JP3893689B2 - Manhole cover and manufacturing method thereof - Google Patents
Manhole cover and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP3893689B2 JP3893689B2 JP25789497A JP25789497A JP3893689B2 JP 3893689 B2 JP3893689 B2 JP 3893689B2 JP 25789497 A JP25789497 A JP 25789497A JP 25789497 A JP25789497 A JP 25789497A JP 3893689 B2 JP3893689 B2 JP 3893689B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- manhole cover
- reaction
- pattern
- cavity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Underground Structures, Protecting, Testing And Restoring Foundations (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シボ模様が表面に形成された反応射出成形体から成るマンホール蓋およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
たとえば地中に埋設された下水道、上水道、電気配線、ガス配管、浄化槽などのメンテナンスを行うために、地面に形成されたマンホール孔にマンホール蓋が取り外し自在に装着される。
【0003】
従来のマンホール蓋としては、金属製のものが良く知られている。しかしながら、金属製マンホール蓋は、重量が重く、取り扱いが不便であるという課題を有する。また、マンホールの上を自動車が通過した場合などには、騒音が発生するという課題もある。
【0004】
そこで、合成樹脂製のマンホール蓋が提案されている。たとえばFRP製のマンホール蓋やノルボルネン系モノマーを反応射出成形(RIM)して得られるマンホール蓋が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、FRP製のマンホール蓋では、その製造に時間を要し、製造コストが嵩むという課題を有していた。これに対して、ノルボルネン系モノマーの反応射出成形は、成形時間が短く、製造コストの低減を図ることができ、しかも成形体は優れた機械的強度を持つことから、マンホール蓋として用いて好適であろうと考えられている。
【0006】
ところが、従来のノルボルネン系RIM技術では、表面がすべりやすいマンホール蓋しかできなかった。
【0007】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、軽量であり取り扱い易く、騒音が少なく、しかもマンホール蓋として要求される機械的強度を十分に有し、且つ上面が滑りにくいマンホール蓋およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るマンホール蓋は、シボ模様が上面に形成されたノルボルネン系モノマーの反応射出成形体で構成してある。
【0009】
マンホール蓋の上面には、滑り防止及び水がたまることを防止するために、凹部および凸部を形成することが好ましい。一般的な反応射出成形によれば、直径が300mm以上程度の円形凸部または円形凹部は、容易に成形することができる。
【0010】
さらに滑り止め効果を高めるために、凸部の頂面に、さらに微細な凹凸模様、たとえばシボ模様を成形する。シボ模様としては、梨地状シボ模様、皮地状シボ模様、布地状シボ模様、石目状シボ模様、木目状シボ模様、幾何学模様のシボ模様、あるいはその他のシボ模様などがあるが、これらのシボ模様は、日本工業規格(JIS)で規定する表面粗さの最大高さRmaxが25s〜1000s程度であり、あるいは凸部の最大高さ(凸部の頂部と凹部の底部との間の最大距離)が0.5〜5mmである。さらに、シボ模様を構成する微小凸部または微小凹部の最小直径または最小幅は、3.0mm以下である。
【0011】
従来のノルボルネン系RIMでは、表面に微小なシボ模様を形成しようとして、金型表面にシボ加工をしても、成形品表面が金型表面に追随しないため、シボ加工は困難であった。
【0012】
本発明に係るマンホール蓋の製造方法は、第1金型と第2金型とを有する金型装置を用い、キャビティ内周面にシボ模様転写面が形成された第2金型の温度を第1金型の温度よりも高い状態で、金型装置のキャビティ内に反応原液を注入し、反応射出成形を行い、第2金型に接触するマンホール蓋の上面にシボ模様を成形することを特徴とする。このような特定の成形方法により、従来の方法では不可能であった金型のシボ模様の成形品への転写が初めて可能となった。
【0013】
前記第2金型と、前記第1金型とが、線膨張率が異なる材質で構成してあり、第2金型と第1金型との温度差により、これら金型の熱膨張量の絶対値が略等しくなるような材質で構成してあることが好ましい。このような材質の組合せとしては、第1金型が鋳造アルミニウム製金型、第2金型がニッケルなどの高融点金属層がレジコンで裏打ちされた電鋳製金型である組合せである。レジコンとは、樹脂とアルミ粉末などを含むコンクリート製型材である。
【0014】
本発明において、第2金型の温度は、第1金型の温度より、好ましくは20〜50°C、さらに好ましくは20〜40°C程度高いことが好ましい。第1金型の温度は、好ましくは30〜70°C、さらに好ましくは40〜60°Cである。このような温度範囲に設定することで、第2金型のキャビティ内周面に形成されたシボ模様転写面の形状が成形体に良好に転写される。
【0015】
第1金型が鋳造アルミニウム製金型、第2金型がニッケルメッキ電鋳製金型である場合には、それぞれの線膨張率は、α1 =23×10-6/K、α2 =13.3×10-6/Kである。室温を10°Cと仮定し、鋳造アルミニウム製第1金型を45°Cに設定し、ニッケルメッキ電鋳製第2金型を70°Cに設定したとして、それぞれの線膨張度を求めると、第1金型では、α1 ×(45−10)=8.05×10-4であり、第2金型では、α2 ×(70−10)=7.98×10-4であり、両者はほぼ等しくなる。したがって、第1金型と第2金型との間に温度差を設けても、両者の熱膨張の絶対量は略等しくなり、成形品の寸法精度に悪影響を与えることがない。
【0016】
本発明において、マンホール蓋の上面側は、中央部で盛り上がる凸面形状を有することが好ましい。蓋の上に雨水などが貯まらないようにするためである。また、排水を良くするために、蓋の上面には、排水用溝を形成しても良い。また、排水用溝とは別に、滑り止め用の溝や凹凸を形成しても良い。いずれにしても、本発明では、排水用溝、滑り止め用の溝や凹凸とは別に、これら溝や凹凸よりも細かな凹凸模様であるシボ模様が、マンホール蓋の少なくとも上面側表面に形成してある。
【0017】
本発明において、マンホール蓋には、把手部を1ヶ所又は2ヶ所有することが好ましい。把手部が2ヶ所の場合、図1に示すように、リブの無い所に位置し、左右対称となる位置にあることが好ましく、実施形態では蓋本体8の底面側に突出するように、把手部形成溝10が形成してある。把手部形成溝10には、図2に示すように、嵌合孔12が形成され、そこに金属棒などの把手部が嵌着するようになっている。
【0018】
また、マンホール蓋の上面には、蓋の成形時に合成樹脂により一体に把手を成形しても良いが、金属などで構成される把手を蓋の上面に後で取り付けても良い。
【0019】
