货运集装箱 所属领域
本发明涉及一种适合船舶、卡车、货物列车、飞机等冷冻、冷藏、保冷、保温用的集装箱，该箱采用了FRP(纤维强化塑料)材料。
背景技术
例如船舶用的冷冻集装箱，因通过减轻重量可以降低运行成本，所以在集装箱的很多部位上使用了铝合金。
这种船舶用冷冻集装箱对于运送冷冻货物或生鲜食品是不可缺少的。因此，就货运船而言，一艘货船运载超过100个集装箱，而在集装箱专用船中则多达超过1000个集装箱的场合下，使其轻量化就能够获得很大的经济效益。现有的铝合金制的冷冻集装箱的皮重，对于宽度约为2.4m、长度约12m、高约2.9m地船舶用集装箱，大约是4吨，对于集装箱轻量化，即由钢制改变为铝合金制的工作，数十年来，还几乎无人做过。
现有的冷冻集装箱几乎都是在铝合金制的框架上将由铝合金板作为表面材料制成的夹层板与钢等制成的加强材通过焊接接合起来，而组装成箱形构造的。在上述船舶用集装箱中，需要对很多的部件进行组装，因而在这种集装箱中，不仅重量大，而且其组装、制造上花费很多时间，费用也增加了。
另外，在现有的冷冻集装箱中，为确保其整体强度、刚度，必须使用截面系数大的上梁、下梁、角柱以及箱底横梁等，这成为防碍集装箱变轻的主要原因之一。
作为解决上述冷冻集装箱的这种问题的方法，例如在1995年九月/十月的《高效复合材料》杂志中，提出了一种将FRP制中空拉伸材料作为表面材料，将泡沫作为内芯，在夹层板周围设置有接合用凸缘，通过该凸缘来连接接合相邻的夹层板，从而制成箱形结构的船舶用冷冻集装箱。然而，由于该集装箱中采用了FRP，因而不再需要大型的上下梁、角柱、箱底横梁等(统称为梁等)，因此，与以往的铝合金制的集装箱相比，实现了轻量化，由于不需要上述的梁等，因而必须采用板厚较厚的夹层板，其轻量化的效果不充分。此外，由于采用了将相邻的板进行接合的结构，又出现了气密性、隔热性变差的问题，其组装制造中依然必须用很多的时间及很高的费用。
另外，在飞机用货运集装箱(航空集装箱)中也存在类似的问题。
由于飞机在各种乘坐工具中的增长率较大，即使少许的轻量化也会有极大的影响，所以在机体的很多部位上使用了FRP。
飞机用的集装箱对于运载货物以及乘客的行李是不可缺少的。然而，飞机、特别是国际航线的飞机，一架飞机里运载有数十个集装箱，对于货机则载有超过100个的集装箱，其轻量化将获得极大的经济效益。现有的航空货运集装箱的重量，对于宽度约2m、长度约1.5m、高度约1.6m的标准品大约为90Kg，特别是国际航线用的飞机，若将其机体总重量减轻1Kg的话，便能够在一年里将运行费用降低大约100美元，而有关集装箱的轻量化，在20多年来几乎没有进行过。
现有的航空货运集装箱基本上是通过在铝合金制的框架上通过铆接或者焊接铝合金制的板以及通过加强板等加强材料组合成箱型结构的。上述标准品集装箱一般需要组装50件以上的部件，对其进行接合所需要的铆钉的数量超过了500个。在这样的集装箱中，不仅重量大，而且其组装、制造必然需要很多的时间和很高的费用。
另外，在现有的航空货运集装箱中，为了保证其整体强度及刚度，必须使用截面系数大的框架，从而使之成为防碍集装箱轻量化的主要因素之一。
如上所述，作为解决航空货运集装箱问题的方法，在例如特开平6-48480号公报(EP-A-520745)中提出了一种由FRP作为表面材料，将泡沫作为芯材，在夹层板的周围设置接合用凸缘，通过该凸缘将邻接的板材相接合从而制成箱形结构的飞机用集装箱的方案。由于该集装箱采用了FRP，不需要大型的框架，因而与以往的铝合金制集装箱相比实现了轻量化，但由于没有使用框架，因而必须采用厚度较厚的夹层板，因此其轻量化的效果不充分。此外，由于采用了板之间相互接合的结构，因而其组装、制造中仍然需要花费很长的时间和很高的费用。
