JPH09165899A - 車輌用床材及びその製造方法 - Google Patents

車輌用床材及びその製造方法

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JPH09165899A
JPH09165899A JP8152250A JP15225096A JPH09165899A JP H09165899 A JPH09165899 A JP H09165899A JP 8152250 A JP8152250 A JP 8152250A JP 15225096 A JP15225096 A JP 15225096A JP H09165899 A JPH09165899 A JP H09165899A
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Japan
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vehicle
molded plate
polyurethane foam
frp molded
thickness
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JP8152250A
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English (en)
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Koji Shiraishi
耕司 白石
Yuji Tamura
裕司 田村
Harunori Kominami
晴紀 小南
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Dainippon Ink and Chemicals Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、軽量性、剛性に優れ、且つ切断加
工性、ビス納まり性に優れ塗装の必要のない車輌用床材
及びその製造方法を得ることを目的とする。 【解決手段】 表面材として2枚のFRP製成形板層
と、芯材が高密度硬質ポリウレタンフォーム層とからな
り、硬質ポリウレタンフォームの成形密度 0.2〜
0.5g/cm3であることを特徴とする車輌用床材及
びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軽量性、剛性、耐
衝撃性に優れ、且つ切断加工性、ビス納まり性に優れ、
所定サイズへの切り出しの容易な車輌用床材及びその製
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車輌用床材及びそ
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、車輌用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、局所
荷重がかかるとその箇所が凹んでしまい、実用に耐える
ものではなかった。
【0005】この為、一般に合成木材と称される樹脂発
泡体を車輌用床材として用いることも提案されている。
これらは一般に樹脂発泡体内部を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。更に、
樹脂発泡体の表面硬度が低く耐久性の面で不利であり、
フレームへの取付時のビスも効きにくいといったビス納
まり性の問題もある。
【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、軽量性、剛性、耐衝撃性に優れ、且つ、
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に優れる車輌用床
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、上下の表面材として2枚
のFRP製成形板層と、その間の芯材が注入してなる高
密度の硬質ポリウレタンフォーム層とからなることを特
徴とする車輌用床材、好ましくは該車輌用床材が、現場
にて容易に穴開け、切断等の加工が可能であること、好
ましくは注入してなる高密度の硬質ポリウレタンフォー
ムが、独立気泡性で、成形密度 0.2〜0.5g/c
3であること、好ましくは表面材のFRP製成形板
が、用いられる繊維強化材として、編み目状のものを少
なくとも一層設けること、好ましくは表面材のFRP製
成形板の厚みが、0.6〜3.0mmで、硬質ウレタン
フォームの厚みが、5〜30mmであること、好ましく
は車輌が、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、好ましくは金型にセットされ
た2枚のFRP製成形板の間隙に、硬質ポリウレタンフ
ォーム材料を注入発泡し一体成形する工程、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用床材の製造方
法を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において用いられるFRP
製成形板は、繊維強化材に熱硬化性樹脂または熱可塑性
樹脂を含浸した板である。熱硬化性樹脂としては、例え
ば不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ
樹脂、熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン系
樹脂を挙げることができる。このFRP製成形板は、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優れた特性を持つが、含浸後硬化
させるタイプの樹脂が物性面で好ましく、さらに好まし
くは不飽和ポリエステル系樹脂を使用したものである。
【0010】FRP製成形板に用いる繊維強化材として
は、好ましくはガラス繊維を使用するが、炭素繊維、ア
ラミド等の有機系高弾性繊維、不織布等を併用して使用
することもできる。
【0011】FRP製成形板に用いる繊維強化材の形状
は、例えばチョップドストランドマット、ロービング、
ロービングクロス、クロス等が挙げられ、これらがいず
れも使用出来るが、本発明においては車両床材として使
用した場合の局所荷重に耐える為に、編み目状の繊維強
化材を少なくとも一層設けることが好ましい。編み目状
繊維強化材としては例えばガラスクロス、ロービングク
ロスが挙げられる。
【0012】FRP製成形板に用いる繊維強化材の割合
としては、重量基準で20〜70%の間が好ましく、さ
らに好ましくは30〜50%の間である。これは炭素繊
維、アラミド等の有機系高弾性繊維、不織布等を併用し
た場合にも当てはまる。繊維強化材の割合が20%より
少ないと充分な曲げ弾性率が得られず、70%より多く
なると耐衝撃性が低下する。
【0013】FRP製成形板の厚みは、0.6〜3.0
mm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用床材としての
重量、コスト等の点で使用が困難となる。
【0014】FRP製成形板の製造法には、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、ガラスマ
ットに不飽和ポリエステル樹脂を含浸した後、これを6
0℃の乾燥炉で1時間キュアした後、型から外し所定の
寸法にカッテイングしたものが用いられる。
【0015】FRP製成形板と硬質ポリウレタンフォー
ムとは、直接接着していることが望ましく、接着性の悪
いFRP製成形板については、事前に好ましくは芯材と
接する面をサンディングするか、プライマー処理を施し
て使用する。これは硬質ポリ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FRP製成形板の接着性を良くする為である。
【0016】芯材としては、硬質ポリウレタンフォーム
であるが、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でも独立気泡
タイプが好ましい。
【0017】硬質ポリウレタンフォームは、50%圧縮
変形放圧後の厚みの減少が10%以上のものである。
【0018】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。
【0019】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。
【0020】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。
【0021】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。
【0022】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、ビス繊維強化プラスチック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。