本発明において、マンホール蓋の外形は、特に限定されず、円形以外に、楕円形、矩形などであっても良い。また、本発明において、「マンホール蓋」の語は、通常のマンホール蓋以外に、チェッカープレートなどを含む広義の意味で用いる。すなわち、本発明におけるマンホール蓋は、何らかの目的で地面に形成された孔に取り外し自在に装着されるものを意味する。
【0020】
本発明において、反応射出成形に用いる反応原液としては、ノルボルネン系モノマーを含むものが用いられる。
【0021】
ノルボルネン系モノマー
本発明において、反応射出成形は、メタセシス触媒の存在下に、ノルボルネン系モノマーを金型内で塊状重合するものであり、使用するモノマーは、ノルボルネン環を有するものであればいずれでも良いが、耐熱性に優れた成形体が得られることから、三環体以上の多環ノルボルネン系モノマーを用いることが好ましい。
【0022】
ノルボルネン系モノマーの具体例としては、ノルボルネン、ノルボルナジエン等の二環体;ジシクロペンタジエン(シクロペンタジエン二量体)、ジヒドロジシクロペンタジエン等の三環体;テトラシクロドデセン等の四環体;シクロペンタジエン三量体等の五環体;シクロペンタジエン四量体等の七環体;これらのメチル、エチル、プロピル、ブチルなどのアルキル、ビニル等のアルケニル、エチリデン等のアルキリデン、フェニル、トリル、ナフチル等のアリール等の置換体;更にこれらのエステル基、エーテル基、シアノ基、ハロゲン原子などの極性基を有する置換体などが例示される。これらのモノマーは、1種以上を組み合わせて用いても良い。入手が容易であり、反応性に優れ、得られる樹脂成形体の耐熱性に優れる点から、三環体、四環体、あるいは五環体のモノマーが好ましい。
【0023】
また、生成する開環重合体は熱硬化型とすることが好ましく、そのためには、上記ノルボルネン系モノマーの中でも、シクロペンタジエン三量体等の反応性の二重結合を二個以上有する架橋性モノマーを少なくとも含むものが用いられる。全ノルボルネン系モノマー中の架橋性モノマーの割合は、2〜30重量%が好ましい。
【0024】
なお、本発明の目的を損なわない範囲で、ノルボルネン系モノマーと開環共重合し得るシクロブテン、シクロペンテン、シクロペンタジエン、シクロオクテン、シクロドデセン等の単環シクロオレフィン等を、コモノマーとして用いても良い。
【0025】
メタセシス触媒
ノルボルネン系モノマーを用いた反応射出成形において使用することができるメタセシス触媒は、RIM法でノルボルネン系モノマーを開環重合できるものであれば特に限定されず、公知のもので良い。例えば、タングステンまたはモリブデンなどのハロゲン化物、オキシハロゲン化物、酸化物、アンモニウム塩、ヘテロポリ酸(P5+、As5+、Si4+、Ge4+、Ce4+、Th4+、Mn4+、Ni4+、Te6+、I7+、Co3+、Al3+、Cr3+、Cu2+などのヘテロ原子とタングステンまたはモリブデンとの化合物)などが使用される。本発明では、好ましくは、トリドデシルアンモニウムモリブデート、トリ(トリデシル)アンモニウムモリブデート等の有機モリブデン酸、アンモニウム酸等のモリブデン酸有機アンモニウム塩等のモリブデン系メタセシス触媒が用いられる。
【0026】
メタセシス触媒の使用量は、反応液全体で使用するモノマー1モルに対し、通常、0.01ミリモル以上、好ましくは0.1ミリモル以上、50ミリモル以下、好ましくは20ミリモル以下である。メタセシス触媒の使用量が少なすぎると重合活性が低すぎて反応に時間がかかるため生産効率が悪く、使用量が多すぎると反応が激しすぎるため型内に十分に充填される前に硬化したり、触媒が析出し易くなり均質に保存することが困難になる。メタセシス触媒は、通常、モノマーに溶解して用いるが、RIM法による成形体の性質を本質的に損なわれない範囲であれば、少量の溶剤に懸濁させ溶解させた上で、モノマーと混合することにより、析出しにくくしたり、溶解性を高めて用いても良い。
【0027】
活性剤
活性剤(共触媒)としては、特開昭58−127728号公報、特開平4−226124号公報、特開昭58−129013号公報、特開平4−145247号公報に開示してあるような公知の活性剤であれば、特に制限はないが、本発明においては、例えばエチルアルミニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド等のアルキルアルミニウムハライド、アルコキシアルキルアルミニウムハライドなどの有機アルミ化合物が好ましく用いられる。
【0028】
活性剤の使用量は、特に限定されないが、通常、反応液全体で使用するメタセシス触媒1モルに対して、0.1モル以上、好ましくは1モル以上、かつ100モル以下、好ましくは10モル以下である。活性剤を用いないか、または活性剤の使用量が少なすぎると、重合活性が低すぎて反応に時間がかかるため生産効率が悪くなる。また逆に、使用量が多すぎると、反応が激しすぎるため型内に十分に充填される前に硬化することがある。活性剤は、モノマーに溶解して用いるが、RIM法による成形体の性質を本質的に損なわない範囲であれば、少量の溶剤に懸濁させた上で、モノマーと混合することにより、析出しにくくしたり、溶解性を高めて用いても良い。
【0029】
本発明においては、一般に、上記活性剤に活性調節剤を併用する。活性調節剤を併用することによって、反応速度や、反応液の混合から反応開始までの時間、反応活性などを変化させることができる。
【0030】
活性調節剤としては、メタセシス触媒を還元する作用を持つ化合物などが用いられ、活性調節剤としては、アルコール類、ハロアルコール類、エステル類、エーテル類、ニトリル類などが例示される。この中で、たとえばアルコール類の具体例としては、n−プロパノール、n−ブタノール、n−ヘキサノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、イソプロプルアルコール、t−ブチルアルコールなどが挙げられ、ハロアルコール類の具体例としては、1,3−ジクロロ−2−プロパノール、2−クロロエタノール、1−クロロブタノールなどが挙げられる。なお、活性調整剤の添加量は、用いる化合物によって変わり、一様ではない。
【0031】
その他の任意成分
所望により、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色剤、発泡剤、難燃剤、摺動付与剤、エラストマー、ジシクロペンタジエン系熱重合樹脂およびその水添物など種々の添加剤を反応原液に配合することができ、それにより得られるRIM製品の特性を改質することができる。
【0032】
特に機械的強度の高い成形体を得る目的で、補強材を金型内に予め充填しておき、次いで重合反応液を金型内に注入し、硬化させることもできる。補強材の充填量は、特に制限はないが、通常、モノマー重量の10重量%以上、好ましくは20〜60重量%である。充填量が少なければ、機械的強度の割合が小さい。充填量が多すぎると、均一に充填せずにむらができたり、充填阻害が生じる傾向にある。
【0033】
補強材としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、金属繊維、ポリプロピレン繊維、アルミコーティングガラス繊維、木綿、アクリル繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、アルミナ繊維などを挙げることができる。これらの補強材は、長繊維状またはチョップドストランド状のものをマット化したもの、布状に織ったもの、チョップ形状のままのものなど、種々の形状で使用することができる。これらの補強材は、その表面をシランカップリング材等のカップリング剤で処理したものが、樹脂との密着性を向上させる上で好ましい。補強材の配合量は、特に制限はないが、モノマー全重量を100重量%として、通常10重量%以上、好ましくは20〜60重量%である。このような範囲で補強材を配合させることで、マンホール蓋の機械的強度を向上させることができる。
【0034】