【发明内容】
本发明的目的是解决以往的集装箱所存在的上述问题，提供一种更为轻量，具有足够的集装箱的强度及刚度，而且能够大幅度降低组装、制造所须时间及费用的货运集装箱。
为了实现上述目的，涉及本发明的货运集装箱，其特征在于：相互邻接的至少两块板材是由一体成形的FRP板构成的。
在该货运集装箱中，所指的上述至少两块板材，可以是例如底板及侧板，或者顶板及侧板，或者底板、侧板以及后板，或者顶板、侧板以及后板，或者底板、侧板、后板以及顶板。
另外，上述相互邻接的至少两块板材可以由一体成形的FRP单板构成，将至少两块板中的至少一块构成由芯材与FRP制表面材料形成的夹层结构也是可以的。
另外，上述至少两块板可以带有由FRP制成的加强筋、芯材和FRP制的表面材料的夹层结构构成的加强筋，或者也可以带有具有中空截面构造的FRP制的加强筋。加强筋可以设置在板材中央部或者端部等任意位置。另外，可以将上述加强筋例如设置在上述至少两块板材相连的内侧角部。通过设置这种加强筋，使其分担了集装箱整体负荷，这样便可以进一步降低板的厚度及重量，从而获得重量轻、强度、刚度高的集装箱。
另外，FRP板的强化纤维最好延伸跨过上述相互邻接的至少两块板材之间。强化纤维通过在至少两块板材(至少两面)上的延伸，会进一步提高作为结构体而形成的集装箱的整体强度、刚度，也可以用壁更为薄的FRP板来构成集装箱，从而获得极大的轻量化效果。
另外，涉及本发明的货运集装箱，其特征在于：作为主要的刚度保持部件，具有含芯材和FRP制的表面板的夹层板，并且，相互邻接的至少两块板材一体成形。
在该货运集装箱中，上述至少两块板材，可以是例如底板和侧板，或者顶板和侧板，或者底板、侧板以及后板，或者顶板、侧板以及后板，或者底板、侧板、后板以及顶板。
另外，上述至少两块板材具有含FRP制加强筋、芯材以及FRP制表面材料的夹层结构，或者带有具有中空断面结构的FRP制加强材料。通过设置这种加强筋，让该加强筋分担了集装箱的整体负荷，因而可以进一步降低板材的厚度及重量，从而获得更为轻量且高强度、高刚度的集装箱。
FRP制表面板的强化纤维最好是延伸跨过上述的至少两块板材。强化纤维通过在至少两块板(至少其上的两面)上延伸，使得相互邻接的至少两块板的强度、刚度在结构上进一步提高，这样便能进一步提高集装箱整体的强度、刚度，从而使得可用壁面更薄的夹层板构成集装箱，获得极大的轻量化效果。
在采用这种夹层板结构的集装箱中，在板的厚度方向内或者板的外面，也可以设置FRP制的横梁。通过附加横梁，在提高板本身的强度、刚度的同时，也使集装箱的整体强度、刚度提高。另外，由于板材的强度、刚度的提高，便可以用壁厚更薄的夹层板来构成集装箱，从而获得极大的轻量化效果。
在由上述FRP制的横梁中，最好将其强化纤维沿着横梁的长度方向延伸。这样，确保了FRP制的横梁本身长度方向上的强度、刚度，从而通过附加该FRP制横梁而获得上述优异的效果。
另外，在含有芯材和FRP制表面板的夹层板中，相互对置的FRP制的表面板最好通过加强筋进行连接，通过该加强筋连接，使互相相对的FRP制表面板得到加强，从而提高夹层板的强度、刚度。因此，便可以用壁厚更薄的夹层板构成集装箱，从而获得更进一步的轻量化效果。
加之，在涉及本发明的货运集装箱中，可在底板的里面设置横梁。该横梁也可以由含芯材和FRP制表面材料的夹层结构构成。通过附加这种横梁便可对集装箱的底板进行加固，进而使集装箱的整体得到加强。
