DE69630193T2

DE69630193T2 - Last container

Info

Publication number: DE69630193T2
Application number: DE69630193T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Ohnishi; Nobuhiko Shimizu; Masayoshi Yamagiwa
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1995-07-14
Filing date: 1996-07-12
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2016-07-13
Also published as: DE69630193D1; US5979684A; KR100403778B1; TW356463B; EP0781714B1; WO1997003898A1; CN1072170C; KR970706186A; EP0781714A4; DK0781714T3; CN1165505A; EP0781714A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fracht-Container, der unter Verwendung, von faserverstärkten Kunststoffen (FK; "fiber reinforced plastics" (FRP)) gebildet wurde, der als Container zum Gefrieren, Kühlen, zur Kälteisolierung oder Wärmeisolierung in Anwendungen wie Meerescontainern, Lastwagencontainern, Zugcontainern und Luftcontainern geeignet ist.
Zum Beispiel wurde in einem Tiefkühl-Meerescontainer für viele Teile des Containers eine Aluminiumlegierung verwendet, da die Betriebskosten durch Gewichtsreduktion des Containers reduziert werden können.
Solch ein Tiefkühl-Meerescontainer ist unentbehrlich beim Transport von gefrorenen Gütern und verderblichen Gütern. Mehr als 100 Container werden auf ein Frachtschiff geladen – bei Containerschiffen gibt es Fälle, wo mehr als 1.000 Container geladen werden –, und der ökonomische Vorteil durch Gewichtsreduktion ist groß. Obwohl das Tara-Gewicht eines vorhandenen Gefriercontainers aus einer Aluminiumlegierung, der als Meerescontainer verwendet wird und der eine Breite von etwa 2,4 m, eine Länge von etwa 12 m und eine Höhe von etwa 2,9 m aufweist, etwa 4 Tonnen beträgt, erfolgte seit zehn oder mehr Jahren praktisch keine weitere Gewichtsreduktion solcher Container, seit von Stahlmaterial zu einem Aluminiumlegierungs-Material gewechselt wurde.
Die meisten der vorliegenden Gefriercontainer sind durch Zusammenschweißen einer Sandwichplatte aus einer Außenschicht aus einer Aluminiumlegierung auf einen Rahmen aus einer Aluminiumlegierung mit einem verstärkenden Material, wie z. B. einer Stahlverstärkung, wodurch eine Box-Struktur gebildet wurde. In dem oben beschriebenen Meerescontainer ist es erforderlich, viele Teile herzustellen, und in solch einem Container ist nicht nur das Gewicht hoch, sondern auch viel Zeit und Geld sind für die Herstellung und Produktion erforderlich.
Ferner ist es in einem vorliegenden Gefriercontainer erforderlich, obere und untere Tragbalken, Eckpfeiler und Bodenträger zu verwenden, die hohe Widerstandsmomente aufweisen, um Festigkeit und Steifigkeit des ganzen Containers zu gewährleisten, und dies ist einer der Faktoren, die eine Gewichtsreduktion des Containers behindern.
Als ein Verfahren zur Lösung der oben beschriebenen Probleme bei Gefriercontainern schlägt zum Beispiel „High-Performance Composites September/October 1995" einen Meeres-Gefriercontainer vor, worin Flansche für die Verbindung um eine Sandwichstruktur herum bereitgestellt werden, die eine Außenschicht aus kontinuierlich gezogenem hohlem FK-Material und einen Kern aus einem Schaummaterial aufweist, und benachbarte Sandwichplatten sind durch Adhäsion über den Flansch verbunden, wodurch sie eine Box-Struktur bilden.
Bei diesem Container werden jedoch große obere und untere Tragbalken, Eckpfeiler und Bodenträger (nachher hierin auch als „Tragbalken usw." bezeichnet) nicht benötigt; der Container ist, verglichen mit einem herkömmlichen Container aus einer Aluminiumlegierung, leichter, aber eine dicke Sandwichplatte ist erforderlich, um die Tragbalken usw. nicht mehr zu benötigen, und der Vorteil für die Gewichtsreduktion ist nicht ausreichend. Ferner sind nicht nur die Luftdichtheit und die Wärmeisolierungseigenschaften schlecht, da eine Struktur zur Verbindung der benachbarten Platten verwendet wurde, sondern es wird noch immer viel Zeit und Geld für die Herstellung und Produktion benötigt.
Bei Luftfrachtcontainern treten ähnliche Probleme auch auf.
Ein Flugzeug weist einen hohen Strahldichtefaktor unter verschiedenen Transportmitteln auf, und der Einfluss aufgrund der Gewichtsreduktion ist groß – auch bei geringer Gewichtsreduktion-, und daher wurden FK für viele Teile eines Flugzeugkörpers verwendet.
Solch ein Luftfrachtcontainer ist unabkömmlich beim Transport von Fracht und Gepäck von Passagieren. Mehrere Dutzend Container werden in ein Flugzeug geladen, speziell ein Flugzeug, das von einer internationalen Fluglinie verwendet wird, und in ein Frachtflugzeug werden mehr als 100 Container geladen, und der ökonomische Vorteil aufgrund der Gewichtsreduktion ist groß. Obwohl das Gewicht eines vorliegenden Standard-Luftfrachtcontainers, der eine Breite von etwa 2 m, eine Tiefe von etwa 1,5 m und eine Höhe von etwa 1,6 m aufweist, etwa 90 kg beträgt, erfolgte bei derartigen Containern seit 20 oder mehr Jahren trotz des bekannten Umstands, dass, wenn das Gesamtgewicht eines Flugzeuges, besonders eines Flugzeuges, das von einer internationalen Fluglinie verwendet wird, um 1 kg reduziert werden könnte, die Betriebskosten um etwa 100 Dollar pro Jahr verringert werden können, praktisch keine Gewichtsreduktion.
Die meisten der vorliegenden Luftfrachtcontainer werden durch Verbinden einer Platte aus einer Aluminiumlegierung mit einem Rahmen aus einer Aluminiumlegierung zusammen mit einem verstärkenden Material, wie z. B. einer Verstärkung durch Nieten oder Schweißen, hergestellt, wodurch eine Box-Struktur errichtet wurde. In dem oben beschriebenen Standard-Container müssen mehr als 50 Teile zusammengesetzt werden, und die Anzahl der Nieten, die für die Verbindung benötigt waren, beträgt über 500. Bei solch einem Container ist nicht nur das Gewicht hoch, sondern auch viel Zeit und Geld werden für die Herstellung und Produktion benötigt.
Ferner ist es in einem vorliegenden Luftfrachtcontainer erforderlich, Rahmen zu verwenden, die ein hohes Widerstandsmoment aufweisen, um die Festigkeit und Steifigkeit des ganzen Containers zu gewährleisten, und dies ist einer der Faktoren, die eine Gewichtsreduktion des Containers behindern.
Als ein Verfahren zur Lösung der oben beschriebenen Probleme bei einem Luftfrachtcontainer schlägt zum Beispiel JP-A-HEI 6-48480 (EP-A-520.745) einen Luftfrachtcontainer vor, worin Flansche zur Verbindung um eine Sandwickstruktur herum bereitgestellt werden, die eine Außenschicht aus FK und einen Kern aus einem Schaummaterial aufweist, und benachbarte Sandwichplatten sind über den Flansch verbunden, wodurch sie eine Box-Struktur bilden.
Bei diesem Container ist jedoch der Container, verglichen mit einem herkömmlichen Container aus einer Aluminumlegierung, leichter, da FK verwendet werden und große Rahmen nicht benötigt werden, aber eine dicke Sandwichplatte wird benötigt, um einen rahmenlosen Zustand zu erreichen, und der Vorteil der Gewichtsreduktion ist nicht ausreichend. Ferner sind viel Zeit und Geld für die Herstellung und Produktion erforderlich, da eine Struktur für das Verbinden der Platten verwendet wird.