また、マンホール蓋の機械的強度をさらに向上させる目的で、反応射出成形を行う金型内に、予め金属棒または金属板などをインサートしておき、その後反応射出成形を行う(インサート成形)こともできる。このインサート成形により、金属棒または金属板が一体成形された、機械的強度に優れたマンホール蓋を得ることができる。
【0035】
酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、アミン系など各種のプラスチック・ゴム用酸化防止剤がある。充填剤にはミルドガラス、カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、雲母、チタン酸カリウム、硫酸カルシウムなどの無機質充填剤がある。
【0036】
エラストマーとしては、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)、エチレン酢酸ビニル共重合体(EVA)およびこれらの水素化物などがある。エラストマーの添加量は、反応原液の30°Cにおける粘度が5cps以上、好ましくは50cps以上、かつ1000cps以下、好ましくは500cps以下となるように適宜選択される。
添加剤は、通常、予め反応液のいずれか一方または双方に混合しておく。
【0037】
反応射出成形方法
反応射出成形の前準備として、ノルボルネン系モノマー、メタセシス触媒及びアルミニウム系活性剤を主材とする反応射出成形用材料を、ノルボルネン系モノマーとメタセシス触媒とよりなるB液と、前記のノルボルネン系モノマーとアルミニウム系活性剤とよりなるA液との安定な2液に分けて、それぞれを別のタンクに入れておく。
【0038】
A液またはB液から成る反応原液の温度は20〜80°C、反応原液の粘性は、たとえば、30°Cにおいて、5cps〜3000cps好ましくは100cps〜1000cps程度である。
【0039】
反応射出成形においては、補強材を予め金型内に設置しておき、その中に反応液を供給して重合させることにより強化ポリマー(成形体)を製造することができる。または金属材などを予め金型内に設置しておき、インサート成形しても良い。
【0040】
反応射出成形を開始するには、ミキサーを制御し、タンクからのA液およびB液を混合し、その混合液を反応原液として金型のキャビティ内に充填する。キャビテ内に充填された反応原液は、キャビティの内部に行き渡る。
【0041】
重合時間は、適宜選択すればよいが、通常、反応液の注入終了後、20秒〜20分程度である。金型圧力は、通常0〜100Kg/cm2 の範囲である。重合時間は、適宜選択すればよいが、通常、反応液の注入終了後、30秒〜20分である。また、反応原液の注入圧は、2×105 〜5×105 Paであることが好ましい。この注入圧が低すぎると、第2金型のキャビティ内周面に形成されたシボ模様転写面の転写が良好に行われない傾向にあり、注入圧が高すぎると、金型の剛性を高くしなければならず経済的でない。
【0042】
また、本発明では、金型装置のキャビティ内への反応原液の注入開始から反応が急激に進んで、生成樹脂の表面よりわずかに白煙が上がるまでの時間t’と、注入開始から充填完了までの充填時間tとの比であるゲルタイム比(t’/t)は、通常1.5〜20であり、好ましくは2〜15であり、より好ましくは4〜12である。ゲルタイム比が上記の範囲より大きいと、反応が遅いので、成形体の表面外観が悪くなり、また、サイクルが遅く量産できない。反対にゲルタイム比が小さいと、シボは形成されず、また充填が不十分となる。
【0043】
上記t’は、成形体の大きさにもよるが、通常、100秒〜300秒であり、好ましくは、150秒〜250秒である。また、上記tは、成形体の大きさにもよるが、通常、5秒〜100秒であり、好ましくは、8秒〜50秒である。成形体がマンホール蓋の場合、tは、10秒〜30秒である。
【0044】
このような範囲となるように、反応を調節する方法としては、公知の方法に従えばよく、例えば、特開平3−146516号公報、特開平4−337318号公報に開示されている方法がある。特開平3−146516号公報には、反応の調節剤として5−ビニルビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン(ビニルノルボルネン)、5−イソプロペニルビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エンのような5−アルケニル−2−ノルボルネン類を用いるノルボルネン系ポリマーの製造方法が記載されており、特開平4−337318号公報には、活性調節剤として、5−エチニル−2−ノルボルネンなどの5−アルキニル−2−ノルボルネン類を用いることが示されている。ゲルタイム比を上述した範囲に設定することで、第2金型のキャビティ内周面に形成されたシボ模様転写面の転写が良好となる。
【0045】
キャビティでの反応射出成形が終了し、成形体が固化した段階で、型開きすれば、ノルボルネン系モノマーの反応射出成形体が得られる。
【0046】
シボ模様
本発明の方法により得られるマンホール蓋の表面に形成されたるシボ模様としては、特に限定されず、JISで規定する表面粗さの最大高さRmaxが25s〜1000s程度(好ましくは50s〜900s)のシボ模様でも、あるいは、シボ模様の凹凸をJISで規定することができない場合には、凸部の最大高さ(凸部の頂部と凹部の底部との間の最大距離;シボが形成された平面に垂直方向距離)が0.5〜5.0mm(好ましくは1.0〜4.0mm)のシボ模様でも良い。これらのシボ模様を構成する微小凸部または微小凹部の最小直径または最小幅は、3.0mm以下である。
【0047】
なお、シボ模様の種類としては、定性的には、梨地状シボ模様、皮地状シボ模様、布地状シボ模様、石目状シボ模様、木目状シボ模様、ダイヤモンドカット形状などの幾何学模様状シボ模様などがあり、これらシボ模様は、絵柄模様あるいは文字模様と組み合わせて用いることができる。梨地状シボ模様、皮地状シボ模様、布地状シボ模様などは、JISの表面粗さの規定によれば、Rmaxが25s〜1000s程度となり、JISにより特定することが可能である。ところが、石目状シボ模様、木目状シボ模様などは、JISの表面粗さの規定により特定することが困難であり、JISに代わる基準として、凸部の最大高さを用い、特定することができる。この基準によれば、石目状シボ模様、木目状シボ模様などは、凸部の最大高さが0.5〜5mmであるシボ模様として、特定することができる。
【0048】
なお、本発明においては、反応射出成形後に、成形体の表面にサンドブラスト法などにより凹凸をつけてもよい。反応射出成形後の蓋の表面にシボ模様などのすべり止めを形成する方法の一例として、サンドブラスト法(エアーブラスト法、ウェットブラスト法)がある。エアーブラスト法は、ガラスビーズ、くるみ殻粉、砂、アルミニウム、ウィートなどの硬い粒を投射材として、加圧空気などの力で成形表面に吹き付けて、物理的に表面を粗面化する方法である。また、ウェットブラスト法は、ガラスビーズ、アルミニウム、ウィートなどの硬い粒を投射材として、加圧水などの力で、成形品表面に吹き付けて、物理的に成形品表面を粗面化する方法である。
【0049】
サンドブラスト法に用いる投射材の粒径は、一般には80〜500μm程度であるが、マンホール蓋の表面を粗面化する場合には、100〜300μm程度が好ましい。また、投射材を吹き付ける圧力は、流体圧力により制御することができ、圧縮空気の場合には、0.2〜5kgf/cm2 である。さらに、投射材を吹き付ける角度は、特に限定されないが、加工しようとする面に対して、0〜90度と任意であるが、効果的に粗面化するためには、10〜80度程度が適当である。
【0050】
これらの方法により、凹凸の大きさ又は表面粗さなどを、Rmaxで25〜1000s程度の任意の微小凹凸をマンホール蓋の表面に形成することができる。
【0051】
【作用】