上述的货运集装箱可以作为船舶，卡车，货物列车，飞机等的集装箱使用。特别是由夹层板构成的集装箱最适合于作为冷冻、冷藏、保冷、保温用的货运集装箱使用。
【附图说明】
图1是本发明的货运集装箱板材一体成形方法的一个实施例的结构简图；
图2是本发明一个实施例的货运集装箱的立体图；
图3是图2的集装箱夹层板部放大的部分剖视图；
图4是图2的集装箱横梁部放大的部分剖视图；
图5是图2的集装箱底板部放大的部分立体图；
图6是本发明另一实施例的货运集装箱的立体图；
图7是图6的集装箱夹层板部放大的部分剖视图；
图8是图6的集装箱另一个夹层板部放大的部分剖视图；
图9是图6的集装箱底板部放大的纵向部分剖视图；
图10是图6的集装箱板材之间角部的放大的纵向部分剖视图；
图11是本发明的夹层板部另一种结构实施例的部分剖视图；
图12是本发明的夹层板部再一种结构实施例的部分剖视图；
图13是本发明的夹层板部再一种结构实施例的部分剖视图；
图14是本发明的夹层板部还一种结构实施例的部分剖视图；
图15是本发明集装箱底板部另一种结构实施例的部分剖视图；
图16是本发明集装箱底板部再一种结构实施例的部分剖视图；
图17是本发明集装箱底板部还一种结构实施例的部分剖视图；
图18是本发明的再一个实施例的货运集装箱的立体图；
图19是图18的集装箱板材之间角部的部分放大的纵向剖视图；
图20是部分设置在图18的集装箱板材上的夹层结构部的放大纵向剖视图；
最佳实施例
本发明可采用通过一体成形的FRP板，构成至少相互邻接的两块板材的方法或者通过含有芯材和FRP制表面板的夹层板而将相互邻接的至少两块板材一体成形的方法，该方法是将强化纤维沿一个方向的层压材料或织物的层压材料叠层成模型的一种高压罐模制法，或者用强化纤维的预成形材料等进行RTM成形(Resin Transfer Molding)或者手工叠送成形法、拉伸成形法等，也可以使用其它一般的FRP成形法中的任何一种成形方法。最好是采用容易一体成形的RTM成形或Resin Infusion成形法。有关ResinInfusion成形法可以采用美国专利US4,902,215号说明书、美国专利US5,052,906号说明书、美国专利US5,316,462号说明书、美国专利US5,439,635号说明书等所记载的方法。
这些美国专利所记载的方法是Resin Infusion成形法中的一种，是能够使高纤维体积含有率的FRP大型结构体在短时间内一体成形制出方法。图1是美国专利US5,439,635号说明书等所记载的成形样式的示意图。在图1中，1是树脂，2是带有吸入口的真空袋，4是由网状表面材料或将树脂通路配置成格子状的表面材料等构成的树脂分配材料，5是纤维基材，6是模型，7是真空泵。树脂1在真空泵7的减压作用下，在浸入纤维基材5之前，迅速扩散至树脂分配材料4的整个面上。接着，扩散的树脂1浸入至纤维基材5的厚度方向上，由于其厚度方向上的距离很短，因此在很短的时间内便会浸透。这样，与没有树脂分配材料4的通常的ResinInfusion成形法相比，其浸入的速度大幅度加快，特别适用于大型结构物的成形。
如果采用这种成形方法，即使在上述大型标准型船用货运集装箱或飞机用集装箱中，也能够通过FRP将相互邻接的两块板材同时一体成形。
对于一体成形所构成的集装箱，连续FRP之外的板材或者门框等部件，以往是用铝合金或者钢等金属材料，或者通过另外的途径成形的FRP等，或者可以采用其它任意的材料。最好是采用轻量的并且单位强度、单位弹性率优异的材料，在金属材料中是合金铝，在金属材料之外则是FRP材料等。
另外，一体同时成形的连续的FRP及其之外的部件与以往的集装箱相同，均可以通过铆接或者粘合剂来接合，或通过加强板、框架等加强材料进行铆接或者焊接以及用粘合剂进行接合。