Ein weiteres Beispiel für einen Luftfrachtcontainer wird in der DE 26 36 557 bereitgestellt. In diesem Beispiel weist der Container eine Lieferöffnung auf, die durch einen Portalrahmen verstärkt ist, der aus Glasfasern zusammengesetzt ist, die in einem Kunstharz eingebettet sind.
GB-A-2.195.613 schlägt einen Luftfahrzeug-Gepäckscontainer vor, in dem die Ober- und Seitenwände aus einer einzelnen Bahn aus Kunststoffmaterial gebildet werden, das z. B. mit Kohlefasern, verstärkt sein kann.
Die vorliegende Erfindung versucht zumindest einige der oben beschriebenen, mit früheren Frachtcontainern assoziierten Probleme zu mildern und im Speziellen einen Frachtcontainer bereitzustellen, der leichter ist, eine ausreichende Festigkeit und Steifigkeit für den Container aufweist, und wo die benötigte(n) Zeit und Kosten für die Herstellung und Produktion davon bedeutend reduzieren können.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung einen Frachtcontainer bereit, der von einer Vielzahl von Platten gebildet wird, wobei zumindest eine der Platten mit Verstärkungsfasern verstärkt ist, gekennzeichnet dadurch, dass die faserverstärkte Platte eine Sandwichstruktur aus faserverstärkter Kunststoffaußenschicht mit einem Kern dazwischen umfasst und dass die faserverstärkte Platte zumindest eine Bodenwand und eine einstöckig ausgebildete benachbarte Seitenwand für den Container bereitstellt.
In der vorliegenden Erfindung sind zumindest zwei benachbarte Wände des Frachtcontainers durch eine Platte, die eine Sandwichstruktur aufweist, die aus FK-Außenschichten und einem Kern dazwischen aufgebaut ist, einstöckig ausgebildet. Die zumindest zwei Wände umfassen eine Bodenwand und eine Seitenwand. In Ausführungsformen der Erfindung kann solch eine Sandwichplatte eine Bodenwand, Seitenwand und eine Rückwand bereitstellen; oder zum Beispiel eine Bodenwand, eine Seitenwand, eine Rückwand und eine Dachwand.
In weiteren Ausführungsformen der Erfindung können zumindest zwei benachbarte Wände des Containers eine FK-Versteifung, eine Versteifung mit einer Sandwichstruktur, die einen Kern und eine FK-Außenschicht umfasst, oder eine FK-Versteifung mit einer hohlen Struktur aufweisen. Solch eine Versteifung kann auf einer frei wählbaren Position bereitgestellt werden, wie z. B. auf einem zentralen Abschnitt oder einem Endabschnitt einer Wand. Ferner kann solch eine Versteifung zum Beispiel in einem Eckabschnitt innerhalb der oben beschriebenen zumindest zwei zueinander benachbarten Wänden bereitgestellt werden. In solch einer Struktur ist es möglich, die Dicke und das Gewicht einer Wand weiter zu reduzieren, da die aufgegebene Last auf den ganzen Container durch die bereitgestellte Versteifung geteilt wird, und ein leichterer Container mit hoher Festigkeit und Steifigkeit kann erhalten werden.
Außerdem wird bevorzugt, dass sich Verstärkungsfasern der FK-Platte über die oben beschriebenen zumindest zwei zueinander benachbarte Wände erstrecken. In einer Struktur, in der sich Verstärkungsfasern über zumindest zwei Wände (über zumindest zwei Ebenen) erstrecken, kann die Festigkeit und Steifigkeit des ganzen Containers, der als Strukturkörper ausgebildet ist, weiter erhöht werden, und es wird möglich, einen Container unter Verwendung einer dünneren FK-Platte zu erzeugen, wodurch ein größerer Vorteil der Gewichtsreduktion erzielt wird.
In einem Frachtcontainer gemäß vorliegender Erfindung weist der Frachtcontainer eine Sandwichplatte auf, die einen Kern und eine FK-Außenschicht als Steifigkeit-erhaltenden Hauptteil umfasst, und zumindest zwei zueinander benachbarte Wände sind einstöckig ausgebildet.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beträgt die Biegesteifigkeit einer durch eine FK-Platte mit Sandwichstruktur bereitgestellten Wand zumindest 1,5 × 10⁴ N·m².
In weiteren Ausführungsformen beträgt die Stoßabsorptionsenergie einer durch eine FK-Platte mit Sandwichstruktur bereitgestellten Wand zumindest 80 J.
Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen einen Frachtcontainer mit einem thermischen Verlust von nicht mehr als 1,5 × 10⁵ J/h·°C bereit.
Noch weitere Ausführungsformen der Erfindung stellen einen Frachtcontainer bereit, in dem der Kern der FK-Platte einen synthetischen Harzschaumkern umfasst, und die Wärmeleitfähigkeit des Kerns ist nicht höher als 150 J/m·h.
In Ausführungsformen der Erfindung können die FK-Außenschichten der Sandwichstruktur zumindest eine aus Glasfasern und Kohlefasern umfassen.
In einem Container der vorliegenden Erfindung, der unter Verwendung einer Sandwichplatte erzeugt wurde, kann in weiteren Ausführungsformen ein FK-Tragbalken in der Platte oder auf einer äußeren Oberfläche der Platte bereitgestellt werden. Durch Hinzufügen solch eines Tragbalkens steigt die Festigkeit und Steifigkeit der Platte selbst wie auch die Festigkeit und Steifigkeit des ganzen Containers. Ferner kann der Container durch Verwenden einer dünneren Sandwichplatte durch die Erhöhung der Festigkeit und Steifigkeit der Platte erzeugt werden, dadurch wird ein größerer Vorteil der Gewichtsreduktion erzielt.
In solch einem FK-Tragbalken wird bevorzugt, dass sich die Verstärkungsfasern in Längsrichtung des Tragbalkens erstrecken. Durch diese Struktur kann die Festigkeit und Steifigkeit des FK-Tragbalkens selbst in Längsrichtung gewährleistet werden, und die oben beschriebenen hervorragenden Vorteile können durch Hinzufügung des FK-Tragbalkens erzielt werden.
Ferner werden bei einer Sandwichplatte, die einen Kern und eine FK-Außenschicht umfasst, vorzugsweise die gegenüberliegen FK-Außenschichten durch ein Netz verbunden. Durch solch eine Verbindung durch ein Netz können die gegenüberliegen FK-Außenschichten verstärkt werden, und die Festigkeit und Steifigkeit der Sandwichplatte steigt. Daher kann der Container unter Verwendung dünnerer Sandwichplatten erzeugt werden, wodurch ein größerer Vorteil der Gewichtsreduktion erzielt wird.
Außerdem kann in einem Frachtcontainer gemäß der vorliegenden Erfindung ein Balken auf einer hinteren Obefläche einer Bodenwand bereitgestellt werden. Dieser Balken kann auch als Sandwichstruktur, die einen Kern und eine FK-Außenschicht umfasst, ausgebildet sein. Durch Hinzufügen solch eines Balkens wird besonders der Boden des Containers verstärkt, und letztendlich ist die Verstärkung des ganzen Containers möglich.
Der oben beschriebene Frachtcontainer kann als Container für Schiffe, Lastwägen, Züge, Flugzeuge usw. verwendet werden. Im Besonderen ist der Container, der unter Verwendung einer Sandwichstruktur erzeugt wurde, als ein Container zum Gefrieren, Kühlen und zur Kälte- und Wärmeisolierung verwendbar.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel eines Verfahren für das einstückige Ausbilden einer Platte für einen Frachtcontainer gemäß vorliegender Erfindung zeigt.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Frachtcontainers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines Sandwichplattenabschnitts des in 2 gezeigten Containers.