本発明に係るマンホール蓋の製造方法では、キャビティ内周面にシボ模様転写面が形成された第2金型の温度を第1金型の温度よりも高い状態で、金型装置のキャビティ内に反応原液を注入し、反応射出成形を行う。その結果、従来では不可能と考えられていたシボ模様を持つ反応射出成形体から成るマンホール蓋の成形が可能になる。第2金型のシボ模様転写面の形状が良好に反応射出成形体の表面に転写されるためである。
【0052】
このように第2金型のシボ模様転写面の形状が良好に反応射出成形体の表面に転写される理由は、第2金型の温度を第1金型の温度よりも高く設定することで、温度が高い第2金型のキャビティ内周面に接する部分から、より早く反応原液の反応が開始するためと考えられる。
【0053】
本発明に係るマンホール蓋は、反応射出成形体で構成してあることから、金属製マンホールに比較して軽量であり、マンホール孔の開き閉め作業が容易である。また、金属製マンホールに比較して、騒音が少ない。しかも、本発明では、好ましくはノルボルネン系モノマーを用いた反応射出成形体によりマンホール蓋を構成してあるので、マンホール蓋として要求される必要且つ十分な機械的強度を有する。
【0054】
さらに、マンホール蓋の上面にシボ模様が形成してあるので、マンホール蓋の上面での滑りを有効に防止することができる。また、マンホール蓋の美観も向上する。
【0055】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【0056】
図1は本発明の1実施形態に係るマンホール蓋の平面図、図2は図1に示すII−II線に沿う概略断面図、図3(A)はマンホール蓋に成形された梨地状シボ模様の平面図、図3(B)は同図(A)に示すB−B線に沿う要部断面図、図4は金型装置の概略構成図、図5は金型のキャビティ内周面を示す要部断面図、図6(A)は本発明の他の実施形態に係る皮地状シボ模様の平面図、図6(B)は同図(A)に示すB−B線に沿う要部断面図、図7は布地状シボ模様の平面図、図8は石目状シボ模様の平面図、図9は木目状シボ模様の要部断面図、図10(A)は本発明の他の実施形態に係るマンホール蓋の半分を示す平面図、図10(B)は同図(A)のB−B線に沿う概略断面図である。
【0057】
図1および図2に示すように、本発明の1実施形態に係るマンホール蓋2は、円形の外形を有し、その中心部に、底面側に突出するように円形の肉厚部4が一体的に成形してある。マンホール蓋2の外周には、底面側に突出するリング状のフランジ部6が一体に成形してある。フランジ部6と肉厚部4との間には、比較的薄肉の円盤状蓋本体8が一体に形成してある。蓋本体8は、肉厚部4からフランジ部6へ向けて均一の厚み、あるいはフランジ部6に向けて除々に薄い厚みを有し、その最小厚みt1は、6〜25mmである。
【0058】
肉厚部4とフランジ部6との間に位置する蓋本体8の底面側には、肉厚部4とフランジ部6とを連結するように放射状に延びるリブ14が一体的に成形してある。リブ14の高さt4は、特に限定されず、好ましくは0〜40mm程度である。リブ14の配置ピッチ角度θ1は、特に限定されず、好ましくは30〜180度であるが、本実施形態では、45度であり、合計8つの放射状リブ14が形成してある。各リブ14の幅は、特に限定されないが、本実施形態では、外径側に行くほど厚くなるようにしてあり、リブ14の幅を規定するリブ幅角度θ2は、好ましくは0〜35度、さらに好ましくは5〜25度程度である。なお、本発明では、必ずしもリブ14を形成する必要はなく、しかもリブ14の高さt4、配置ピッチθ1およびリブ幅角度θ2は、特に限定されず、種々に改変することができる。また、放射状リブ14とクロスするリブを設けても良い。
【0059】
図1に示すように、本実施形態では、リブの無いところに位置し、左右対称となる位置に、蓋本体8の底面側に突出するように、把手部形成溝10が形成してある。把手部形成溝10には、図2に示すように、嵌合孔12が形成され、そこに金属棒などの把手部が嵌着するようになっている。なお、把手部を反応射出成形体樹脂により一体に成形しても良い。
【0060】
また、図1に示すように、把手部形成溝10に対して90度ずれている円盤状蓋本体8の底面位置には、蓋の表裏面を貫通する一対のロック孔16が形成してあり、これらのロック孔16には、ロック片が装着され、マンホール蓋2の開閉をロックできるようになっている。
【0061】
図2に示すように、マンホール蓋2の上面は、平坦または中央部で盛り上がっており、雨水などがマンホール蓋2の上面に貯まらないようになっている。この蓋2の上面には、排水を良くするために、排水用溝22が形成してある。排水用溝22と排水用溝22との間には、凸部20が形成される。排水用溝22および凸部20の最小幅は、5〜20mm程度である。本実施形態では、後述するように、排水用溝22の間に位置する凸部20の頂面に、シボ模様が形成してある。
【0062】
本実施形態において、肉厚部4の面積S2は、蓋2の全体の面積S1に比較して、S2/S1の比が、好ましくは0.02〜0.8、さらに好ましくは0.05〜0.7、特に好ましくは0.07〜0.6となるように決定してある。このような面積比とすることで、軽量でありながら、機械的強度に優れたマンホール蓋2を実現することができる。
【0063】
また、肉厚部4の厚みt2に対して、蓋本体8の最小厚みt1の比(t1/t2)の比が、0.05〜0.8、好ましくは0.1〜0.7、さらに好ましくは0.15〜0.6となるように決定してある。この比t1/t2が大きすぎると、肉厚部4を形成した効果が少なく、小さすぎると、成形が困難であると共に、中心部での重量分布と周辺部での重量分布との重量バランスが悪くなり、マンホール蓋2の強度向上に寄与しない。
【0064】
本実施形態では、蓋2の外周に形成してあるリング状のフランジ部6の厚みt3は、蓋本体8の肉厚部の厚みt2に対して、t3/t2の比が、好ましくは0.05〜2、さらに好ましくは0.7〜1.3となるように決定してある。また、フランジ部6の半径方向幅bは、好ましくは5〜30mm、さらに好ましくは10〜25mmである。このフランジ部6は、マンホール孔の縁に直接接触する部分なので、所定範囲の厚みと幅が必要である。フランジ部6の外側面は、蓋2の底面から上面に向けてテーパ状に外径が大きくなる傾斜面7となっている。マンホール蓋2をマンホール孔に取り付けた状態で、蓋2が孔の中に落ちないようにするためである。
【0065】
本実施形態では、このように構成されたマンホール蓋の上面側に形成された凸部20の頂面に、滑り止め効果を高めるための目的で、図3(A),(B)に示す梨地状のシボ模様2aが形成してある。梨地状のシボ模様2aは、果物の梨の表面のような模様であり、相互に独立した微小凸部がランダム状に形成してある模様である。この梨地状シボ模様2aの表面粗さは、JISの最大高さRmaxで表示すれば、25s〜1000s、好ましくは50s〜900sである。
【0066】
このような本実施形態のマンホール蓋は、ノルボルネン系モノマーの反応射出成形(RIM)により製造する。
図4に示すように、反応射出成形に用いる金型装置40は、第1金型41と第2金型42とを有する。これら金型41,42の割面を合わせることで、金型装置40内部には、キャビティ43が形成される。本実施形態では、第1金型41が凹状金型(キャビ型)であり、第2金型42が凸状金型(コア型)である。キャビティ43の形状は、得られる成形品の形状に対応し、本実施形態では、図1,2に示すマンホール蓋2を成形するために適した形状である。
【0067】
キャビティ43には、ゲート44から反応原液の注入が可能になっている。このようにゲート44をキャビティ43の下端1箇所に形成することで、ゲート44からキャビティ43内に反応原液が都合良く入り込み、キャビティ43内部に未充填箇所が形成され難くなる。また、注入時に、キャビティ43内のガスが、金型割面または別途設けた逃し口から都合良く抜けて行くので、反応原液に泡などが生じ難くなる。
【0068】