【0023】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。
【0024】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0.2〜0.5g/cm3である
ことが好ましい。これより成形密度が低くなると、フォ
ーム強度が低い為、本発明の車輌用床材の曲げ強度、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用
床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0.25〜0.35g/
cm3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80%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、FRP製成形板の厚み及び最終的に得
られる車輌用床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】本発明の車輌用床材の厚みは、好ましく
は、10〜35mmである。これより車輌用床材の厚み
が厚くなると、重量的に重くなるだけでなく、容積的に
も不利であり、又コスト的にも高いものにつくので好ま
しくない。これより車輌用床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】本発明の車輌用床材の製造法は、好ましく
は30〜70℃に温調した箱体の型内に、2枚のFRP
製成形板を求める車輌用床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用床材の材料となるF
RP製成形板/硬質ポリウレタンフォーム層/FRP製
成形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
2000〜2400mmである。
【0039】更に切り出した車輌用床材の切り出し端面
(切断面、切り口発泡体面)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FRP製成形板
と同系色に着色した合成樹脂、例えば不飽和ポリエステ
ル系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、メラミン
系樹脂等を塗布することも行われる。又、四辺、四隅に
保護材を設けてもよい。
【0040】本発明の車輌用床材の表面形状は、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、サンディングされていても良いし、好
ましくは模様、無模様の小さい凹凸があるものがよい。
滑り止めとなるので好ましい。
【0041】表面の凹凸模様とは、その形状は特に限定
しないが、好ましくは、シボ模様、直線状模様、曲線状
模様、及び格子状模様の凹部を有するものであり、その
溝の幅が0.1〜20mm程度のものである。更に、大
きな丸、四角等の模様中に小さい前記の凹凸模様を含む
ものでもよい。
【0042】車輌用床材の車輌とは、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、好ましくはトラック、貨物コンテナの荷台床材が挙
げられる。
【0043】本発明で得られた車輌用床材は、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、加工性に優れ従来から使
用してきた機械、工具等をそのまま使用することが可能
である。
【0044】
【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。
【0045】(実施例1)繊維強化材として450g/
2のチョップドストランドマットを2枚重ね、これに
不飽和ポリエステル樹脂を含浸させ表面材に用いるFR
P製成形板Aを得た。このFRP製成形板Aの厚みは
1.5mmで、繊維強化材の割合は重量基準で約40%
であった。
【0046】次に45℃に温調した1m×2.5m×1
5mmの箱体状の成形型に、2枚のFRP製成形板Aを
セットし、この間に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12m
m、成形密度0.3g/cm 3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。
【0047】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。
【0048】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用床材として評価
した。結果を表1に示した。
【0049】(実施例2)繊維強化材として編み目状の
300g/m2ロービングクロス、300g/m2のチョ
ップドストランドマット、更に、編み目状の300g/
2ロービングクロスをこの順で重ね、これに不飽和ポ
リエステル樹脂を含浸させ表面材に用いるFRP製成形
板Bを得た。このFRP製成形板Bの厚みは1.5mm
で、繊維強化材の割合は重量基準で約40%であった。
【0050】次に45℃に温調した1m×2.5m×1
5mmの箱体状の成形型に、2枚のFRP製成形板Bを
セットし、この間に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12m
m、成形密度0.3g/cm 3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。
【0051】この時の硬質ポリウレタンフォーム材料
は、実施例1と同じものを用いた。結果を表1に示し
た。
【0052】(比較例1)市販の15mm厚みのアピト
ン合板を比較例1の表面材として用いた以外は、実施例
1と同様に行った。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。
【0053】(比較例2)市販の15mm厚みのアルミ
ハニカム板を比較例2の表面材として用いた以外は、実
施例1と同様に行った。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。
【0054】
【表1】
【0055】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100
mm/分 耐摩耗性:テーハ゛ー摩耗試験(摩耗輪H-22、荷重1Kg、1000
回) 塗装の必要性:比較例1の場合、そのままでは吸水が激し
く、劣化を早めたり、吸水による重量増の問題が有る為、
一般に塗装必要。
【0056】以上のことから、本発明の車輌用床材は、
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。
【0057】
【発明の効果】本発明は、FRP製成形板を表面材とし
て用いることにより表面硬度、耐摩耗性に優れ、さらに
2枚のFRP製成形板の間隙に、硬質ポリウレタンフォ
ーム材料を注入発泡し特定の成形密度となるサンドイッ
チパネルとすることにより、FRP製成形板と発泡体と
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
ス止めできるといったビス納まり性に優れた車輌用床材
を提供するものである。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上下の表面材として2枚のFRP製成形
    板層と、その間の芯材が注入してなる高密度の硬質ポリ
    ウレタンフォーム層とからなることを特徴とする車輌用
    床材。
  2. 【請求項2】 該車輌用床材が、現場にて容易に穴開
    け、切断等の加工が可能であることを特徴とする請求項
    1記載の車輌用床材。
  3. 【請求項3】 注入してなる高密度の硬質ポリウレタン
    フォームが、独立気泡性で、成形密度 0.2〜0.5
    g/cm3であることを特徴とする請求項1〜2いずれ
    か記載の車輌用床材。
  4. 【請求項4】 表面材のFRP製成形板層が、用いられ
    る繊維強化材として、編み目状のものを少なくとも一層
    設けるものであることを特徴とする請求項1〜3いずれ
    か記載の車両用床材。
  5. 【請求項5】 表面材のFRP製成形板の厚みが、0.
    6〜3.0mmで、硬質ウレタンフォームの厚みが、5
    〜30mmであることを特徴とする請求項1〜4いずれ
    か記載の車輌用床材。
  6. 【請求項6】 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1〜5いずれか記載の車輌用床材。
  7. 【請求項7】 金型にセットされた2枚のFRP製成形
    板の間隙に、硬質ポリウレタンフォーム材料を注入発泡
    し一体成形する工程、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
    を特徴とする車輌用床材の製造方法。
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