4 ist eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines Tragbalkenabschnitts des in 2 gezeigten Containers.
5 ist eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines Bodenwandabschnitts des in 2 gezeigten Containers.
6 ist eine perspektivische Ansicht eines Frachtcontainers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines Sandwichplattenabschnitts des in 6 gezeigten Containers.
8 ist eine vergrößerte Teilschnittdarstellung eines anderen Sandwichplattenabschnitts des in 6 gezeigten Containers.
9 ist eine vergrößerte vertikale Teilschnittdarstellung eines Bodenwandabschnitts des in 6 gezeigten Containers.
10 ist eine vergrößerte vertikale Teilschnittdarstellung eines Eckabschnitts zwischen den Platten des in 6 gezeigten Containers.
11 ist eine Teilschnittdarstellung eines Sandwichplattenabschnitts gemäß vorliegender Erfindung, die eine andere Struktur-Ausführungsform zeigt.
12 ist eine Teilschnittdarstellung eines Sandwichplattenabschnitts gemäß vorliegender Erfindung, die eine andere Struktur-Ausführungsform zeigt.
13 ist eine Teilschnittdarstellung eines Sandwichplattenabschnitts gemäß vorliegender Erfindung, die eine wiederum andere Struktur-Ausführungsform zeigt.
14 ist eine Teilschnittdarstellung eines Sandwichplattenabschnitts gemäß vorliegender Erfindung, die eine wiederum andere Struktur-Ausführungsform zeigt.
15 ist eine Teilschnittdarstellung eines Bodenwandabschnitts eines Containers gemäß vorliegender Erfindung, der eine andere Struktur-Ausführungsform zeigt.
16 ist eine Teilschnittdarstellung eines Bodanwandabschnitts eines Containers gemäß vorliegender Erfindung, der eine weitere Struktur-Ausführungsform zeigt.
17 ist eine Teilschnittdarstellung eines Bodenwandabschnitts eines Containers gemäß vorliegender Erfindung, der eine noch weitere Struktur-Ausführungsform zeigt.
18 ist eine perspektivische Ansicht eines Frachtcontainers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 ist eine vergrößerte vertikale Teilschnittdarstellung eines Eckabschnitts zwischen den Platten des in 18 gezeigten Containers.
20 ist eine vergrößerte vertikale Schnittdarstellung eines Sandwichplattenabschnitts, die teilweise auf einer Platte des in 18 gezeigten Containers bereitgestellt wurde.
Beste Art und Weise der Ausführung der Erfindung
Als ein Verfahren zur Erzeugung von zumindest zwei zueinander benachbarten Wänden durch einstückig ausgebildete FK-Platten oder ein Verfahren zur einstückigen Bildung von zumindest zwei zueinander benachbarten Wänden durch eine Sandwichplatte, die einen Kern und eine FK-Außenschicht umfasst, kann in der vorliegenden Erfindung jedes der folgenden Verfahren angewendet werden: Vakuumdruckverfahren nach dem Platzieren der unidirektionalen Prepregs oder eines Prepregs aus Gewebe aus Verstärkungsfasern in eine Form, RTM-Verfahren (Harztransferformen) oder Handlaminierverfahren unter Verwendung eines vorgeformten Rohlings aus Verstärkungsfasern, Verstreckungsverfahren und andere allgemeine FK-bildende Verfahren. Erstrebenswert ist vorzugsweise das Anwenden des RTM-Verfahrens oder eines Harzeingussformens, das einfach im einstückigen Ausbilden ist. Als Harzeingussformen können die in den US-Patenten 4.902.215, 5.052.906, 5.316.462 und 5.439.635 offenbarten Verfahren angewendet werden.
Das in jedem dieser US-Patente beschriebene Verfahren ist eines von Harzeingussverfahren und ist ein Verfahren, das fähig ist, einen großen FK-Strukturkörper mit hohem Faservolumenanteil durch einstückiges Formen in einer kurzen Zeitspanne herzustellen. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein in US-Patent 5.439.635 beschriebenes Bildungsstadium zeigt. In 1 bezeichnet Beschriftung 1 ein Harz, Beschriftung 2 einen Vakuumsack mit Ansaugöffnung 3, Beschriftung 4 ein harzverteilendes Material, das ein Material wie z. B. eine Maschenfolie oder eine Folie mit in Gitterform angeordneten Harzbahnen umfasst, Beschriftung 5 ein Fasersubstrat, Beschriftung 6 eine Form und Beschriftung 7 eine Vakuumpumpe. Das Harz 1 erstreckt sich unter Druckreduzierter Bedingung aufgrund der Vakuumpumpe 7 rasch über die gesamte Fläche des harzverteilenden Materials 4, bevor es in das Fasersubstrat 5 imprägniert wird. Das ausgebreitete Harz 1 wird dann in das Fasersubstrat 5 in der Richtung der Dicke davon imprägniert, und da der Abstand in Richtung der Dicke gering ist, wird das Harz in einer kurzen Zeitspanne imprägniert. Daher wird die Geschwindigkeit des Harzimprägnierens bedeutend erhöht verglichen mit einem herkömmlichen Harzeingussformen, in dem das harzverteilende Material 4 nicht verwendet wird, und dieses Verfahren ist besonders zum Bilden eines großtechnischen Strukturkörpers geeignet.
Wenn dieses Formgebungsverfahren angewendet wird, können sogar im Fall des zuvor erwähnten Meeresfrachtcontainers oder Luftfrachtcontainers, die eine große Standardgröße aufweisen, zumindest zwei benachbarte Wände einstückig und gleichzeitig unter Verwendung von FK leicht gebildet werden.
Für Teile wie etwa eine Platte oder einen Türrahmen können außer Endlos-FK, die einstückig und gleichzeitig zum Erzeugen eines Containers gebildet werden, ein herkömmliches Metallmaterial, wie z. B. eine Aluminiumlegierung oder Stahl, ein getrennt davon gebildetes FK-Material oder andere frei wählbare Materialien verwendet werden. Vorzugsweise wird ein leichtes und in seiner spezifischen Festigkeit und seinem spezifischen Elastizitätsmodul hervorragendes Material verwendet, und im Fall eines Metallmaterials ist ein Material aus einer Aluminiumlegierung bevorzugt, und in einem Fall außer Metallmaterial ist ein FK-Material bevorzugt.
Ferner können ein Endlos-FK, der einstückig und gleichzeitig gebildet wurde, und andere Teile durch direkte Verbindung durch Nieten oder einen Klebstoff oder durch Verbinden über einen Verstärkungsteil, wie z. B. eine Verstärkung oder einen Rahmen, durch Nieten, Schweißen oder einen Klebstoff verbunden werden.
Obwohl es möglich ist, den Steifigkeit-erhaltenden Hauptteil aus einer einzelnen FK-Platte zu erzeugen, wenn er als Sandwichplatte gebildet wird, die einen Kern und FK-Außenschichten umfasst, kann in zumindest zwei benachbarten Wänden, die einstückig ausgebildet werden, der Vorteil der Gewichtsreduktion erzielt werden, während die Festigkeit und Steifigkeit des ganzen Containers weiter erhöht werden kann.
Vorzugsweise wird ein leichtes Material mit hervorragenden Isolationseigenschaften als Kernmaterial der Sandwichplatte verwendet, zum Beispiel wird ein Kunstharzschaum bevorzugt. Als solch ein Kunstharzschaum kann zum Beispiel ein thermoplastischer Harzschaum, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, oder ein ABS-Harz und ein Duroplastschaum, wie z. B. Phenol, Epoxy, Silicon oder Polyurethan, verwendet werden. Ferner kann als Kernmaterial zum Beispiel ein wabenartiges Aluminiummaterial und ein wabenartiges Material aus meta-System-Aramidfaserpapier verwendet werden.