図4に示す金型41,42の内部には、図5に示すように、熱媒体用流路82が形成してあり、金型41,42のキャビティ43側温度をそれぞれ一定温度に制御してある。熱媒体用流路82は、金型に空隙を形成することにより金型に直接形成しても良いが、パイプなどを埋め込むことにより形成しても良い。熱媒体用流路82は、できる限りキャビティ43に近い位置に設けることが好ましい。キャビティ43の温度制御を行うためである。
【0069】
この熱媒体用流路82には、ポンプなどの循環手段が装着してあり、熱交換部で一定温度に加熱された温水を循環させるようになっている。熱交換部では、ヒータなどの加熱手段または冷却素子などの冷却手段により、流路82に流れる熱媒体の温度を一定に保つように制御する。
【0070】
本実施形態では、第1金型41を鋳造アルミニウムで構成してある。第2金型42は、電鋳製金型で構成してある。図5に示すように、電鋳製金型から成る第2金型42は、金属メッキ層80の裏面をレジコン81で裏打ちしてある。金属メッキ層80は、たとえばニッケル、銅などで構成してあり、その層厚は、好ましくは1〜10mm、さらに好ましくは3〜6mmである。レジコン81は、エポキシ樹脂、ポリエステルなどの樹脂と、アルミニウム粉末などとを含むコンクリートで構成してある。電鋳製の第2金型42には、図5に示すように、金属メッキ層80の近くのレジコン81内部に熱媒体用流路82が形成してある。本実施形態では、第2金型42に埋め込まれる熱媒体用流路82の配置間隔が、図4に示す第1金型41に埋め込まれる熱媒体用流路の配置間隔よりも狭いことが好ましい。アルミニウム製金型よりも電鋳製金型の方が熱がこもり易いので、流路82の配置間隔を密にして、温度制御を正確にするためである。
【0071】
本実施形態では、熱媒体による温度制御により、第2金型42の温度を第1金型41の温度よりも好ましくは20〜50°C、さらに好ましくは20〜40°C程度高く設定する。具体的には、第1金型41を45°Cに設定し、第2金型42を75°Cに設定する。
【0072】
しかも本実施形態では、電鋳製金型である第2金型42のキャビティ内周面に装着された金属メッキ層80の表面に、シボ模様転写面84が形成してある。このシボ模様転写面84は、シボ模様の原型母型から反転して転写して作製され、電鋳加工により作製される。このシボ模様転写面84の反転シボ模様が、キャビティ43で成形される反応射出成形体の表面に反転して転写され、マンホール蓋となる成形体の表面には、図3に示すようなシボ模様が形成される。
【0073】
次に、本実施形態に係る反応射出成形方法について説明する。
まず、図4に示す金型41,42相互の割面を合わせ、型締めする。型締め時の圧力は、特に限定されないが、0〜100Kg/cm2 である。型閉の時点では、金型内部には、反応原液が注入されておらず、金型内の温度は、温度制御された金型自体の温度であり、第1金型41の温度は45°Cであり、第2金型42の温度は75°C程度である。
【0074】
型締めと同時に、本実施形態では、図示省略してあるパージ手段により、キャビティ内部を乾燥させるため、ドライエア又は窒素をパージしても良い。このパージにより、図4に示すキャビティ43の内部は、窒素ガスで置換され、キャビティ43の内部は、0〜3kg/cm2 (ゲージ圧)程度の窒素ガスで満たされる。窒素パージを行うことで、キャビティ内の湿気を追い出し、反応原液の失活を防止することができ、成形体の表面での反応性が良好になり、かつ金型の内周面の汚れも防止できる。この窒素パージは、反応原液の注入開始直前まで行われる。
【0075】
本実施形態では、反応射出成形は、ノルボルネン系モノマーを用いた反応射出成形である。
【0076】
本実施形態で用いられる反応原液としては、ノルボルネン系モノマー、メタセシス触媒、活性剤、活性調節剤および任意成分を、2液以上に分けて調整したものが用いられる。これらの反応原液は、1液のみでは塊状重合しないが、全ての液を混合すると各成分が所定の割合となり、ノルボルネン系モノマーが塊状重合する。
【0077】
たとえば、ノルボルネン系モノマー、メタセシス触媒、および任意成分からなる液と、ノルボルネン系モノマー、活性剤、活性調節剤および任意成分からなる液は、それぞれそのままでは重合しない。2液に含まれる各成分の総量が本実施形態における各成分の使用量であれば、この2液はそれぞれ本実施形態で用いられる反応原液であり、両者を混合すると反応して塊状重合する。
【0078】
作業性の良いように、通常2液の反応原液を用いて塊状重合させているが、3液以上の反応原液を用いても良い。反応原液の混合後に、ノルボルネン系モノマー中にその他の成分が十分に拡散できるように、通常、どの反応原液にもノルボルネン系モノマーが含有されており、その他の成分は、ノルボルネン系モノマー中に溶解、または分散していることが好ましいが、ノルボルネン系モノマーが含有されていない反応原液があっても良い。また、ノルボルネン系モノマー、メタセシス触媒、活性剤の三者を一つの反応原液に含有させると塊状重合が開始するので、通常、メタセシス触媒と活性剤を一つの反応原液に含有させることはない。
【0079】
反応原液を混合する方法としては、ミキシング・ヘッドで瞬間的に混合させる方法が一般的である。この場合、攪拌原液を収めた容器は別々の流れの供給源となる。ミキシング・ヘッドとしては、衝突混合装置、ダイナミックミキサーやスタティックミキサーなどの低圧注入機などが使用できる。
【0080】
反応液の混合後、予備加熱した型内へ数回に亘って射出、あるいは注入してもよく、また、連続的に注入しても良いので、装置を軽装化することができ、低圧で操作可能であり、大型や肉厚の成形体が製造できる。更にガラス繊維などの充填材の充填量が多い場合などは注入スピードを遅くすることにより型内に均一に反応液を充填させることが可能となる低圧注入機を用いることが望ましい。
【0081】
なお、上記のRIM工程は、触媒の失活などの問題を避けるために、型内をN2 などの不活性ガスをパージするなどしてイナート雰囲気にすることも可能である。また、フィラー、繊維補強材などを充填する場合は、吸着水を含んでいる場合は予め乾燥するなどして吸着水を除去しても良い。
【0082】
反応射出成形に際し、注入開始から注入終了までの充填時間tは、成形体の大きさなどにより決定される。本実施形態では、反応原液となる配合液の配合活性は、充填時間tの4〜12倍に設定してある。
【0083】
また、本実施形態では、金型装置のキャビティ内への反応原液の注入開始から反応が急激に進んで、生成樹脂の表面よりわずかに白煙が上がるまでの時間t’と、注入開始から充填完了までの充填時間tとの比であるゲルタイム比(t’/t)は、通常1.5〜20であり、好ましくは2〜15であり、より好ましくは4〜12である。ゲルタイム比が上記の範囲より大きいと、反応が遅いので、成形体の表面外観が悪くなり、また、サイクルが遅く量産できない。反対にゲルタイム比が小さいと、シボは形成されず、また充填が不十分となる。
【0084】
上記t’は、成形体の大きさにもよるが、通常、100秒〜300秒であり、好ましくは、150秒〜250秒である。また、上記tは、成形体の大きさにもよるが、通常、5秒〜100秒であり、好ましくは、8秒〜50秒である。成形体がマンホール蓋の場合、tは、10秒〜30秒である。
【0085】
このような範囲となるように、反応を調節する方法としては、公知の方法に従えばよく、例えば、特開平3−146516号公報、特開平4−337318号公報に開示されている方法がある。特開平3−146516号公報には、反応の調節剤として5−ビニルビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン(ビニルノルボルネン)、5−イソプロペニルビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エンのような5−アルケニル−2−ノルボルネン類を用いるノルボルネン系ポリマーの製造方法が記載されており、特開平4−337318号公報には、活性調節剤として、5−エチニル−2−ノルボルネンなどの5−アルキニル−2−ノルボルネン類を用いることが示されている。その量についても記載されている。ゲルタイム比を上述した範囲に設定することで、第2金型のキャビティ内周面に形成されたシボ模様転写面の転写が良好となる。