在一体成形的相互邻接的至少两块板材中，其主要的刚度保持构件虽可以由FRP的单板构成，但在形成含有芯材与FRP制表面板的夹层板时，在能够获得轻量化效果的同时，还可以提高集装箱整体强度及刚度。
夹层板材的芯材，最好采用重量轻及隔热性优异的材料，例如采用合成树脂泡沫材料。作为合成树脂泡沫材料，可以采用例如聚乙烯或聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、ABS等的热可塑性树脂制成的型材，或苯酚、环氧、硅硐、聚胺脂等热固性树脂制的型材。此外，作为芯材可采用铝制的蜂窝状材料，或芳族聚酰胺制成的型材。
此时，芯材最好选用热传导率为150J/m·hr℃以内的型材，特别地，当采用热传导率为80J/m·hr℃以内的型材时，可获得很大的隔热效果，这种优异隔热性能的结果，既可以节约耗费在冷冻机上的电能，也可以使夹层板的壁厚变薄，使内部尺寸扩大，从而能够增加容积。
另外，作为主要的刚度保持部件，特别是采用了这种热传导率低的隔热材料作为芯材的夹层板，能够显著地提高集装箱整体的隔热性能。例如可以很容易地设计出热泄漏率在1.5×105J/hr·℃以下的货运集装箱，甚至能够设计出泄漏率在0.5×105J/hr·℃以下的货运集装箱。此外，热泄漏率可通过ISO的集装箱规格TC/104所记载的方法进行测定。
另外，作为泡沫芯材的密度，从轻量化的一面考虑最好在50Kg/m3以内，而采用密度为40Kg/m3以内的泡沫材料的话，便可以得到极大的轻量化效果。此外，在得到轻量化效果的同时还能够得到优异的隔热性能。
同时，泡沫芯材最好采用不易燃或者至少具有自灭性能的材料。
另外，在板材的主要组成部分由FRP单板构成的情况下，通过轻量化，为能够获得较高强度、刚度及更加优异的隔热性能，可以将由FRP构成的各板材的一部分制作成含有上述芯材和FRP制表面材料的夹层构造的部分。
通过将该夹层结构部分设置在板外侧的角部，最好设置在相互邻接的板的外侧边界部分处，这样，夹层结构部分将与以往的集装箱框架相同，便于可以分担集装箱整体负荷的重量，并能够使板材的壁面更薄，从而获得轻量条件下的高强度、高刚度的集装箱。
本发明中，在对包括芯材与其两侧的FRP制表面板的夹层结构进行成形时，虽可采用粘合剂把同时一体成形的连续的FRP制表面板与芯材接合在FRP制表面板的成形板上，但在与FRP制表面板成形时同时进行成形，便可消减后加工和组装的时间。此时，不管内侧表面材料采用什么样的材料都行，但要考虑到接合性及线膨胀系数，最好选用与外侧表面材料一体同时成形的FRP制表面板相同的材料构成。另外，在本发明中，由FRP所构成的板材可以由将上述的夹层板多层进行叠置而成。
FRP的强化纤维的种类不作特别的限定，可以使用碳纤维或玻璃纤维或者聚酰胺纤维等的高强度、高刚度的纤维。特别是FRP制的表面板，由于必须要薄而重量轻并且有较高强度、较高弹性率，所以最好含有碳纤维或玻璃纤维中的至少一种，其中最好使用单位强度、单位弹性率更优异的碳纤维。特别当采用拉伸强度为3GPa以上，且延伸度在1.3％以上的碳纤维，便可以获得与以往集装箱所采用的铝合金板具有同样耐贯穿冲击的性能。最好是采用拉伸强度在4.5GPa以上，且延伸度在1.7％以上的碳纤维。
强化纤维的形状并不做特别的限定，将沿一个方向相互平行并列的强化纤维片例如按一定的角度叠层，在其上浸入树脂，或者也可以用强化纤维织物。特别是当用强化纤维织物时，可得到生产性好，且强度高、弹性率高的FRP，而且还能够得到承受较高贯穿冲击的性能。例如，当采用上述拉伸强度在4.5GPa以上，且延伸度在1.7％以上的碳纤维织物制成FRP板或者FRP制的表面板时，在厚度为T(mm)时，其单位贯穿最大载荷为10t(N)以上。
