JPH08267670A

JPH08267670A - 車輌部材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08267670A
Application number: JP7069657A
Authority: JP
Inventors: Yuji Tamura; 裕司田村; Koji Shiraishi; 耕司白石; Akihiro Wada; 明浩和田; Harunori Kominami; 晴紀小南
Original assignee: Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
Current assignee: DIC Corp
Priority date: 1995-03-28
Filing date: 1995-03-28
Publication date: 1996-10-15

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明は、厚さ５〜３０ｍｍの独立気泡性硬
質ポリウレタンフォームを芯材とし、両表面材としてフ
ェノール積層板からなることを特徴とする輸送用車輌等
の床、壁、天井部材。【効果】本発明の車輌部材は、フェノール積層板を表
面材として用いることにより表面硬度、耐摩耗性に優
れ、２枚のフェノール積層板の間隙に、硬質ポリウレタ
ンフォーム材料を注入発泡して得られたサンドイッチパ
ネルとすることにより、フェノール積層板と発泡体との
界面接着力が強固で軽量性、剛性に優れ、所定のサイズ
の部材を自由に切り出しできると言う切断加工性、ビス
止めできるビス納まり性等すことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軽量で剛性に優れ、且
つ加工性に優れ所定サイズへの切り出しの容易な車輌部
材及びその製造方法に関するものであり、更に詳しくは
トラック，バス，鉄道車輌，貨物コンテナ等の輸送用車
輌部材及びその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、床材，壁材，天井材等の車輌部材
としては、周知の如く木材が広く用いられてきた。しか
しながら、近年環境保護の観点から南洋材の伐採規制が
強まり、車輌部材においても木材の使用が困難になりつ
つある。又、トラック，バス，鉄道車輌，貨物コンテナ
等の輸送用車輌では、近年輸送効率の向上，法規制強化
への対応の観点から、積載量の増加が求められており、
特にトラックにおいては、平成６年の道路交通法改正を
機に、過積載の取締強化が行われており、車輌部材の軽
量化による積載量の増加は急務となっている。

【０００３】そこで、最近では車輌部材にも軽量、高剛
性を目的にアルミハニカム板等が大量に使用されるよう
になってきている。しかし、アルミハニカム板はコスト
が高くなるだけでなく、所定サイズへの切り出しが困難
である，フレームへのビス止めがそのままでは出来ない
という加工性の問題があり、木材に替わる素材として広
く普及するには至っていない。

【０００４】更に、車輌部材の中でも特に床材として使
用しようとする場合、アルミハニカム板は集中荷重に対
して弱く実用に耐えるものではない。

【０００５】この為、樹脂発泡体を車輌部材として用い
ることも提案されている。これらは一般にガラス繊維等
で強化し剛性を高めているが充分ではなく、剛性不足を
カバーする為に部材を厚くするのが一般的である。この
為、樹脂発泡体自体の比重は低いにもかかわらず、単位
面積あたりの重量では必ずしも軽量化は充分ではない。
又、樹脂発泡体は一般に切断は容易であるが、切断時に
内包するガラス繊維が作業者の体に刺さるという問題が
ある。更に、樹脂発泡体の表面硬度は低く、フレームへ
の取付時、ビスが効きにくい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を排除して、軽量で剛性に優れ、且つ加工性に優れ、
所定のサイズの部材を自由に切り出しできると言う切断
加工性、ビス止めできるビス納まり性の容易な車輌部材
の開発を目的にするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題点に鑑み種々研究の結果、本発明を完成するに至った
ものである。

【０００８】即ち、本発明は、芯材及び表面材としての
フェノール積層板からなることを特徴とする車輌部材、
好ましくは芯材が発泡体であり、更に好ましくは芯材が
硬質ウレタンフォームであること、硬質ポリウレタンフ
ォームが、独立気泡性で、成形密度０．０５〜０．５
ｇ／ｃｍ³であることを特徴とする車輌部材及び２枚の
フェノール積層板の間隙に、硬質ポリウレタンフォーム
材料を注入発泡する工程、得られたサンドイッチパネル
から所定サイズの車輌部材に切り出される工程からなる
ことを特徴とする車輌部材の製造方法を提供するもので
ある。

【０００９】（構成）本発明において用いられるフェノ
ール積層板は、クラフト紙等の紙、ガラス，不織布等繊
維強化材にフェノール樹脂を含浸したものを積層させ硬
化した板である。このフェノール積層板は、表面硬度、
曲げ弾性率等の機械物性、現場での切断等の作業のしや
すさ等の面で特に好ましい。