【0086】
本実施形態では、反応原液の注入圧は、2×105 〜5×105 Paであることが好ましい。この注入圧が低すぎると、第2金型42のキャビティ内周面に形成されたシボ模様転写面84の転写が良好に行われない傾向にあり、注入圧が高すぎると、金型41,42の剛性を高くしなければならず経済的でない。
【0087】
注入終了後に重合反応が開始し、反応終了後、除冷され、注入終了後の約120〜150秒後に、型開きされ、成形体が取り出される。
【0088】
本実施形態では、第2金型42の温度を、第1金型41の温度よりも約30°C程度に高く設定したので、金型のキャビティ43内に反応原液が注入されると、温度が高い第2金型42に接する部分からより速く反応が開始し、得られる成形体の表面に、図3(A)に示すようなシボ模様2aが良好に転写して形成される。なお、従来では、このようなシボ模様を反応射出成形体の表面に転写することは不可能であると考えられていた。
【0089】
このようにして得られた本実施形態に係るシボ模様を持つ反応射出成形体であるマンホール蓋2は、ポリノルボルネン系樹脂で構成してあるので、きわめて破壊し難く、耐衝撃性に優れている。しかも、マンホール蓋2の凸部20の表面にシボ模様2aが形成してあるので、滑り難く、外観的にも優れている。さらに、このようなシボ模様2aは、反応射出成形時に一体的に形成されるので、シボ模様を形成するための特別な作業工程を必要とせず、製造コストの低減にも寄与する。
また、本実施形態に係るマンホール蓋2は、反応射出成形体樹脂で構成してあることから、金属製マンホールに比較して軽量であり、マンホール孔の開き閉め作業が容易である。また、金属製マンホールに比較して、騒音が少ない。しかも、本実施形態では、マンホール蓋2の中央部に肉厚部4を一体に形成することで、マンホール蓋2の機械的強度が飛躍的に向上し、マンホール蓋2として要求される機械的強度を十分に満足することができる。
【0090】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【0091】
たとえば、本発明の方法によりマンホール蓋2の凸部20の表面に形成されるシボ模様は、図3に示す模様に限定されず、種々に改変することができる。
たとえば図6(A),(B)に示すような獣の皮を模したような皮地状シボ模様2bでも、図7に示すような布地の表面を模したような布地状シボ模様2cでも良い。これら皮地状シボ模様2bおよび布地状シボ模様2cは、JISで規定する表面粗さの最大高さRmaxが25s〜1000s程度(好ましくは50s〜900s)のシボ模様である。
【0092】
また、図8に示すように、石の表面を模したような石目状シボ模様2dでも、図9に示すように、木材の表面の模様を模したような木目状シボ模様2eであっても良い。これら石目状シボ模様、木目状シボ模様などは、JISの表面粗さの規定により特定することが困難であり、JISに代わる基準として、凸部の最大高さを用い、特定することができる。この基準によれば、石目状シボ模様2d、木目状シボ模様2eなどは、凸部の最大高さが0.5〜5.0mm(好ましくは1.0〜4.0mm)であるシボ模様として、特定することができる。
また、本発明に係るマンホール蓋の具体的形状は、特に限定されず、たとえば、図10(A),(B)に示すように、マンホール蓋(チェッカープレート)2Aを矩形状に成形しても良い。その場合には、マンホール蓋2Aの中央部は、矩形状のマンホール蓋2Aの角部を結ぶ対角線の交点を含む領域となり、その中央部に形成される肉厚部4Aも矩形状となる。また、傾斜面7Aが形成されたフランジ部6Aも矩形リング形状となり、フランジ部6Aと肉厚部4Aとの間に位置する蓋本体8Aの形状も矩形となる。
【0093】
ただし、肉厚部4Aの面積S2と蓋2Aの面積S1との関係、肉厚部4Aの厚みt2と最小厚みt1との関係、フランジ部6Aの幅bおよび厚みt3は、前記の実施形態と同様である。また、この蓋2Aも、前記の実施形態と同様にノルボルネン系モノマーの反応射出成形により一体に成形され、マンホール蓋2Aの上面には、図2に示すような排水用溝22と凸部20とが形成され、凸部20の表面にシボ模様が形成される。なお、排水用溝22や凸部20を形成することなく、マンホール蓋の上面全体にシボ模様のみを成形しても良い。
【0094】
さらに、上述した実施形態では、マンホール蓋の表面に形成するシボ模様を、反応射出成形時に、金型の転写面から転写して一体に成形したが、本発明では、シボ模様が成形されていない成形体を成形し、その後、その表面にサンドブラスト法を用いることによりシボ模様を形成しても良い。
【0095】
サンドブラスト法(エアーブラスト法、ウェットブラスト法)のうち、エアーブラスト法は、ガラスビーズ、くるみ殻粉、砂、アルミニウム、ウィートなどなどの硬い粒(好ましくはガラスビーズ、砂)を投射材として、加圧空気などの力で成形表面に吹き付けて、物理的に表面を粗面化する方法である。また、ウェットブラスト法は、ガラスビーズ、アルミニウム、ウィートなどの硬い粒(好ましくはガラスビーズ)を投射材として、加圧水などの力で、成形品表面に吹き付けて、物理的に成形品表面を粗面化する方法である。
【0096】
サンドブラスト法に用いる投射材の粒径は、一般には80〜500μm程度であるが、マンホール蓋の表面を粗面化する場合には、100〜300μm程度が好ましい。また、投射材を吹き付ける圧力は、流体圧力により制御することができ、圧縮空気の場合には、0.2〜5kgf/cm2 である。さらに、投射材を吹き付ける角度は、特に限定されないが、加工しようとする面に対して、0〜90度と任意であるが、効果的に粗面化するためには、10〜80度程度が適当である。
【0097】
これらの方法により、凹凸の大きさ又は表面粗さなどを、Rmaxで25〜1000s程度の任意の微小凹凸をマンホール蓋の表面に形成することができる。
【0098】
【実施例】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。なお、部や%などは、特に断わりがない限り、重量基準である。
【0099】
実施例1
図4に示す第1金型41を鋳造アルミニウムで構成し、第2金型42を電鋳製金型で構成し、そのキャビティ側内周面に、図5に示すようなシボ模様転写面84を、電気鋳造加工により形成した。シボ模様転写面84に形成された反転シボ模様は、JISで規定する表面粗さの最大高さRmaxが300sであるような図3に示す梨地状シボ模様の反転シボ模様である。
【0100】
また、シクロペンタジエン二量体(DCP)90%と、シクロペンタジエン三量体10%とから成るノルボルネン系モノマーとを2つのタンクに入れ、一方にはモノマーに対しジエチルアルミニウムクロリド(DEAC)を40モル濃度、1,3−ジクロロ−2−プロパノール(dcPrOH)48モル濃度に成るように添加した(A液)。他方には、モノマーに対し、トリ(トリデシル)アンモニウムモリブデートを10ミリモル濃度となるように添加すると共に、ビニルノルボルネン6%を添加した(B液)。これらA液およびB液は、それぞれAタンクおよびBタンクに貯留した。これらの反応原液のアルコキシ化比は、1.1であり、ゲルタイム比(t’/t)は、tが約30秒、t’が約180秒であったので、6となった。
【0101】
図4に示す鋳造アルミニウム製第1金型41およびニッケルメッキ層を有する電鋳製第2金型42の内部に装着された熱媒体流路82(図5参照)に温水を流すことで、第1金型41の温度を45°Cに設定し、第2金型42の温度を75°Cに設定した。この時のそれぞれの金型の線膨張係数は、第1金型においてはα1 =23×10-6/Kであり、第2金型ではα2 =13.3×10-6/Kであった。
【0102】