In solch einem Fall wird vorzugsweise ein Schaum mit einer Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 150 J/m·h·°C verwendet, und besonders wenn ein Schaum mit einer Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 80 J/m·h·°C verwendet wird, kann ein großer Wärmeisolierungsvorteil erzielt werden. Als Ergebnis der hervorragenden Wärmeisolierungsleistung kann die elektrische Variable, die für einen Gefrierapparat benötigt wird, eingespart werden, und auch die Kapazität kann durch Vergrößern der Innengröße, besonders durch Dünnermachen einer Seitenwand, erhöht werden.
Ferner kann die Wärmeisolierungsleistung des ganzen Containers bemerkenswert erhöht werden, wenn eine Sandwichplatte, die solch einen Schaum mit geringer Wärmeleitfähigkeit als Kern umfasst, als Steifigkeit-erhaltender Hauptteil verwendet wird. Zum Beispiel kann ein Frachtcontainer mit einem Wärmeverlust von nicht mehr als 1,5 × 10⁵ J/h·°C einfach entworfen werden, und sogar ein Frachtcontainer mit einem Wärmeverlust von nicht mehr als 0,5 × 10⁵ J/h·°C kann entworfen werden. Der Wärmeverlust kann nach dem in TC/104 des ISO-Container-Standards beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
Die Dichte des Schaum-Kernmaterials beträgt vorzugsweise nicht mehr als 50 kg/m³, besonders vom Standpunkt der Gewichtsreduktion, und ferner kann ein großer Vorteil für die Gewichtsreduktion durch Verwenden eines Schaums mit einer Dichte von nicht mehr als 40 kg/m³ erzielt werden. Ferner kann eine hervorragende Wärmeisolierungseigenschaft zusätzlich zu dem Vorteil der Gewichtsreduktion erzielt werden.
Ferner ist das Schaum-Kernmaterial vorzugsweise nichtentflammbar bearbeitet oder weist zumindest selbstlöschende Eigenschaften auf.
Sogar in einem Fall, wo der Hauptteil einer Wand aus einer einzelnen FK-Platte erzeugt wird, um einen leichten Container mit hoher Festigkeit und Steifigkeit und hervorragender Wärmeisolierungsleistung zu erhalten, kann außerdem ein Teil der jeweiligen FK-Wände als Sandwichstrukturabschnitt gebildet werden, der einen Kern und FK-Außenschichten wie oben beschrieben umfasst.
Durch Bereitstellen dieses Sandwichstrukturabschnitts auf einem äußeren Eckabschnitt einer Wand, vorzugsweise durch Bereitstellen an einem äußeren Randabschnitt benachbarter Wände, da die Last, die auf den ganze Container angewendet wird, durch den Sandwichstrukturabschnitt geteilt wird, kann die Wand dünner gebildet werden, dadurch wird ein leichterer Container mit hoher Festigkeit und Steifigkeit erhalten.
Wenn eine Sandwichplatte gebildet wird, die einen Kern und an beiden Seiten des Kerns angeordneten FK-Außenschichten umfasst, obwohl die durchgehenden, einstückig und gleichzeitig ausgebildeten FK-Außenschichten und ein Kernmaterial mittels eines Klebstoffs usw. nach dem Formen der FK-Außenschichten verbunden werden können, wird in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Sandwichplatte gleichzeitig mit dem Formen der FK-Außenschichten gebildet, da das Nachbearbeiten und die Zeit für die Herstellung eingespart werden können. Obwohl die innere Schicht aus einem beliebigen Material gebildet werden kann, wird in diesem Fall vorzugsweise die innere Schicht aus einem Material gebildet, das ählich einer FK-Außenschicht ist, die als Außenschicht bereitgestellt wird und die einstückig und gleichzeitig unter Berücksichtigung der Klebeeigenschaft und der Wärmeausdehnungskoeffizienten ausgebildet wird.
Ferner kann in dieser Erfindung eine Wand aus FK durch Stapeln einer Vielzahl der oben beschriebenen Sandwichplatten gebildet werden.
Die Art der Verstärkungsfasern ist bei FK nicht speziell eingeschränkt, und Fasern mit hohem Festigkeitsmodul und hohem Elastizitätsmodul, wie z. B. Kohlefasern, Glasfasern und Polyaramidfasern, können verwendet werden. Da von der FK-Außenschicht gefordert wird, dünn und leicht zu sein, während sie mit hoher Festigkeit und einem hohen Elastizitätsmodul ausgestattet sein soll, wird noch bevorzugter zumindest eine von Kohlefasern und Glasfasern eingearbeitet. Von diesen werden Kohlefasern, die hervorragendere(n) spezifische Festigkeit und spezifische(n) Elastizitätsmodul aufweisen, bevorzugt. Wenn Kohlefasern eine Zugestigkeit von nicht weniger als 3 GPa und eine Dehnung von nicht weniger als 1,3% aufweisen, kann im Besonderen eine Durchdringungsschlagbeständigkeit erzielt werden, die ähnlich zu jener einer in einem herkömmlichen Container verwendeten Aluminiumlegierungsplatte ist. Noch bevorzugter werden Kohlefasern mit einer Zugfestigkeit von nicht weniger als 4,5 GPa und einer Dehnung von nicht weniger als 1,7% eingesetzt.
Die Bildung der Verstärkungsfasern ist nicht speziell eingeschränkt, und Bahnen von Verstärkungsfasern, jeweils gebildet durch Anordnen der Fasern in einer Richtung und parallel zueinander, können zum Beispiel in vorbestimmten Winkeln gestapelt werden, und ein Matrixharz kann darin imprägniert werden, oder Gewebe aus Verstärkungsfasern können verwendet werden. Die Produktivität ist besonders gut, wenn ein Gewebe aus Verstärkungsfasern verwendet wird, und ein FK kann hohe Festigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen, und ferner kann eine hohe Durchdringungsschlagbeständigkeit erzielt werden. Wenn eine FK-Platte oder eine FK-Außenschicht unter Verwendung eines Gewebes der oben beschriebenen Kohlefasern mit einer Zugfestigkeit von nicht weniger als 4,5 GPa und einer Dehnung von nicht weniger als 1,7% gebildet wird, wenn ihre Dicke als „t" bezeichnet wird, wird zum Beispiel die spezifische maximale Last gegen Durchdringung 10 t (N) oder mehr.
Die spezifische maximale Last gegen Durchdringung wird durch Verwenden eines Schlagprüfers durch Fixieren einer 100 × 150 mm großen FK-Platte auf einem Träger, der eine Öffnung von 75 × 125 mm auf einem zentralen Abschnitt des Trägers aufweist, während die FK-Platte auf der Öffnung positioniert wird, nachheriges natürliches Fallenlassen einer halbkugelförmige Stahlsonde mit einem Durchmesser von 12,7 mm und einem Gewicht von 12 kg auf den zentralen Abschnitt der FK-Platte von einer Position mit 300 mm Höhe und Bestimmung der spezifischen maximalen Last gegen Durchdringung als Einschlag-absorbierende Last, die beim Fallen erhalten wurde, bestimmt.