再有，单位连续最大载荷是采用冲击式试验机，对中央部位开口为75×125mm的支撑台的开口上固定100×150mm的FRP板之后，在FRP板的中央部用直径为12.7mm重量为12kg的半球状钢制压头从高度为300mm的位置自然下落时吸收的冲击载荷来测定的。
另外，作为FRP的基体树脂，可以采用聚酯树脂、乙烯酯树脂、苯酚树脂等热硬化性树脂，或者耐纶酰胺纤维树脂、ABS树脂等热可塑性树脂等。考虑到对付火灾，作为基体树脂，可以通过配合使用阻燃剂等而进行阻燃化处理。作为阻燃剂，例如可以使用含有氢氧化铝、卤素的化合物。此外，在货物是生鲜食品等场合下，特别通过在内表面一侧FRP部位的基体树脂中配入抗菌、防霉剂，便可以获得抗菌、防霉的效果。作为抗菌、防霉剂，例如可以采用银泡沸石、六氯与丙烯酸酯系树脂进行反应而得到的聚合物。另外，在本发明的货运集装箱中，必要时还可以设置内部张贴材料，例如不锈钢内部张贴材料。
在本发明的货运集装箱中，作为主要的刚度保持部件，在使用含有芯材和FRP制表面板的夹层板时，其板材弯曲刚度最好应为1.5×104N·m2。这样才能够确保作为目标的集装箱强度、刚度。
另外，对于货运集装箱，在运输时应尽量保持具有极小的挠度。例如，支撑跨度的长度为S时，简支梁支撑集装箱长度方向两端部的挠度最好在S/200以下。
而且，在设计时应考虑到当叉车的叉的前端与货物集装箱板材发生碰撞或金属部件掉落而带来的各种附加冲击力等特别情况。此时，例如板材的冲击吸收能量至少要为80J，较为理想的为150J或者200J以上。
此外，冲击所吸收的能量是用冲击试验机在中央部带有500×500mm开口的支撑台的开口上固定上600×600mm的夹层板之后，在板材中央部分用前端宽度为100mm重量为10kg的摸似叉车叉的前端板状钢制压头从高为2m的位置上自由下落时测定出的冲击吸收能量。
下面参照附图对本发明货运集装箱的具体实施例进行说明。
图2是本发明一个实施例的船舶用冷冻集装箱的立体简图。在图2中，板材11由两侧夹层板12a、12b，后板13，底板14一体同时成形的连续FRP制板材构成。在该板材11的顶部设有FRP制的顶板15，前面一侧设有安装门用的FRP制的框架16，在框架16上通过钢制的门铰链17安装有FRP制的门18。门铰链17分别形成有框架16以及门18的内部。上述一体化的板材11与顶板15的接合部位上设有FRP制的上梁19，在一体化的板材11上侧板12a、12b与底板14的连接部位以及底板14与后板13的连接部位上分别与板材11一体成形有FRP制的下梁20a、20b。在底板14的四个角上竖直设置有钢制的角部立柱(角柱)，其中位于侧板12a、12b与后板13之间的角柱21与板材11一体成形。前面侧的角柱22a、22b也可以与板材11一体成形，作为另外的部件，例如可以与安装门用的FRP制的框架16成形。在底板14的里面，设置有多条并列延伸的FRP制的横梁23。此外，在本实施例中，在集装箱的各个角部安装钢制的金属部件24。由此构成的船舶用冷冻集装箱10。