次に、タンクから液温が各々25°Cの同容量のA液およびB液を、金型のキャビティ内に混合して注入し、約10分程度経過した後、反応射出成形体から成るマンホール蓋2を取り出した。
【0103】
マンホール蓋2における外径は680mmであり、蓋の全面積S1は、約363000mm2 であった。また、中央部に形成された円形の肉厚部4の外径は200mmであり、その面積S2は約31400mm2 であった。すなわち、S2/S1は、約0.087であった。
【0104】
また、蓋本体8の最小厚みt1は、約8mmであり、肉厚部4の厚みt2は、35mmであり、t2/t1は、約4.38であった。また、フランジ部6の厚みt3は30mmであり、t3/t1は約3.75であった。また、フランジ部6の幅bは13mmであった。
【0105】
さらに、リブ14は、周方向に等間隔に4つ形成し、4つのリブ14の配置ピッチ角度θ1は90度であり、リブ幅角度θ2は6度であった。また、リブ14の高さt4は20mmであった。
【0106】
金型から取り出したマンホール蓋において、第2金型42と接する表面を観察したところ、図5に示す第2金型42のシボ模様転写面84の反転シボ模様が、成形体の表面に良好に反転して転写され、図3に示す良好なシボ模様2aが形成されたことが確認された。
【0107】
また、100ショットの成形を行い、成形品の板厚(設計値で6mm)のバラツキを調べたところ、絶対値で0.5mm以内に収まり、製造歩留まりは良好であることが確認された。
【0108】
さらに、このマンホール蓋2を用いて、耐荷重試験および耐衝撃試験を行った。耐荷重試験では、試験台の上に置かれたマンホール蓋2の上面に厚み6mmのゴム板を乗せ、その上に加重体を起き鉛直方向にゆっくりとさらに荷重を加え、破損した時の荷重を測定し、その1/4を試験値とした。試験値は、250kgであった。なお、試験は常温で行った。
【0109】
また、耐衝撃試験では、マンホール蓋を試験台の上に置き、その中央部に重量1kgの鋼鉄製球状錘を高さ1mの位置から落下させ、破損の有無を調べた。本実施例では、破損は何ら観察されなかった。
【0110】
実施例2
図4に示す第1金型41を鋳造アルミニウムで構成し、第2金型42を電鋳製金型で構成し、そのキャビティ側内周面に、シボ模様転写面を、電気鋳造加工により形成した。シボ模様転写面に形成された反転シボ模様は、凸部の最大高さが3.0mmである図8に示す石目状シボ模様2dの反転シボ模様であった。
【0111】
シボ模様が異なる以外は、実施例1と同様にして、反応射出成形を行い、金型内から反応射出成形体から成るマンホール蓋を取り出した。
【0112】
取り出した成形体において、第2金型42と接する表面を観察したところ、反転シボ模様が、成形体の表面に良好に反転して転写され、図8に示す良好な石目状シボ模様2dが形成された。
【0113】
また、100ショットの成形を行い、成形品の板厚(設計値で6mm)のバラツキを調べたところ、絶対値で0.5mm以内に収まり、製造歩留まりは良好であることが確認された。
【0114】
また、耐荷重試験および耐衝撃試験でも、実施例1と同じ結果が得られた。
【0115】
実施例3
図4に示す第1金型41を鋳造アルミニウムで構成し、第2金型42を電鋳製金型で構成し、そのキャビティ側内周面に、図9に示すような木目状シボ模様2eに対応するシボ模様転写面を、電気鋳造加工により形成した。シボ模様転写面に形成された反転シボ模様は、凸部の最大高さが1.5mmである図9に示す木目状シボ模様2dの反転シボ模様であった。
【0116】
シボ模様が異なる以外は、実施例1と同様にして、反応射出成形を行い、金型内から反応射出成形体から成るマンホール蓋を取り出した。図9に示す木目状シボ模様2eが良好に成形してあることが確認できた。
【0117】
また、100ショットの成形を行い、成形品の板厚(設計値で6mm)のバラツキを調べたところ、絶対値で0.5mm以内に収まり、製造歩留まりは良好であることが確認された。
【0118】
さらに、耐荷重試験および耐衝撃試験でも、実施例1と同じ結果が得られた。
【0119】
実施例4
シボ模様転写面が形成されていない金型を用いた以外は、前記実施例1と同様にして、反応射出成形を行い、マンホール蓋を成形した後、そのマンホール蓋の表面に、サンドブラスト法により、シボ模様を形成した。
【0120】
サンドブラストの条件は、投射材として、粒径100μmのガラスビーズを用い、吹き付け角度が45度で、空気圧が2.5kgf/cm2 であった。得られた成形体の表面を観察したところ、すりガラスのようなシボ模様が形成されたことが確認され、滑りにくくなった。
【0121】
また、製造歩留まり、耐荷重試験および耐衝撃試験でも、実施例1と同じ結果が得られた。
【0122】
比較例1
第1金型41と第2金型42の設定温度を同じ50°Cとした以外は、前記実施例1と同様にして、反応射出成形を行い、反応射出成形体から成るマンホール蓋を取り出した。
【0123】
成形体の第2金型側表面を観察したところ、10cm角の面積内に、0.1〜0.5mmの微小泡が観察され、良好な転写が行われず、シボ模様が形成されなかった。また、100ショットの成形を行い、成形品の板厚(設計値で6mm)のバラツキを調べたところ、絶対値で2.0mmであった。
【0124】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、軽量であり取り扱い易く、騒音が少なく、しかもマンホール蓋として要求される機械的強度を十分に有するマンホール蓋を実現することができる。また、本発明に係るマンホール蓋の上面にはシボ模様が形成してあるので、マンホール蓋の上面での滑りを有効に防止することができる。また、マンホール蓋の美観も向上する。さらに、本発明の方法によれば、このようにシボ模様を持つマンホール蓋を、極めて容易且つ低コストで実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の1実施形態に係るマンホール蓋の平面図である。
【図2】図2は図1に示すII−II線に沿う概略断面図である。
【図3】図3(A)はマンホール蓋に成形された梨地状シボ模様の平面図、図3(B)は同図(A)に示すB−B線に沿う要部断面図である。
【図4】図4は金型装置の概略構成図である。
【図5】図5は金型のキャビティ内周面を示す要部断面図である。
【図6】図6(A)は本発明の他の実施形態に係る皮地状シボ模様の平面図、図6(B)は同図(A)に示すB−B線に沿う要部断面図である。
【図7】図7は布地状シボ模様の平面図である。
【図8】図8は石目状シボ模様の平面図である。
【図9】図9は木目状シボ模様の要部断面図である。
【図10】図10(A)は本発明の他の実施形態に係るマンホール蓋の半分を示す平面図、図10(B)は同図(A)のB−B線に沿う概略断面図である。
【符号の説明】
2,2A… マンホール蓋
2a〜2e… シボ模様
4,4A… 肉厚部
6,6A… フランジ部
8,8A… 蓋本体
14… リブ
20… 凸部
22… 排水用溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manhole cover made of a reaction injection molded body having a texture pattern formed on its surface, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
For example, a manhole cover is detachably attached to a manhole hole formed in the ground in order to perform maintenance of sewers, waterworks, electrical wiring, gas piping, septic tanks, etc. buried in the ground.
