで囲まれる中空筒状とすると共に、補強リブ部は、その断面形状を連結部から板材に向かって裾広がり状とする台形波状の中空筒状とし、さらに積層変形部は変形できるように筒状とすることなく、板材と接合プレート部との２層構造としているからである。
【００２５】
以上のプラスチック積層体は、中空筒状の補強リブ部を所定のピッチで格子状に設けて、補強リブ部の間には積層変形部を配置して、補強リブ部と積層変形部とを交互に格子状に配置している。補強リブ部は断面形状を台形波状とする中空筒状で縦方向の曲げ剛性を著しく高くし、補強リブ部の間に格子状に設けている積層変形部は横方向の変形を許容する。さらに、補強リブ部は、台形溝の開口部に向かって裾広がり状の台形状とする中空筒状として縦方向の曲げ剛性を著しく向上する。しかも補強リブ部は、内部を中空の筒状とするので、軽量化しながら曲げ剛性を向上する。さらに、プラスチック積層体は、補強リブ部を格子状に配置して、プラスチック積層体全体の曲げ剛性を強くする。さらにまた、台形波状の中芯の片面に板材を接合する独得の構造によって、格子状に設けられる中空筒状の補強リブ部は、一対の傾斜プレート部と連結部と板材とで囲まれる領域として形成される。閉鎖構造で中空筒状の補強リブ部は、中芯の接合プレート部が板材に接合されて形成されるが、板材に接合される接合プレート部は、板材に積層されて台形溝の開口部（図１において台形溝の下方開口部）を閉塞しない。この構造のプラスチック積層体は、格子状に配置される中空筒状の補強リブ部が曲げ剛性を向上し、格子状であって補強リブ部の間に配置される積層変形部が変形しやすくする。積層変形部を構成する接合プレート部は、線状に板材に接合されることなく、所定の横幅（Ｗ）で板材に接合されて、交互に補強リブ部と積層変形部と格子状に配置する。所定の横幅（Ｗ）で板材に接合される接合プレート部は、板材との接着強度を強くして、補強リブ部で安定して確実に曲げ剛性を向上し、さらに積層変形部によるプラスチック積層体の変形性を向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係るプラスチック積層体の一部拡大断面図である。
【図２】図１に示すプラスチック積層体の分解断面図である。
【図３】中芯を成形する成形装置の一例を示す正面図である。
【図４】図３に示す成形装置の要部拡大図である。
【図５】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６】図５に示す接合装置の要部拡大図である。
【図７】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８】図７に示す接合装置の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
図１の断面図に示すプラスチック積層体１は、図２に示すように、中芯３の片面に板材２を接合している。中芯３は、格子状に配置している台形溝３Ｅの間に凸部３Ｇを設けて、台形溝３Ｅと凸部３Ｇを隣接して交互に配置して断面形状を台形波状としている。プラスチック積層体１は、中芯３の片面に平面状の板材２を接合して、格子状の補強リブ部１Ｈと、補強リブ部１Ｈの間に設けている積層変形部１Ｓとを設けている。補強リブ部１Ｈと積層変形部１Ｓは交互に格子状に配置され、補強リブ部１Ｈが曲げ剛性を向上し、積層変形部１Ｓが変形できる可撓性を実現する。
【００２９】
中芯３は、凸部３Ｇの頂上面であって板材２に接合している平面状の接合プレート部３Ａと、台形溝３Ｅの底部であって板材２に接合されない連結部３Ｈと、接合プレート部３Ａと連結部３Ｈとを連結している平面状の傾斜プレート部３Ｂとからなる。接合プレート部３Ａと連結部３Ｈとの連結角は鈍角で、接合プレート部３Ａと連結部３Ｈと傾斜プレート部３Ｂとからなる中芯３の断面形状を台形波状としている。中芯３の片面に接合される板材２は、中芯３の台形溝３Ｅの開口部を閉塞して補強リブ部１Ｈを形成し、中芯３の接合プレート部３Ａに接合されて積層変形部１Ｓとしている。補強リブ部１Ｈと積層変形部１Ｓは交互に格子状に配置される。
【００３０】
補強リブ部１Ｈは、板材２と一対の傾斜プレート部３Ｂと連結部３Ｈとで囲まれる中空の筒状で、中空筒状の補強リブ部１Ｈは、断面形状を連結部３Ｈから板材２に向かって裾広がり状とする中空の筒状としている。積層変形部１Ｓは、板材２と接合プレート部３Ａとの２層構造で、補強リブ部１Ｈの間に配置される。このプラスチック積層体１は、格子状に配置している補強リブ部１Ｈで曲げ剛性を向上する。補強リブ部１Ｈの間に設けた積層変形部１Ｓは、繊維強化プラスチックの２層構造として充分な強度を保持しながら可撓性を実現する。このプラスチック積層体１は、格子状に配置している積層変形部１Ｓを変形して、図１の鎖線で示すように種々の用途に適した形状に変形して使用される。
【００３１】
図１のプラスチック積層体１は、補強リブ部１Ｈを格子状に設けて、補強リブ部１Ｈの間に積層変形部１Ｓを配置して、補強リブ部１Ｈと積層変形部１Ｓとを交互に格子状に配置している。このプラスチック積層体１は、補強リブ部１Ｈで縦方向の曲げ剛性を著しく向上しながら、積層変形部１Ｓでもって補強リブ部１Ｈの横方向の可撓性を実現する。中空筒状であって断面形状を台形状とする補強リブ部１Ｈは、縦方向の曲げ強度が極めて強く、これを格子状に配置してプラスチック積層体１の曲げ剛性を著しく強くする。とくに、補強リブ部１Ｈは、内部を中空状として断面形状を台形状として、軽量化しながら曲げ剛性を向上する。さらに台形波状の中芯３の片面に板材２を接合して格子状に設けられる補強リブ部１Ｈは、板材２と傾斜プレート部３Ｂと連結部３Ｈとで台形状の中空筒状となり、しかも断面形状を中芯３の連結部３Ｈから板材２に向かって裾広がり状とするので、圧縮されて補強リブ部１Ｈが押し潰されることがなく、圧縮強度も極めて強くなる。