Ferner kann als Matrixharz für FK zum Beispiel ein Duroplast wie z. B. ein Epoxyharz, ein ungesättigtes Polyesterharz, ein Vinylesterharz oder ein Phenolharz, oder ein thermoplastisches Harz, wie z. B. ein Nylonharz oder ein ABS-Harz, verwendet werden. Wenn ein Plan gegen Feuer berücksichtigt wird, wird vorzugsweise ein nicht entflammbares Harz, das durch Zugeben eines Flammschutzmittels vollendet wurde, als Matrixharz verwendet. Als solch ein Flammschutzmittel kann zum Beispiel Aluminiumhydrid oder eine Halogen-enthaltende Verbindung verwendet werden. In einem Fall, wo die Fracht eine verderbliche ist, wird ferner vorzugsweise ein Material verwendet, das mit einer antibakteriellen/schimmelbeständigen Eigenschaft ausgestattet ist zum Beispiel durch Zusatz eines antibakteriellen/schimmelbeständigen Mittels besonders zum Matrixharz eines inneren FK-Abschnitts. Also solch ein antibakterielles/schimmelbeständiges Mittel kann zum Beispiel ein Polymer verwendet werden, das durch Umsetzen von Silberzeolith, Chlorhexydin und einem Acrylester-basiertem Harz hergestellt wurde. Außerdem kann im Frachtcontainer gemäß vorliegender Erfindung, wenn benötigt, ein Auskleidungsmaterial, zum Beispiel ein Auskleidungsmaterial aus einem Edelstahlblech, bereitgestellt werden.
Im Frachtcontainer gemäß vorliegender Erfindung beträgt die Biegesteifigkeit der Wand vorzugsweise zumindest 1,5 × 10⁴ N·m², wenn eine Sandwichplatte, die einen Kern und FK-Außenschichten umfasst, als Steifigkeit-erhaltender Hauptteil verwendet wird. Durch diese Bedingung kann die bezweckte Festigkeit und Steifigkeit des Containers gewährleistet werden.
Ferner hat der Frachtcontainer vom Standpunkt der Handhabung vorzugsweise eine möglichst kleine Durchbiegung. Zum Beispiel beträgt die Durchbiegung, wenn sie nur an längsgerichteten Endabschnitten mit einer Stützweite „s" unterstützt bestimmt wird, vorzugsweise nicht mehr als s/200.
Da berücksichtigt wird, dass eine Spitze eines Gabelstaplers in Kontakt mit einer Wand des Frachtcontainers kommen kann oder verschiedene Schlagkräfte, wie z. B. eine durch Fallen von Metallteilen verursachte, auf die Wand einwirken können, wird die Wand außerdem so entworfen, dass sie solchen Kräften widersteht. Zum Beispiel wird bevorzugt, dass die Stoßabsorptionsenergie der Wand zumindest 80 J, noch bevorzugter nicht weniger als 150 J und insbesondere nicht weniger als 200 J beträgt.
Die Stoßabsorptionsenergie wird unter Verwendung eines Schlagprüfers durch Fixieren einer 600 × 600 mm großen Sandwichplatte auf einen Träger, der eine Öffnung von 500 × 500 mm an einem zentralen Abschnitt des Trägers aufweist, während die Platte auf der Öffnung positioniert wird, nachheriges natürliches Fallenlassen einer plattenförmigen Stahlsonde, die eine ähnliche Form wie die einer Spitze einer Gabel eines Gabelstaplers aufweist und eine Breite der Spitze von 100 mm und ein Gewicht von 10 kg aufweist, auf einen zentralen Abschnitt der Platte von einer Position mit einer Höhe von 2 m bestimmt, wobei sie als Stoßabsorptionsenergie unter solchen Bedingungen bestimmt wird.
Nachstehend werden konkrete Beispiele für den Frachtcontainer gemäß vorliegender Erfindung unter Bezug auf die Zeichungen beschrieben.
2 ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Meereskühlcontainers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 2 ist Plattenteil 11 als Endlos- FK-Plattenteil erzeugt, der beide Seitenwände 12a und 12b, eine Rückwand 13 und eine Bodenwand 14 einstückig und gleichzeitig ausbildet. Eine FK-Dachwand wird auf dem Deckenabschnitt dieser Platte 11 bereitgestellt, ein FK-Rahmen 16 zum Anfügen einer Tür wird auf der Vorderseite davon bereitgestellt, und eine FK-Tür 18 ist an den Rahmen 16 über Stahltürangel 17 angefügt. Die Türangeln 17 sind Einschub-geformt mit Rahmen 16 bzw. Tür 18. FK-Tragbalken 19 werden auf den Verbindungsabschnitten zwischen dem oben beschriebenen einstückig gebildeten Plattenteil 11 und Deckenwand 15 bereitgestellt, und FK-Tragbalken 20a und 20b werden einstückig mit dem Plattenteil 11 auf den Verbindungsabschnitten zwischen den Seitenwänden 12a und 12b und der Bodenwand 14 bzw. zwischen der Bodenwand 14 und der Rückwand 13 ausgebildet. Obwohl die Stahleckstützen in den vier Ecken der Bodenwand 14 stehen, werden unter diesen Eckstützen 21, die zwischen den Seitenwänden 12a und 12b und der Rückwand 13 positioniert sind, einstückig mit Plattenteil 11 ausgebildet. Eckstützen 22a und 22b auf der Vorderseite können einstückig mit Plattenteil 11 oder als getrennte Teile ausgebildet werden, zum Beispiel können sie einstückig mit FK-Rahmen 16 für das Hinzufügen der Tür gebildet werden. Eine Vielzahl an FK-Balken 23, die sich zueinander parallel erstrecken, werden auf der hinteren Oberfläche der Bodenwand 14 bereitgestellt. In dieser Ausführungsform sind ferner die Stahleckenhalterungen 24 an den jeweiligen Eckabschnitten des Containers angebracht. Auf diese Weise wird ein Meeresgefriercontainer erzeugt.
Der Frachtcontainer 10 weist eine Sandwichplatte auf, die einen Kern und FK-Außenschichten und besonders einen einstückig gebildeten Plattenteil 11 mit Sandwichstruktur und zumindest zwei benachbarten Wänden, die einstückig ausgebildet wurden, umfasst. 3 zeigt einen schematischen vertikalen Schnitt einer Sandwichplatte gemäß der vorliegenden Erfindung. In 3 bezeichnen die Beschriftungen 25a und 25b FK-Außenschichten. Netze 27, die die FK-Außenschichten 25a und 25b verbinden, werden zwischen den FK-Außenschichten 25a und 25b durch Anordnen der FK-Teile 26 gebildet, wo jeder einen kastenförmigen Querschnitt aufweist, wenn sie zueinander in Kontakt gebracht werden. Ein aus Polyurethanschaum gebildeter Kern 28 wird in jedem Netz bildenden FK-Teil angeordnet. Die Sandwichplatte, besonders beide FK-Außenschichten 25a und 25b werden durch die Netze 27 verstärkt, die die FK-Außenschichten 25a und 25b verbinden. Dieser Netz bildende FK-Teil 26 kann mit I-, C- oder Z-förmigem Querschnitt gebildet werden, wie später beschrieben wird. Die Netz bildenden Teile 26 können ferner mit einem Abstand dazwischen angeordnet werden, und ein Kern 28 kann zwischen den in regelmäßigen Abständen angeordneten FK-Teilen angeordnet werden, und ferner können in solch einer Struktur die FK-Teile als Teile mit hohler Struktur gebildet werden.
Obwohl die Sandwichplatte durch Bilden der FK-Außenschichten 25a und 25b, die sich über zumindest zwei Wände erstrecken, danach Anordnen der FK-Teile 26 und Kerne 28 zwischen den FK-Schichten 25a und 25b und einstückigem Verbinden dieser gebildet werden kann, können beim Bilden solch einer Sandwichplatte diese Teile auch im Wesentlichen gleichzeitig einstückig ausgebildet werden, und das letztere Verfahren ist für ein effizienteres Bilden in einer kurzen Zeitspanne besser geeignet.