上述货运集装箱10具有含有芯材和FRP制表面板的夹层板，特别是一体化的板材11就具有这种夹层板结构，并且以相互邻接的至少两块板材而一体成形。图3表示了本发明夹层板的纵向剖视简图。在图3中， 25a、25b表示的是FRP制的表面板。两表面板25a、25b之间通过配置有连接横截面为箱形的FRP制部件26，形成有连接两个表面板25a、25b的加强筋27。在形成该加强筋27的FRP制部件26内配有聚胺脂泡沫制的芯材28。通过连接两表面板25a、25b的加强筋27，使夹层板，表面板25a、25b得到加强。形成该加强筋27用的FRP制部件26如后面所述，断面形状呈I形、C型或Z型。另外，形成加强筋27的FRP制部件26间隔配置，也可以在FRP制部件26之间的部分设计成配有芯材28的结构，此时，还可将FRP制部件26设计成中空截面结构。
在这种夹层板成形中，虽然可以让至少两块板之间延伸的FRP制表面板25a、25b预先成形，并在两表面板25a、25b之间配置FRP制部件26、芯材28，使其接合成一体，但也可以使这此部件同时进行一体成形，后者的方法能够在更短的时间里高效率成形。
图4表示出了图2集装箱10中的横梁的一部分，特别是下梁20a部分的断面结构。在本实施例中，在构成一体化部件11的夹层板的FRP制表面板30a、30b之间，一体形成有梁用结构的FRP制部件31，在该FRP制部件31内配置有芯材32。在如此形成的梁20a中，也可以出于强度考虑沿着梁的长度方向设置梁用结构的FRP制部件31的强化纤维。其它的梁、角柱也可选择同样的结构。
图5表示的是图2的集装箱10中里面带有FRP制的横梁23的FRP制底板14部分的夹层板结构。在图5中，33a、33b是FRP制的表面板，34是FRP制的加强筋，35表示芯材。该由夹层板构成的底板14的里面设有FRP制的横梁23。在本实施例中，横梁23由FRP制的表面材料36和箱形的FRP制的部件37及芯材38构成了包含FRP制的表面材料36以及芯材38的夹层结构。在FRP制的部件37的上下部分上配置有加强用碳纤维39。
在这种结构的货运集装箱10中与以往的由铝合金制的货运集装箱相比，可以大幅度地变轻。例如，由于两侧的侧板12a、12b和后板13以及底板14一体同时成形，并构成采用强化纤维中的玻璃纤维的FRP制板材11，加之顶板15、门框16、门18由FRP制成，上梁19、下梁20a、20b、底板14的里面设置的横梁23由CF(碳纤维)/GF(玻璃纤维)的混和物FRP构成，角柱21由钢结构组成，通过这样的结构使得轻量化率达到大约15％。另外，构成同样的集装箱的部件数目与以往的集装箱相比大幅度地减少了约1/10，组装、制造所需时间也可大幅度地降低到以往的1/4以下。
图6是本发明另一实施例的集装箱立体图。集装箱40带有两侧的侧板41a、41b、后板42和顶板43以及底板44，图中省略了前面的门部。各板由含有芯材与FRP制表面板的夹层板构成，相互邻接的至少两块板材一体成形。各板材相互连接的部位上设置着具有同样的夹层结构的梁45，在底板44的里面设有带有夹层结构的横梁46。再有，图6中所示的角度表示的是各个部位上的强化纤维的0度方向。
图7是图6中侧板41a、41b及后板42的剖视图。图中50a、50b是FRP制的表面板，其强化纤维的形状是将玻璃纤维一个方向上的织物在0°±5°方向上，90°±5°方向上，45°±5°方向上进行叠层，在厚度方向接合而形成的。两块表面板50a、50b之间相连接配置有横截面为箱形的FRP制加强筋形成部件51，通过该部件51形成着连接两FRP制表面板50a、50b的加强筋51a。在FRP制加强筋形成部件51内配置有聚胺脂泡沫制的芯材52。加强筋51a是用来加强夹层板，特别是表面板50a、50b的。加强筋形成部件51如后面所述，横截面形状可以呈I形、C形或Z形。另外，将FRP制的加强筋形成部件51间隔配置，从而能够在部件51之间的位置上配置芯材52，而使部件51形成中空断面结构。