【００１０】フェノール積層板の厚みは、０．６〜３．
０ｍｍが好ましい。これより薄いと耐衝撃性、曲げ物性
等の点で問題があり、これより厚いと車輌部材としての
重量、コスト等の点で使用が困難となる。

【００１１】フェノール積層板の製造法には、特に制限
は無く、公知の方法で製造されたものが問題無く使用出
来る。この製造法の概要の一例を示すと、先ず、クラフ
ト紙にフェノール樹脂を含浸した後、これを乾燥させプ
リプレグ状態でカットしたものが用いられる。

【００１２】フェノール積層板は、このプリプレグ状態
にしたクラフト紙を積層したものを、プレスで加熱、加
圧することによって得られる。プレスの条件は一般に５
０〜１００Ｋｇ／ｃｍ²、１００〜２００℃、５０〜２
００分である。

【００１３】フェノール積層板は、芯材が、発泡体で、
直接フェノール積層板に接着することが望ましく、一般
に芯材と接する面はサンディングして使用する。これは
硬質ウレタンフォーム材料を注入発泡する工程で、硬質
ウレタンフォームと表面材であるフェノール積層板の接
着性を良くする為である。

【００１４】本発明で用いられる芯材とは、フェノール
積層板と複合化した際の機械物性、フェノール積層板と
の接着性、材料コスト等を勘案し選定される。例示すれ
ば、パーチクルボード、ＭＤＦ（中質繊維板）、樹脂発
泡体等が挙げられる。一般のベニヤ合板も当然使用出来
る。

【００１５】この中で、パーチクルボード、ＭＤＦ、ベ
ニヤ合板はいずれも吸水率が大きく長年の使用の中で芯
材の吸水による問題、例えば表面材であるフェノール積
層板の剥離等が懸念される。又、これらの面材を用いる
と重量も重くなり、この点も問題となる。

【００１６】この為、本発明で用いられる芯材として
は、好ましくは樹脂発泡体が挙げられる。樹脂発泡体の
原料となる樹脂としては、ポリスチレン樹脂、ポリエス
テル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリオレフィン樹脂、フ
ェノール樹脂等が挙げられる。この中でポリウレタン樹
脂は、均質なセル状態の発泡体が容易に得られること、
発泡体の密度が広い範囲で容易に設定出来ること等の理
由から特に好ましい。

【００１７】ポリウレタン樹脂発泡体は、一般に発泡体
の硬さで硬質ポリウレタンフォーム、半硬質ポリウレタ
ンフォーム、軟質ポリウレタンフォームに分類される
が、本発明の目的とするところのでは、加工性、機械的
強度、中でも曲げ強度、曲げ弾性率の高いことが要求さ
れる為、硬質ポリウレタンフォームが好ましい。

【００１８】硬質ポリウレタンフォームは、ＩＳＯによ
れば５０％圧縮変形放圧後の厚みの減少が１０％以上の
ものと規定されている。

【００１９】本発明で用いられる硬質ポリウレタンフォ
ーム材料とは、硬質ポリウレタンフォームまたは硬質ウ
レタン変性ポリイソシアヌレートフォームを指称するも
のである。これらは、後述のポリオールコンパウンドと
ポリイソシアネートから得られる。

【００２０】ここにおいて、本発明において使用され
る、ポリオ−ルコンパウンドとは、主として、ポリオー
ル、触媒、整泡剤、発泡剤および難燃剤などから構成さ
れるものを指称する。

【００２１】それらのうち、まず、上記ポリオールとし
ては、例えば、少なくとも２個の活性水素原子を有する
化合物に、アルキレンオキサイド付加した構造を有する
ものとか、あるいは、それらの混合物である、それぞ
れ、ポリエーテルポリオール類；多価アルコール類と、
多価カルボン酸類またはラクトン類からなるポリエステ
ルポリオール類；さらには、その両方の結合を有するポ
リエーテルエステルポリオール類などが挙げられる。

【００２２】ポリエーテルポリオールとして特に代表的
なもののみを例示するにとどめれば、開始剤として、そ
れぞれ、多価アルコール類、多価フェノール類、または
アミン類などを用い、これらの開始剤に、エチレンオキ
サイド、プロピレンオキサイドまたはブチレンオキサイ
ドの如き、各種のアルキレンオキサイド類を付加せしめ
て得られるような形のものである。