【００３２】
図１のプラスチック積層体１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１は、薄くして軽量化と曲げ強度を実現できる。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とするプラスチック積層体１は、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のみでなく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。
【００３３】
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。
【００３４】
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の厚さ（ｄ；ｔ）は、強度と全体の厚さ（Ｄ）を考慮して、中芯３と板材２とを同じ厚さ（ｄ；ｔ）とし、あるいは中芯３の厚さ（ｔ）を板材２の厚さ（ｄ）の１／４以上であって４倍以下とすることができる。プラスチック積層体１は、板材２を中芯３よりも厚くして、表面強度を向上でき、中芯３を板材２よりも厚くして曲げ剛性を強くできる。
【００３５】
板材２と中芯３は、カーボン繊維をプラスチックに埋設している繊維強化プラスチックである。板材２と中芯３の繊維強化プラスチックは、好ましく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の熱可塑性樹脂は、好ましくはナイロンやポリカーボネートである。ただし、本発明は、熱可塑性樹脂を以上のプラスチックに特定するものでなく、たとえば、用途を考慮して、アクリル樹脂、ＰＥＴ、ＰＰ、ＰＰＳ、ＨＴＰＥ等、他の全ての熱可塑性樹脂も使用できる。さらに、繊維強化プラスチックは、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や熱硬化性樹脂も使用できる。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。さらに、プラスチック積層体１は、熱硬化性樹脂にカーボン繊維を埋設したものを使用して、耐熱温度の高い用途にも使用できる。
【００３６】
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いる繊維シートは、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、熱可塑性樹脂に繊維シートを埋設する状態で使用され、あるいは繊維シート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。
【００３７】
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。
【００３８】
図１のプラスチック積層体１は、図の部分拡大断面図に示すように、台形波状である中芯３の接合プレート部３Ａを板材２の裏面に接合している。プラスチック積層体１は、平面状の繊維強化プラスチックを、隣合う傾斜プレート部３Ｂの間に接合プレート部３Ａと連結部３Ｈを交互に配置してなる台形波状の中芯３に加工し、この中芯３の片面に平面状の板材２を接合して製作される。
【００３９】
図１の拡大断面図に示すプラスチック積層体１は、傾斜プレート部３Ｂと接合プレート部３Ａとの境界部分、及び傾斜プレート部３Ｂと連結部３Ｈとの境界部分に湾曲部３Ｃを設けている。この傾斜プレート部３Ｂは、平面部３Ｆと接合プレート部３Ａとの境界部分と、平面部３Ｆと連結部３Ｈとの境界部分に湾曲部３Ｃを設けている。湾曲部３Ｃの曲率半径（Ｒ）は、繊維強化プラスチックに埋設されたカーボン繊維の破断状態、中芯３の厚さ（ｔ）、プラスチック積層体１の厚さ（Ｄ）の寸法精度等を考慮して最適値に設定され、たとえば、中芯３の厚さ（ｔ）の２倍以上、好ましくは３倍以上とする。プラスチック積層体１は、湾曲部３Ｃの曲率半径（Ｒ）を大きくしてカーボン繊維の破断を少なくして強度を向上し、さらに全体の寸法精度を高くできる。ただ、湾曲部３Ｃの曲率半径が大きすぎると、平面部３Ｆに対する湾曲部３Ｃの割合が大きくなって強度が低下してプラスチック積層体１の強度が低下する。したがって、中芯３は、湾曲部３Ｃの横幅（Ｗ１）を平面部３Ｆの横幅（Ｗ２）の１／３以下として、中芯３と板材２との接合強度を所定の強度とし、さらに全体の重量を軽量化し、さらに、所定の曲げ剛性を実現する。
【００４０】
傾斜プレート部３Ｂに湾曲部３Ｃのある中芯３を板材２に接合しているプラスチック積層体１は、中芯３と板材２を積層して、両面を一対の加熱・加圧プレートで加熱状態で加圧して挟み、湾曲部３Ｃを弾性的に変形して熱接合して一定の厚さに調整できる。接合状態で湾曲部３Ｃが変形して一定の厚さに修正して熱接合されるからである。この方法で製造されるプラスチック積層体１は、一対の加熱・加圧プレートの隙間に等しい厚さとなって、厚さの寸法精度を高くできる。とくに、湾曲部３Ｃと板材２との狭い間には隙間充填接着剤４Ａを充填して、変形した状態で湾曲部３Ｃと板材２とを接合することで、厚さを極めて高い精度で一定にできる。