图8是图6中顶板43的剖视图，60a、60b是FRP制的表面板，其强化纤维的形状是将玻璃纤维一个方向上的织物在0°±5°方向上，90°±5°方向上，45°±5°方向上进行叠层，在厚度方向进行粘接而形成的。两块表面板60a、60b之间相连接配置有横截面为箱形的FRP制加强筋形成部件61，通过该部件61形成连接两FRP制表面板60a、60b的加强筋61a。在FRP制加强筋形成部件61内配置有聚胺脂泡沫制的芯材62。另外，FRP制加强筋形成部件61相互连接部位上以及部件61与表面板60a、60b之间配置有作为提高刚度用的强化纤维的碳纤维的CFRP，其形状是碳纤维的一个方向的织物63在0°±5°方向，即部件61的长度方向上配置。
图9是图6所示底板44部分的结构示意图，表示了底板44与其里面设置的横梁46一体成形的结构。70a、70b是FRP制表面板，两表面板70a、70b之间形成有连接两表面板70a、70b的加强筋71a，两表面板70a、70b的配置，选择了由横截面为箱形的FRP制加强筋形成部件71连接的形式，在部件71内配置有聚胺脂泡沫制的芯72，下侧表面板70b与横梁46的FRP制的表面材料73是一体成形的，表面材料73内配置的横截面为箱形的FRP制部件74，其中还配置有聚胺脂泡沫制的芯材75。这样在FRP制部件74的上下面上，在0°±5°方向，即横梁46的长度方向上配置有沿一个方向的加强用碳纤维织物76。
图10是图6中将梁45、顶板43以及侧板41和、或41b，和、或后板42一体成形的角部的剖视图。该梁的顶部以及下部配置有提高刚度用的CFRP，其强化纤维81的形状是将一个方向的碳纤维织物在0°±5°方向，即梁的长度方向上叠层而形成的。再有，强化纤维81也可以将一个方向上的粗纱沿0°±5°方向并列设置，此外，含有强化纤维81的CFRP还可以是拉伸成形的CFRP硬化板或者棒材。82a、82b表示的是FRP制表面板，83表示的是横截面为箱形的FRP制梁形成部件，84表示的是聚胺脂泡沫制的芯材。FRP制梁形成部件83的强化纤维最好沿0°±5°方向，即梁的长度方向延伸。
在这种结构的货运集装箱40中，在采用玻璃纤维作为强化纤维的FRP制表面板的厚度为1.2mm，聚胺脂泡沫制的芯材的厚度为50mm的夹层板制成的板材时，与表面材料厚度相同的铝合金制的夹层板相比较，大约能够吸收3倍的，即为240J的冲击能量，因而使得耐贯穿冲击性能大幅度提高。另外，在确保强度和刚度的情况下还可以获得大幅度的轻量化效果。
在图2、图6所示的集装箱中，采用了夹层板的两FRP制表面板之间形成有截面为箱形的FRP制加强筋形成部件的结构，如图11所示，单在两FRP制表面板90a、90b之间配置芯材91也是可行的。特别是在负荷小的部位上，通过这种简化的结构可以进一步促进轻量化。
另外，如图12所示，带有FRP制表面板100a、100b、芯材101的夹层板的两块表面板100a、100b之间连接的FRP制加强筋形成部件，可以采用I形部件102。但也可以采用图13所示的C形部件103、图14所示的Z形部件104。
这样，在本发明的货运集装箱中，带有FRP制表面板和芯材的夹层板的外表面或者内表面上及其角部等处均可以设置FRP制加强材料。作为FRP制加强材料，例如图15所示的在具有FRP制表面板105a、105b、芯材106的夹层板的一块表面板上可以设置断面为I形的加强筋107。另外，如图16所示，也以用断面为C形的加强筋108。此外，如图17所示，还可以采用由盒形FRP制部件109构成加强筋，在部件109的内部配置芯材109a，形成带有夹层构造的加强筋，或者也可以采用不配置芯材109a的中空形的加强筋形状。