4 zeigt einen Schnitt eines Tragbalkenabschnitts des in 2 gezeigten Containers 10, besonders einen Abschnitt des unteren Tragbalkens 20a. In dieser Ausführungsform ist ein Tragbalken bildender FK-Teil 31 einstückig zwischen FK-Außenschichten 30a und 30b für die Erzeugung einer Sandwichplatte des einstückig ausgebildeten Teils 11 ausgebildet, und ein Kern 32 ist am FK-Teil 31 angeordnet. In dem so gebildeten Tragbalken 20a erstrecken sich vom Standpunkt der Festigkeit die Verstärkungsfasern des Tragbalken bildenden FK-Teils 31 vorzugsweise in Längsrichtung des Tragbalkens. Andere Tragbalken und Eckpfeiler weisen eine ähnliche Struktur auf.
5 zeigt eine Sandwichplattenstruktur der FK-Bodenwand 14, die FK-Balken 23 auf ihrer hinteren Oberfläche des in 2 gezeigten Containers 10 aufweist. In 5 bezeichnen die Beschriftungen 33a und 33b FK-Außenschichten, Beschriftung 34 bezeichnet ein FK-Netz, und Beschriftung 35 bezeichnet einen Kern. Die FK-Balken 23 werden auf der hinteren Oberfläche der Bodenwand 14, die diese Sandwichplatte umfasst, be reitgestellt. In dieser Ausführungsform wird der Balken 23 aus einer FK-Außenschicht 36, einem kastenförmigen FK-Teil 37 und einem Kern 38 gebildet, und er wird als Sandwichstruktur ausgebildet, die FK-Außenschicht 36 und Kern 38 umfasst. Ferner werden die Kohlefasern für die Verstärkung 39 in den oberen und unteren Abschnitten des FK-Teils 37 angeordnet.
Im so erzeugten Frachtcontainer 10 ist Gewichtsreduktion möglich verglichen mit einem herkömmlichen Frachtcontainer aus einer Aluminiumlegierung. Zum Beispiel werden in einer Struktur, worin beide Seitenwände 12a und 12b, Rückwand 13 und Bodenwand 14 einstückig und gleichzeitig ausgebildet werden und wo Glasfasern als Verstärkungsfasern für die Bildung des einstückig ausgebildeten Plattenteils 11 verwendet werden, werden Deckenwand 15, Türrahmen 16 und Tür 18 aus FK gebildet, oberer Tragbalken 19, unterer Tragbalken 20a und 20b und Pfeiler 23, die auf der hinteren Oberfläche der Bodenwand 14 bereitgestellt werden, werden aus einem Hybridmaterial aus FK und CF(Kohlefasern)/GF(Glasfasern) gebildet, und die Eckpfeiler werden aus Stahl gebildet, die Größe des Gewichtsreduktions erreicht etwa 15%. Ferner kann die Anzahl der Teile für die Erzeugung eines ähnlichen Containers auf etwa 1/10 von dem in einem herkömmlichen Container reduziert werden, und die für die Herstellung und Produktion davon benötigte Zeit kann auch auf nicht mehr als 1/4 jener für einen herkömmlichen Container stark reduziert werden.
6 ist eine perspektivische Ansicht einer Containers gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Container 40 weist Seitenwände 41a und 41b auf beiden Seiten, eine Rückwand 42, eine Deckenwand 43 und eine Bodenwand 44 auf, und ein Türabschnitt auf der Vorderseite wird nicht gezeigt. Jede Wand ist als Sandwichplatte gebildet, die einen Kern und FK-Außenschichten umfasst, und zumindest zwei benachbarte Wände werden einstückig gebildet. Tragbalken 45, die eine ähnliche Sandwichstruktur aufweisen, werden an dem jeweiligen Verbindungsabschnitt zwischen den Wänden bereitgestellt, und Pfeiler 46, die eine Sandwichstruktur aufweisen, wer den auf der hinteren Oberfläche der Bodenwand 44 bereitgestellt. Die Bezeichnung des Winkels in 6 zeigt eine 0°-Richtung der Verstärkungsfasern in jedem Abschnitt.
7 zeigt einen Schnitt der Seitenwände 41a und 41b und der Rückwand 42. Die Beschriftungen 50a und 50b bezeichnen FK-Außenschichten, und die Bildung der Verstärkungsfasern davon wird durch gerichtetes Stapeln des Gewebes aus Glasfasern in einer Richtung von 0° ± 5°, einer Richtung von 90° ± 5° und Richtungen von ±45° + 5° und durch Nähen in der Richtung der Dicke erzeugt. Netz bildende FK-Teile 51, die alle einen kastenförmigen Querschnitt aufweisen, werden zwischen den Schichten 50a und 50b so angeordnet, dass sie einander berühren, und Netze 51a, die beide FK-Außenschichten 50a und 50b verbinden, werden durch Teile 51 gebildet. Ein aus einem Polyurethanschaum gebildeter Kern wird in jedem Netz bildenden Teil 51 angeordnet. Netze 51a verstärken die Sandwichplatte, besonders die Schichten 50a und 50b. Der Netz bildende FK-Teil 51 kann einen I-, C- oder Z-förmigen Querschnitt aufweisen, wie später beschrieben wird. Ferner können die Netz bildenden FK-Teile 51 mit einem Abstand dazwischen angeordnet werden, und ein Kern 52 kann zwischen den in regelmäßigen Abständen ausgerichteten FK-Teilen 51 angeordnet werden, und ferner können die Teile 51 als Teile mit hohler Struktur gebildet werden.
8 zeigt einen Schnitt der in 6 gezeigten Deckenwand 43; die Beschriftungen 60a und 60b bezeichnen FK-Außenschichten, und die Bildung der Verstärkungsfasern davon wird durch gerichtetes Stapeln des Gewebes aus Glasfasern in einer Richtung von 0° ± 5°, einer Richtung von 90° ± 5° und Richtungen von ±45° ± 5° und durch Nähen in der Richtung der Dicke erzeugt. Netz bildende FK-Teile 61, die alle einen kastenförmigen Querschnitt aufweisen, werden zwischen den Schichten 60a und 60b so angeordnet, dass sie einander berühren und Netze 61a bilden, die beide Schichten 60a und 60b verbinden, und aus Polyurethanschaum gebildete Kerne 62 werden an den jeweiligen Teilen 61 angeordnet. Ferner ist CFK, das unter Verwendung von Kohlefasern als Verstärkungsfasern für die Erhöhung der Steifigkeit gebildet wurde, an den Verbindungsabschnitten zwischen den Netz bildenden FK-Teilen 61 und dem Verbindungsabschnitt zwischen Teil 61 und Schichten 60a oder 60b angeordnet, und die Bildung der Fasern ist eine, die durch Anordnen eines gerichteten Gewebes aus Kohlefasern 63 in einer Richtung von 0° ± 5°, d. h. in der Längsrichtung des Teils 61, gebildet wird.
9 zeigt eine Struktur eines Abschnitts der Bodenwand 44 und zeigt eine Struktur, worin die Bodenwand 44 und die Pfeiler 46, die auf der hinteren Oberfläche der Wand bereitgestellt wurden, einstückig gebildet werden. Die Beschriftungen 70a und 70b bezeichnen FK-Außenschichten, und Netz bildende FK-Teile 71, jeweils mit einem kastenförmigen Querschnitt, werden zwischen den beiden Schichten 70a und 70b so angeordnet, dass sie einander berühren und dass sie Netze 71a bilden, die beide Schichten 70a und 70b verbinden, und aus Polyurethanschaum gebildete Kerne 72 sind an den jeweiligen Teilen 71 angeordnet. Die untere Schicht 70b und eine FK-Außenschicht 73 jedes Pfeilers 46 sind einstückig gebildet, ein FK-Teil 74, das einen kastenförmigen Querschnitt aufweist, ist an der Schicht 73 angeordnet, und ein aus Polyurethanschaum gebildeter Kern 75 ist darin angeordnet. Gerichtete Gewebe aus Kohlefasern 76 zur Verstärkung sind auf den oberen und unteren Oberflächen des FK-Teils 74 in einer Richtung von 0° ± 5°, d. h. in der Längsrichtung des Pfeilers 46, angeordnet.