【００４１】
図１のプラスチック積層体１は、中芯３の傾斜プレート部３Ｂの両側の連結角（α）を１１０度、接合プレート部３Ａの横幅（Ｗ）をプラスチック積層体１全体の厚さ（Ｄ）の約５０％としているが、中芯３の傾斜プレート部３Ｂは、連結角（α）を１００度以上であって１４０度以下、好ましくは１００度以上であって１３５度以下とすることができ、また、接合プレート部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。
【００４２】
プラスチック積層体１は、中芯３の凸部３Ｇ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とを熱接合して接合する。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、接合プレート部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４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。
【００４５】
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。この接着剤は、ノズルからのスプレー量や、ローラ表面の塗布量を調整して塗布量を最適量にコントロールできる。接着剤の塗布量は、接着剤が中芯３の湾曲部３Ｃと板材２とを接合する領域を特定するので、正確に調整することで、湾曲部３Ｃの特定の位置を確実に板材２に接合できる。すなわち、接着剤の塗布量は、接合プレート部３Ａを板材２に確実に接合し、かつ接合プレート部３Ａから押し出されて湾曲部３Ｃを板材２に接合する量にコントロールされる。
【００４６】
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。
【００４７】
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接合できる。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、接合プレート部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４として接合プレート部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。
【００４８】
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、繊維シート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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
中芯３の繊維強化プラスチックは、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。
【００５２】
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３と図４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の傾斜プレート部３Ｂの接合プレート部３Ａとの境界部分に湾曲部３Ｃを成形する。面取部１３Ｂと湾曲コーナー部１４Ｂの曲率半径（ｒ１、ｒ２）は湾曲部３Ｃの曲率半径（Ｒ）を特定する。したがって、この面取部１３Ｂと湾曲コーナー部１４Ｂは、中芯３に設ける湾曲部３Ｃの曲率半径（Ｒ）が、中芯３の厚さ（ｔ）の２倍以上、好ましくは３倍以上とする湾曲面とする。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
図１に示すプラスチック積層体１は、図５と図６に示す接合装置２０で板材２と中芯３を熱接合する。この接合装置２０は、中芯３の接合プレート部３Ａをプレス突起２３で板材２に局部的に押し付けて熱接合する。この工程において、隣接する傾斜プレート部３Ｂの間に挿入されるプレス突起２３は中芯３の接合プレート部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プレート部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。
【００５６】
図５及び図６の接合装置２０は、板材２に中芯３を熱接合する加熱・加圧プレートとして接合板２１を備えている。図５及び図６の接合装置２０は、板材２に中芯３を熱接合する一対の接合板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の接合プレート部３Ａを板材２に加熱状態で押圧して熱接合する。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の接合プレート部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の台形溝３Ｅに案内して、プレス突起２３を中芯３の接合プレート部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の接合プレート部３Ａとこの接合プレート部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。