图18是本发明另一个实施例的集装箱的立体图。本实施例中的集装箱是特别适用于航空货运的集装箱。在本实施例的集装箱110中，各板的主要部分均由FRP制的单板构成。集装箱110带有两侧的侧板111a、111b，后板112，顶板113，底板114以及构成除门以外的部分的前板115。116表示铝合金制的底架。在前板115上通过铆钉连接有安装铝合金制门用的框架117，在框架117上安装有门118。门118是通过在铝合金制的门框118a上铆接FRP制的门板118b而形成的。
图19是上述集装箱110的顶板113与侧板111a、111b或者后板112之间连接部分角部的纵向剖视简图。在图19中，121是跨过两块板之间一体成形的FRP单板。在角部的内侧设有FRP制的表面板122，板121与表面板122之间通过配置芯材123构成带有夹层结构的加强筋124。该形成于角部的加强筋124可以选用不配有芯材123的中空截面构造。
图20表示的是在各板部形成带有部分夹层结构加强筋的情况下的结构。FRP板121的外表面一侧(在某些情况下是内表面一侧)设置有FRP制的表面板131，通过在FRP板121与FRP制表面板131之间配置芯材132，构成带有夹层结构的加强筋133。该加强筋133也可以选择不配置芯材132的中空结构。
该加强筋124、133的芯材、表面板既可以在FRP板121成形之后再在FRP板121上使用粘合剂进行粘合，也可以在形成FRP板121的同时形成。
在这种航空货运集装箱110中，与现有的由铝合金制成的航空货运集装箱相比，可以大幅度地轻量化。例如，在采用一体成形板中的强化纤维中采用碳素纤维的CFRP(碳素纤维强化塑料)，门板用CFRP，底板、底架、门框用铝合金制，并用铝合金制的铆钉进行接合，在这种结构下其轻量化率大约可为30％，在底板、底架、门框都用CFRP的情况下，则可约为50％。因此，与现有的铝合金制的集装箱的重量90kg相比，至少可以减轻大约20-30kg。另外，构成同样的集装箱的部件数目与以往的集装箱相比降低大约一半，为25件，铆钉数目也减少了约一半，为200个以下，组装、制造所需要的时间也大幅度减少，达到以往的约2/3。
另外，由于在各板之间的角部、各板的一部分上设置了夹层构造的加强筋或中空的加强筋，为能够很容易地确保集装箱整体所必需的强度和刚度，不仅不再需要框架，各板的FRP单板部的壁厚也可以做薄，从而可进一步提高轻量化率。
如上述所说明的那样，本发明具有以下的优异效果。
A)由于采用了由FRP薄板、FRP制的表面板及芯材制成的夹层板，在保持高强度的同时使其轻量化，并能够使货运船及车辆更经济地运行。另外，由于将至少两块板材一体成形，所以能够确保其具有较高的强度、刚度。
B)通过将带的夹层构造的板材作为集装箱的构成部件，便能够很容易地确保集装箱整体所必需的强度、刚度，不仅可省去框架，还可以使板的部分进一步做薄，提高了其轻量化率。
C)由于将至少两块板材一体成形，能够大幅度地削减集装箱的组装、制造所需要的时间和费用。
D)在采用碳纤维织物的情况下，既可提高刚度，也可提高强度及耐冲击性的能力。
E)通过采用带有夹层构造的板材，特别是在芯材中采用隔热性优良的材料，不仅使之轻量化，而且还能制成带有优异的冷冻、冷藏、保冷、保温性能的货运集装箱。
本发明的货运集装箱为一种适用于船用、卡车用、货物列车等用的货运集装箱，其特点是重量轻，且集装箱具有足够的强度、刚度，而且，其组装、制造所需要的时间和费用大幅度地削减。此外，由于采用了具有芯材和FRP制的表面板的夹层板结构，所以该货运集装箱具有优异的冷冻、冷藏、保冷、保温性能。