【００２３】そして、これらのポリエーテルポリオール
に使用される開始剤として特に代表的なもののみを例示
するにとどめれば、まず、多価アルコール類としては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジ
オール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ネ
オペンチルグリコールもしくは３メチル−１，５ペンタ
ンジオールの如き、各種の２価のアルコール類をはじ
め、さらには、グリセリン、トリメチロールプロパン、
ヘキサントリオールもしくはトリメチロールエタンの如
き、各種の３価アルコール類；またはペンタエリスリト
ール、ソルビトール、メチルグルコシドもしくは蔗糖の
如き、各種の４価以上のアルコール類などであるし、多
価フェノール類としては、ピロガロールもしくはヒドロ
キノンなどのような種々の化合物などであり、あるい
は、そのほかにも、ビスフェノールＡの如き、各種のビ
スフェノール類などのような種々の化合物などである。

【００２４】また、多価のポリカルボン酸として特に代
表的なもののみを例示するにとどめれば、コハク酸、シ
ュウ酸もしくはアジピン酸の如き、各種の脂肪族ポリカ
ルボン酸類；フタル酸、トリメリット酸もしくはヘット
酸の如き、各種の芳香族ポリカルボン酸類などである
し、さらに、アミン類として特に代表的なもののみを例
示するとどめれば、アンモニア、アルキルアミンもしく
はアニリンの如き、各種のモノアミン類；エチレンジア
ミン、ジエチレントリアミン、トリレンジアミン、ピペ
ラジン、ジアミノジフェニルメタンもしくはアミノエチ
ルピペラジンの如き、各種のポリアミン類；モノエタノ
ールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、モノプロパノールアミン、ジプロパノールアミンも
しくはトリプロパノールアミンの如き、各種のアルカノ
ールアミン類などである。

【００２５】ポリエステルポリオールとして特に代表的
なもののみを例示するにとどめれば、グリコール成分と
して、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブ
タンジオール、ヘキサンジオール、ジエチレングリコー
ル、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール
もしくは３−メチル−１，５−ペンタンジオールの如
き、各種の２価のアルコール類；グリセリン、トリメチ
ロールプロパンもしくはトリメチロールエタンの如き、
各種の３価アルコール類；ペンタエリスリトールの如
き、４価以上の各種の多価アルコール類などを用い、ま
た、カルボン酸成分として、コハク酸、シュウ酸もしく
はアジピン酸の如き、各種の脂肪族ポリカルボン酸類；
フタル酸、トリメリット酸もしくはヘット酸の如き、各
種の芳香族ポリカルボン酸類などを使用して得られるよ
うな形のものが挙げられる。

【００２６】ポリエーテルエステルポリオールを調製す
るには、例えば、上掲された各種の原料を使用して得ら
れる、分子内にエーテル結合およびエステル結合を併せ
有するポリオール類が使用できる。

【００２７】これらのうちでも、好ましいものは、脂肪
族系の化合物を開始剤として得られる形のポリエーテル
ポリオール類であり、さらに好ましくは、多価アルコー
ル類またはアミン類を開始剤として得られる形のポリエ
ーテルポリオール類であるし、特に好ましいものは、５
００（ｍｇＫＯＨ／ｇ）以下の水酸基価を持つ、上記の
如き各種のポリエーテルポリオール類である。

【００２８】このポリエーテルポリオールを２０重量％
以上使用した形のポリオールコンパウンドは、含フッ素
ハロゲン化炭化水素系発泡剤の相溶性に優れるものであ
り、特に好ましいものである。

【００２９】発泡剤としては、特に反応型発泡剤である
水と、必要に応じ分子内に少なくとも１個の水素原子を
持った、含フッ素ハロゲン化炭化水素または含フッ素炭
化水素なども使用することが出来るが、かかる含フッ素
（ハロゲン化）炭化水素として特に代表的なもののみを
例示すると、トリフロロメタン、ジフロロメタン、ペン
タフロロエタン、ジフロロエタン、ジクロロモノフロロ
メタン、モノクロロモノフルオロメタン、モノクロロジ
フルオロメタン、ジクロロトリフロロエタン、ジクロロ
フルオロエタン、モノクロロテトラフロロエタン、モノ
クロロジフロロメタンまたはモノクロロジフロロエタン
などを使用することが出来る。