【００５７】
図１に示すプラスチック積層体１は、図７と図８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の接合プレート部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に案内して接合プレート部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の接合プレート部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。
【００５８】
図５〜図８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。
【００５９】
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、台形溝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が接合プレート部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で中芯３のと板材２を加熱状態に加圧して、中芯３の接合プレート部３Ａを板材２に熱接合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が熱接合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とを熱接合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。
【００６０】
［実施例１］
図１に示すプラスチック積層体１は、以下の寸法として優れた物性を実現する。
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、接合プレート部３Ａと傾斜プレート部３Ｂとを交互に連結する台形波状で、接合プレート部３Ａの横幅（Ｗ）を１．５ｍｍ、傾斜プレート部３Ｂの両側の連結角（α）を１１０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。
【００６１】
板材２と中芯３は、図５と図６に示すように、一対の接合板２１で熱結合して接合する。一対の接合板２１は、図６に示すように、中芯３の接合プレート部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で接合プレート部３Ａと板材２を加圧して、板材２と中芯３を熱接合した後、冷却して接合する。
【００６２】
接合プレート部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、接合プレート部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。
【００６３】
以上のプラスチック積層体１は、台形波状である中芯３の凸条と台形溝３Ｅの方向における全長を５００ｍｍ、横幅を１５０ｍｍとする試験片において、曲げ剛性は以下の極めて優れた特性を示す。
ただし、プラスチック積層体１は、台形波状である中芯３の凸条と台形溝３Ｅの長手方向における剛性が大きいので、この方向の剛性を示している。
【００６４】
実施例１のプラスチック積層体１
曲げ剛性      ５０００ＧＰａ
たわみ        ３．２ｍｍ
曲げ応力      ５５ＭＰａ
重さ          ４１ｇ
【００６５】
厚さを０．６５ｍｍとする自動車用鋼板
曲げ剛性      ６９０ＧＰａ
たわみ        ２４．６ｍｍ
曲げ応力      ２０５ＭＰａ
重さ          ３８０ｇ
【００６６】
以上のように実施例１のプラスチック積層体１は、重さが自動車用鋼板の１／９以下と極めて軽く、曲げ剛性は、厚さを０．６５ｍｍとする自動車用鋼板の６９０ＧＰａに対して５０００ＧＰａと７倍以上と極めて高くなる。また、補強リブ部１Ｈの間に積層変形部１Ｓを設けているので、図１の鎖線で示すように変形して使用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
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、ラップトップコンピュータ、携帯電話、タブレット等の携帯機器に使用されるケースなどに、金属板に代わって極めて有効に利用される。
【符号の説明】
【００６８】
１…プラスチック積層体
１Ｈ…補強リブ部
１Ｓ…積層変形部
２…板材
３…中芯
３Ａ…接合プレート部
３Ｂ…傾斜プレート部
３Ｃ…湾曲部
３Ｅ…台形溝
３Ｆ…平面部
３Ｇ…凸部
３Ｈ…連結部
４…接着剤
４Ａ…隙間充填接着剤
７…湾曲隙間
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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