10 zeigt einen Schnitt eines Eckabschnitts, worin ein Tragbalken 45 und eine Deckenwand 43 und eine Saitenwand 41a und/oder 41b und/oder eine in 6 gezeigte Rückwand 42 einstückig geformt sind. CFKS sind auf dem oberen und unteren Abschnitt dieses Tragbalkens angeordnet, und die Bildung der Verstärkungsfasern 81 davon ist durch gerichtetes Stapeln der Gewebe aus Kohlefasern in einer Richtung von 0° ± 5°, d. h. in der Längsrichtung des Tragbalkens, gebildet. Die Verstärkungsfasern 81 können in einer Anordnung gebildet werden, die die gerichteten Vorgarne in einer Richtung von 0° ± 5° anordnet, und CFK einschließlich Verstärkungsfasern 81 kann eine gehärtetes Platten- oder Stangenmaterial aus CFK sein, das durch Pultrusionsverfahren gebildet wurde. Die Beschriftungen 82a und 82b bezeichnen FK-Außenschichten, Beschriftung 83 bezeichnet einen Tragbalken bildenden FK-Teil mit kastenförmigem Querschnitt, und Beschriftung 84 bezeichnet einen aus einem Polyurethanschaum gefer tigten Kern. Die Verstärkungsfasern des Tragbalken bildenden FK-Teils 83 erstreckt sich vorzugsweise in eine Richtung von 0° ± 5°, d. h. in Längsrichtung des Tragbalkens.
In einem Fall einer aus FK-Außenschichten gebildeten Sandwichplatte unter Verwendung von Glasfasern als Verstärkungsfasern, wobei jede eine Dicke von 1,2 mm und einen Kern aus Polyurethanschaum mit einer Dicke von 50 mm aufweist, wird im so erzeugten Frachtcontainer 40 eine Stoßabsorptionsenergie von 240 J angegeben, was etwa das Dreifache jener einer herkömmlichen Sandwichplatte ist, die unter Verwendung von Außenschichten aus einer Aluminiumlegierung mit derselben Dichte gebildet wurden, und so kann die Durchdringungsschlagbeständigkeit stark erhöht werden. Während die Festigkeit und Steifigkeit gewährleistet werden kann, kann ferner eine große Gewichtsreduktion erzielt werden.
Obwohl die Netz bildenden FK-Teile, die jeweils einen kastenförmigen Querschnitt aufweisen, zwischen den beiden FK-Außenschichten der Sandwichplatte der in 2 und 6 gezeigten Container angeordnet sind, wie in 11 gezeigt ist, ist es möglich, eine Struktur zu bilden, worin ein Kern 91 lediglich zwischen beiden FK-Außenschichten 90a und 90b angeordnet ist. Besonders in einem Abschnitt, wo eine kleine Last angewendet wird, kann die Gewichtsreduktion durch Einsatz solch einer einfachen Struktur weiter gesteigert werden.
Da ein Netz bildender FK-Teil, der die beiden FK-Außenschichten 100a und 100b der Sandwichplatte verbindet, die FK-Außenschichten 100a und 100b und einen Kern 101 umfasst, kann ferner, wie in 12 gezeigt, ein I-förmiger Teil 102 verwendet werden. Ferner können ein C-förmiger Teil 103, wie in 13 gezeigt, und ein Z-förmiger Teil 104, wie in 14 gezeigt, verwendet werden.
Außerdem kann im Frachtcontainer gemäß der vorliegenden Erfindung eine FK-Versteifung auf einer FK-Platte, an der äußeren oder inneren Oberfläche einer Sandwichplatte, die FK-Außenschichten und einen Kern umfasst, und auf einem Eckabschnitt usw. bereitgestellt werden. Solch eine FK-Versteifung kann zum Beispiel als eine in 15 gezeigte Struktur bereitgestellt werden, worin eine Versteifung 107, die einen I-förmigen Querschnitt aufweist, auf einer Schicht einer Sandwichplatte bereitgestellt wird, die FK-Außenschichten 105a und 105b und einen Kern 106 umfasst. Ferner kann eine Versteifung 108 mit C-förmigem Querschnitt verwendet werden, wie in 16 gezeigt. Außerdem kann wie in 17 gezeigt eine Versteifung auch durch einen Hut-förmigen FK-Teil 109 gebildet werden, und es ist möglich, dass ein Kern 109a am Teil 109 angeordnet ist, um eine Versteifung zu bilden, der im Wesentlichen eine Sandwichstruktur aufweist, oder dass solch ein Kern nicht angeordnet wird, um eine hohle Versteifung zu bilden.
18 ist eine perspektivische Ansicht eines Containers gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Container gemäß dieser Ausführungsform ist besonders als Luftfrachtcontainer geeignet.
In einem Container 110 gemäß dieser Ausführugnsfrom ist ein Hauptabschnitt jeder Wand aus einer einzelnen FK-Platte gebildet. Der Container 110 besitzt beide Seitenwände 111a und 111b, eine Rückwand 112, eine Deckenwand 113, Bodenwand 114 und eine Vorderwand 115, die einen Abschnitt außer einer Tür bildet. Beschriftung 116 bezeichnet einen Bodenrahmen aus einer Aluminiumlegierung. Ein Rahmen aus einer Aluminiumlegierung 117 für das Anbringen einer Tür ist mit der Vorderwand 115 durch Nieten verbunden, und Tür 118 wird an den Rahmen 117 angebracht. Die Tür 118 wird durch Anbringen einer FK-Türplatte 118b an einen Türrahmen aus einer Aluminiumlegierung 118a durch Nieten gebildet.
19 ist eine schematische vertikale Schnittdarstellung eines Eckabschnitts, der ein Verbindungsabschnitt zwischen der Deckenwand 113 und der Seitenwand 111a oder 111b oder einer Rückwand 112 ist. In 19 bezeichnet Beschriftung 121 eine einzelne FK-Platte, die einstückig so gebildet wurde, dass sie sich über zwei Wände erstreckt.
Eine FK-Außenschicht 122 wird innerhalb des Eckabschnitts bereitgestellt, und eine Versteifung 124 mit einer Sandwichstruktur wird durch Anordnen eines Kerns 123 zwischen der FK-Platte 121 und der Schicht 122 gebildet. Die an der Ecke bereitgestellte Versteifung 124 kann als eine Versteifung gebildet werden, die keinen Kern 123 und eine hohle Teilstruktur aufweist.
20 zeigt eine Struktur, worin eine Versteifung mit Sandwichstruktur teilweise auf jeder Wand gebildet wird. Eine FK-Außenschicht 131 wird auf der äußeren Oberfläche der FK-PLatte 121 bereitgestellt (gegebenenfalls auf der inneren Oberfläche), und eine Versteifung 133 mit Sandwichstruktur wird durch Anordnen eines Kerns 132 zwischen der FK-Platte 121 und der Schicht 131 gebildet. Diese Versteifung 133 kann auch als Versteifung gebildet werden, die keinen Kern 132 und eine hohle Teilstruktur aufweist.
Der Kern und die Außenschicht dieser Versteifungen 124 und 133 können mit der FK-Platte 121 durch einen Klebstoff verbunden werden, nachdem die FK-Platte 121 gebildet worden war, und sie können gleichzeitig mit der FK-Platte 121 gebildet werden.