【００３０】さらに、メチレンクロライドのような、低
沸点のハロゲン化炭化水素を併用することもまた、可能
である。

【００３１】本発明において使用される、前記したポリ
イソシアネートとして特に代表的なもののみを例示する
とどめれば、ヘキサメチレンジイソシアネートの如き、
各種の脂肪族系ポリイソシアネート類；水添ジフェニル
メタンジイソシアネートもしくはイソホロンジイソシア
ネートの如き、各種の脂環式イソシアネート類；トリレ
ンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタンジイ
ソシアネート（ＭＤＩ）の如き、各種の芳香族イソシア
ネート類が、さらに、クルードＴＤＩ、クルードＭＤ
Ｉ、イソシアネート変性プレポリマー類またはイソシア
ヌレート変性プレポリマーなどが挙げられる。

【００３２】また、本発明において使用される、前記し
た触媒として特に代表的なもののみを例示するとどめれ
ば、ヘキサメチレンジアミン、ペンタメチルジエチルト
リアミンもしくはイミダゾールの如き、各種のアミン系
触媒類；オクチル酸カリウムもしくはトリアジンの如
き、各種のウレタン変性ポリイソシアヌレート・フォー
ム調製用触媒類；またはジブチルチンジラウレート（Ｄ
ＢＴＬ）の如き、各種の金属触媒類などが挙げられる。

【００３３】本発明で用いられる硬質ポリウレタンフォ
ーム層は、成形密度が０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³であ
ることが好ましくい。これより成形密度が低くなると、
フォーム強度が低い為、本発明の車輌部材の曲げ強度，
曲げ弾性率等が低くなるだけでなく、集中荷重に対して
フォーム層が座屈しやすくなる。逆に、フォーム層の成
形密度をＯ．５ｇ／ｃｍ³より高くすると本発明の車輌
部材の重量が重くなるだけでなく、コストの観点からも
好ましくない。より好ましくは０．２〜０．５ｇ／ｃｍ
³である。

【００３４】又、主に機械的強度の点から独立気泡性で
あることが好ましい。この独泡率は好ましくは８５％以
上、特に好ましくは９０％以上である。また、硬質ポリ
ウレタンフォームのセルサイズは特に限定するものでは
ないが、強度及び成形性等の面より、好ましくはセル径
が１〜１０００ミクロンが良い。

【００３５】本発明で用いられる硬質ポリウレタンフォ
ーム層の厚みは、フェノール積層板の厚み及び最終的に
得られる車輌部材の厚み等を勘案し決定されるが、好ま
しくは５〜３０ｍｍである。

【００３６】本発明の車輌部材の厚みは、好ましくは、
１０〜３５ｍｍである。これより車輌部材の厚みが厚く
なると、重量的に重くなるだけでなく、コスト的にも高
いものにつくので好ましくない。これより車輌部材の厚
みが薄くなると、強度面や部材の撓みの面で問題があ
る。

【００３７】本発明の車輌部材の製造法の一例を述べる
に、好ましくは３０〜７０℃に温調した箱体の型内に、
２枚のフェノール積層板を求める車輌部材の厚みにセッ
トし、この間隙に上記の硬質ポリウレタンフォーム原料
を注入して所定倍率に発泡させ、該ポリウレタンフォー
ム原料の発泡硬化後、該箱体状成形型から車輌部材の材
料となるフェノール積層板／硬質ポリウレタンフォーム
層／フェノール積層板構造のサンドイッチパネルを取り
出す。

【００３８】次いで必要に応じ所定サイズに切断する。
例えばトラックの床材に用いられる場合を例示すれば、
好ましくはその幅は９００〜１２００ｍｍ、長さは２０
００〜２４００ｍｍである。

【００３９】更に切り出した車輌部材の切り出し端面に
は、必要に応じ主に美観及び耐久性の観点から、表面材
である該フェノール積層板と同系色に着色した合成樹
脂、例えば不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂等を
切断切り口発泡体面（端面）に塗布することも行われ
る。

【００４０】本発明の車輌部材の形状は、曲面、平面、
凹凸面等で、好ましくはパネル状の平面板である。その
表面は、模様等小さい凹凸があってもよく、好ましくは
サンディングされている。

【００４１】車輌部材の車輌とは、好ましくは輸送用車
輌、例えばトラック，バス，鉄道車輌、貨物コンテナ、
船、飛行機等が挙げられ、その部材とは、床材、壁材、
天井材から選ばれる１種である。特に好ましくは、トラ
ックの荷台床材、荷物室の天井や壁材が挙げられる。

【００４２】本発明で得られた車輌部材は、一般の木材
と同様の使い方例えば、鋸による切断、釘打ち、ビス止
め、穴明け等が出来るので、加工性に優れる。

【００４３】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明するが文
中特に断りのない限り、「部」「％」等は重量基準であ
る。

【００４４】（実施例１）４５℃に温調した１ｍ×２．
５ｍ×１５ｍｍの箱体状の成形型に厚み１．５ｍｍの２
枚のフェノール積層板をセットし、硬質ポリウレタンフ
ォーム材料を注入発泡し、硬質ポリウレタンフォーム層
の厚みが１２ｍｍ、成形密度０．３ｇ／ｃｍ³である、
サンドイッチパネル（厚みが１５ｍｍ、比重約０．
５）成形品を得た。

【００４５】この時の硬質ポリウレタンフォーム材料
は、ペンタエリスリトールを開始剤に用いた水酸基価４
５０の多価アルコール系ポリエーテルポリオール１００
部、発泡剤として水０．５部及びモノフルオロエタン１
０部、更に触媒としてヘキサメチレンジアミン０．５部
からなるポリオールコンパウンドと、クルードの４，
４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）の
組み合わせからなるものである。

【００４６】次にこのサンドイッチパネルを、９００×
２４００ｍｍの大きさに切り出し車輌部材として評価し
た。結果を表１に示した。

【００４７】（比較例１）市販の１５ｍｍ厚みのアピト
ン合板を比較例１の材料として用いた。尚、このアピト
ン合板の比重は約０．７であった。結果を表１に示し
た。

【００４８】（比較例２）市販の１５ｍｍ厚みのアルミ
ハニカム板を比較例２の材料として用いた。尚、このア
ルミハニカム板は表面のアルミ板の厚みがそれぞれ１．
０ｍｍであり、比重は約０．７であった。結果を表１に
示した。

【００４９】

【表１】注)表面硬度:ショアーD硬度計で測定圧縮破壊及び繰り返し圧縮試験:圧子20φ,圧縮速度100mm/分耐摩耗性:テーハ゛ー摩耗試験(摩耗輪H-22,荷重1Kg,1000回)

【００５０】以上のことから、本発明の車輌部材は、軽
量で剛性が高く、且つ加工性にも優れ、所定サイズへの
切り出しも容易であることが判った。

【００５１】

【発明の効果】本発明の車輌部材は、フェノール積層板
を表面材として用いることにより表面硬度、耐摩耗性に
優れている。さらに２枚のフェノール積層板の間隙に、
硬質ポリウレタンフォーム材料を注入発泡して得られた
サンドイッチパネルとすることにより、フェノール積層
板と発泡体との界面接着力が強固で軽量性、剛性に優
れ、所定のサイズの部材を自由に切り出しできると言う
切断加工性、ビス止めできるビス納まり性等すことが出
来る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 75:00 105:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯材及び表面材としてのフェノール積層
板からなることを特徴とする車輌部材。
【請求項２】芯材が、発泡体で、直接フェノール積層
板に接着していることを特徴とする請求項１記載の車輌
部材。
【請求項３】芯材が、硬質ポリウレタンフォームであ
ることを特徴とする請求項１記載の車輌部材。
【請求項４】硬質ポリウレタンフォームが、独立気泡
性で、成形密度０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³であるこ
とを特徴とする請求項３記載の車輌部材。
【請求項５】表面材のフェノール積層板の厚みが、そ
れぞれ０．６〜３．０ｍｍで、発泡体の厚みが５〜３０
ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の車輌部材。
【請求項６】床材，壁材，天井材から選ばれる１種で
あることを特徴とする請求項１〜５記載の車輌部材。
【請求項７】車輌が、トラック，バス，鉄道車輌，貨
物コンテナ等の輸送用車輌であることを特徴とする請求
項１〜６記載の車輌部材。
【請求項８】２枚のフェノール積層板の間隙に、硬質
ポリウレタンフォーム材料を注入発泡する工程、得られ
たサンドイッチパネルから所定サイズの車輌床材に切り
出される工程からなることを特徴とする車輌床材の製造
方法。