In solch einem Luftfrachtcontainer 110 ist eine große Gewichtsreduktion möglich – verglichen mit einem herkömmlichen Luftfrachtcontainer aus einer Aluminiumlegierung. Zum Beispiel erreicht in einer Struktur, worin die einstückig gebildeten Platten als CFK- (kohlefaserverstärkte Kunststoff-) Platten unter Verwendung von Kohlefasern als Verstärkungsfasern gebildet werden, Türplatten aus CFK gebildet werden, die Bodenwand, der Bodenrahmen und der Türrahmen aus einer Aluminiumlegierung gebildet werden, die Gewichtsreduktionsrate etwa 30%, in einer Struktur, worin die Bodenwand, der Bodenrahmen und der Türrahmen auch aus CFK gebildet werden, erreicht die Gewichtsreduktionsrate etwa 50%. Daher kann das Gewicht, verglichen mit einem herkömmlichen Container aus einer Aluminiumlegierung, der etwa 90 kg wiegt, um zumindest etwa 20 bis 30 kg reduziert werden. Ferner kann die Anzahl der Teile für das Erzeugen eines ähnlichen Containers auf etwa 25 reduziert werden, was etwa die Hälfte von einem herkömmlichen Container ist, und die Anzahl der Nieten kann auch auf etwa 200 reduziert werden, was weniger als die Hälfte in einem herkömmlichen Container ist, und die für die Herstellung und Produktion davon benötigte Zeit kann bedeutend auf etwa 2/3 der für einen herkömmlichen Container benötigten reduziert werden.
Da die erforderliche Festigkeit und Steifigkeit für den ganzen Container durch Bereitstellen einer Versteifung aus einer Sandwichstruktur oder einer hohlen Versteifung an den Eckabschnitten zwischen den jeweiligen Wänden oder auf einem Teil jeder Wand einfach gewährleistet werden kann, kann ferner nicht nur der Container ohne Rahmen gebildet werden, sondern auch das Verdünnen eines einzelnen FK-Plattenabschnitts jeder Wand wird möglich, und daher kann die Gewichtsreduktionsrate weiter verbessert werden.
Wie hierin oben in der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, können folgende hervorragende Vorteile erzielt werden:

A) Da eine dünne FK-Platte oder eine Sandwichplatte, die FK-Außenschichten und einen Kern umfassen, verwendet wird, ist der Container leicht und weist auch eine hohe Festigkeit auf, und wirtschaftliches Betreiben eines Schiffs oder eines Fahrzeugs wird möglich. Da zumindest zwei Wände einstückig ausgebildet werden, können ferner hohe Festigkeit und Steifigkeit gewährleistet werden.
B) Durch Einschließen einer Platte mit Sandwichstruktur als einen Sturkturteil des Containers können die benötigte Festigkeit und Steifigkeit, die für den ganzen Container benötigt werden, leicht gewährleistet werden, nicht nur kann er rahmenlos gebildet werden, sondern auch weiteres Verdünnen eines Plattenabschnitts wird möglich, und die Gewichtsreduktionsrate kann weiter verbessert werden.
C) Da zumindest zwei Wände einstückig gebildet werden, können die Zeit und die Kosten, die für Herstellung und Produktion des Containers benötigt werden, bedeutend reduziert werden.
D) In einem Fall, wo Kohlefasern verwendet werden, kann außer Festigkeit und Steifigkeit auch die Schlagbeständigkeit erhöht werden.
E) Durch Verwenden eines Materials mit hervorragenden Wärmeisolierungseigenschaften, besonders als Kern oder Wand mit Sandwichstruktur, kann ein leichter Frachtcontainer mit hervorragenden Gefrier-, Kühl-, Kälteisolierungs- und Wärmeisolierungsleistungen realisiert werden.

Gewerbliche Anwendung der Erfindung
Der Frachtcontainer gemäß der vorliegenden Erfindung ist leicht und weist ausreichende Festigkeit und Steifigkeit, die für Container benötigt werden, und die für seine Herstellung und Produktion benötigte(n) Zeit und Kosten können bedeutend reduziert werden. Ferner weist der Fachtcontainer, der unter Verwendung eines Sandwichplatte, die einen Kern und FK-Außenschichten umfasst, erzeugt wurde, hervorragende Gefrier-, Kühl-, Kälteisolierungs- und Wärmeisolierungsleistungen auf. Daher ist der Container besonders als See-, Lastwagen- oder Zugfrachtcontainer geeignet.

Claims

Fracht-Container (10), der aus einer Vielzahl von Platten (11, 15, 16) besteht, von denen zumindest eine Platte (11) mit Verstärkungsfasern verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die faserverstärkte Platte (11) eine Sandwichstruktur aus faserverstärkten Kunststoff-Außenschichten (25a, 25b) mit einem dazwischen angeordneten Kern (28) umfasst, und dass diese faserverstärkte Platte (11) zumindest eine Bodenwand (14) und eine einstückig angeformte, angrenzende Seitenwand (12a) des Containers (10) bereitstellt.
Fracht-Container nach Anspruch 1, worin die faserverstärkte Platte eine einstückig geformte Bodenwand, Seitenwand und Rückwand für den Container bereitstellt.
Fracht-Container nach Anspruch 2, worin die faserverstärkte Platte eine einstückig geformte Bodenwand, Seitenwand, Rückwand und Deckenwand für den Container bereitstellt.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Biegesteifigkeit einer durch die faserverstärkte Platte bereitgestellten Wand zumindest 1,5 × 10⁴ N·m² beträgt.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Durchbiegung, die bestimmt wird, wenn der Container nur an längsgerichteten Endabschnitten über eine Stützweite "s" gestützt ist, nicht mehr als s/200 beträgt.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Stoßabsorptionsenergie einer durch die faserverstärkte Platte bereitgestellten Wand zumindest 80 J beträgt.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der einen thermischen Verlust von nicht mehr als 1,5 × 10⁵ J/h.·°C aufweist.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Verstärkungsfasern der faserverstärkten Kunststoff-Außenschichten der Sandwichstruktur der faserverstärkten Platte sich über zumindest zwei aneinandergrenzende Container-Wände erstrecken.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin der Kern der Sandwichstruktur der faserverstärkten Platte einen synthetischen Harzschaum umfasst und eine Wärmeleitfähigkeit des Kerns nicht mehr als 150 J/m·h.·°C beträgt.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die faserverstärkten Kunststoff-Außenschichten der Sandwichstruktur der faserverstärkten Platte Verstärkungsfasern, die sich im Wesentlichen in die Längsrichtung einer Wand erstrecken, Verstärkungsfasern, die sich im Wesentlichen in die Querrichtung der Wand erstrecken, und Verstärkungsfasern, die sich im Wesentlichen in eine Richtung zwischen der Längs- und Querrichtung erstrecken, umfassen.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die faserverstärkten Kunststoff-Außenschichten der Sandwichstruktur der faserverstärkten Platte ein Gewebe aus Verstärkungsfasern umfassen.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die faserverstärkten Kunststoff-Außenschichten der Sandwichstruktur der faserverstärkten Platte zumindest eine von Glasfasern und Kohlenstofffasern umfasst, wobei die Kohlenstofffasern eine Zugfestigkeit von nicht weniger als 3 GPa und eine Dehnung von nicht weniger als 1,3% aufweisen.
Fracht-Container nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der zum Gefrieren verwendet wird.
Fracht-Container nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der zum Kühlen verwendet wird.
Fracht-Container nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der zur Kälteisolierung verwendet wird.
Fracht-Container nach einem der Ansprüche 1 bis 12, der zur Wärmeisolierung verwendet wird.