[0003]
A metal manhole cover is well known as a conventional manhole cover. However, the metal manhole cover has a problem that it is heavy and inconvenient to handle. In addition, there is a problem that noise is generated when an automobile passes over a manhole.
[0004]
Therefore, a manhole cover made of synthetic resin has been proposed. For example, manhole covers made by FRP manhole covers and reaction injection molding (RIM) of norbornene monomers have been proposed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the manhole cover made of FRP has a problem that it takes time to manufacture and the manufacturing cost increases. In contrast, reaction injection molding of norbornene-based monomers is suitable for use as a manhole cover because the molding time is short, the production cost can be reduced, and the molded body has excellent mechanical strength. It is considered to be.
[0006]
However, with the conventional norbornene-based RIM technology, only a manhole cover whose surface is slippery can be formed.
[0007]
The present invention has been made in view of such a situation, and is lightweight, easy to handle, has low noise, has sufficient mechanical strength required as a manhole cover, and has a top surface that is difficult to slip, and a manufacturing method thereof The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the manhole cover according to the present invention is composed of a reaction injection molded body of a norbornene-based monomer having a wrinkle pattern formed on the upper surface.
[0009]
In order to prevent slipping and accumulation of water, it is preferable to form a concave portion and a convex portion on the upper surface of the manhole cover. According to general reaction injection molding, a circular convex portion or a circular concave portion having a diameter of about 300 mm or more can be easily molded.
[0010]
In order to further enhance the anti-slip effect, a finer uneven pattern such as a texture pattern is formed on the top surface of the convex part. The wrinkle pattern includes a pear-like wrinkle pattern, a leather-like wrinkle pattern, a cloth-like wrinkle pattern, a stone-like wrinkle pattern, a wood-grain wrinkle pattern, a geometric wrinkle pattern, or other wrinkle patterns. In the texture pattern, the maximum height Rmax of the surface roughness specified in Japanese Industrial Standard (JIS) is about 25 s to 1000 s, or the maximum height of the convex portion (between the top of the convex portion and the bottom of the concave portion). Maximum distance) is 0.5 to 5 mm. Furthermore, the minimum diameter or the minimum width of the minute convex portion or the minute concave portion constituting the texture pattern is 3.0 mm or less.
[0011]
In the conventional norbornene-based RIM, even if the surface of the mold is subjected to a textured process so as to form a fine textured pattern on the surface, the surface of the molded product does not follow the surface of the mold, so that the textured process is difficult.
[0012]
The method for manufacturing a manhole cover according to the present invention uses a mold apparatus having a first mold and a second mold, and sets the temperature of the second mold having a texture pattern transfer surface formed on the cavity inner peripheral surface to the first temperature. The reaction stock solution is injected into the cavity of the mold apparatus in a state higher than the temperature of one mold, the reaction injection molding is performed, and the embossed pattern is formed on the upper surface of the manhole cover contacting the second mold. And Such a specific molding method makes it possible for the first time to transfer a textured pattern of a mold to a molded product, which was impossible with the conventional method.
[0013]
The second mold and the first mold are made of materials having different linear expansion coefficients. Due to the temperature difference between the second mold and the first mold, the amount of thermal expansion of these molds is reduced. It is preferable to use a material whose absolute values are substantially equal. As such a combination of materials, the first mold is a cast aluminum mold, and the second mold is an electrocast mold in which a refractory metal layer such as nickel is lined with a resister. A regicon is a concrete mold containing resin and aluminum powder.
[0014]
In the present invention, the temperature of the second mold is preferably 20 to 50 ° C., more preferably about 20 to 40 ° C. higher than the temperature of the first mold. The temperature of the first mold is preferably 30 to 70 ° C, more preferably 40 to 60 ° C. By setting to such a temperature range, the shape of the embossed pattern transfer surface formed on the cavity inner peripheral surface of the second mold is satisfactorily transferred to the molded body.
[0015]
When the first mold is a cast aluminum mold and the second mold is a nickel-plated electroformed mold, the respective linear expansion coefficients are α1= 23 × 10-6/ K, α2= 13.3 × 10-6/ K. Assuming that the room temperature is 10 ° C, the first mold made of cast aluminum is set to 45 ° C, and the second mold made of electroplated nickel plating is set to 70 ° C. In the first mold, α1× (45-10) = 8.05 × 10-FourIn the second mold, α2 × (70-10) = 7.98 × 10-FourAnd they are almost equal. Therefore, even if a temperature difference is provided between the first mold and the second mold, the absolute amounts of thermal expansion of both are substantially equal, and the dimensional accuracy of the molded product is not adversely affected.
[0016]
In the present invention, the upper surface side of the manhole cover preferably has a convex shape that rises at the center. This is to prevent rainwater from accumulating on the lid. Further, in order to improve drainage, a drainage groove may be formed on the upper surface of the lid. In addition to the drainage grooves, anti-slip grooves and irregularities may be formed. In any case, in the present invention, in addition to the drainage groove, the anti-slip groove and the unevenness, a texture pattern which is an uneven pattern finer than these grooves and unevenness is formed on at least the upper surface of the manhole cover. It is.
[0017]
In the present invention, the manhole cover preferably has one or two handle portions. In the case where there are two grip portions, as shown in FIG. 1, it is preferable that the grip portion is located in a place where there is no rib and is in a symmetrical position. In the embodiment, the grip portion is projected so as to protrude to the bottom surface side of the
[0018]
Further, on the upper surface of the manhole cover, a handle may be integrally formed with synthetic resin at the time of molding the lid, but a handle made of metal or the like may be attached later to the upper surface of the lid.
[0019]
In the present invention, the outer shape of the manhole cover is not particularly limited, and may be an ellipse or a rectangle other than a circle. Further, in the present invention, the term “manhole cover” is used in a broad sense including a checker plate in addition to a normal manhole cover. In other words, the manhole cover in the present invention means a removably attached to a hole formed on the ground for some purpose.
[0020]
In the present invention, as a reaction stock solution used for reaction injection molding, one containing a norbornene monomer is used.
[0021]
Norbornene monomer
In the present invention, the reaction injection molding is a method in which a norbornene-based monomer is bulk polymerized in a mold in the presence of a metathesis catalyst, and any monomer may be used as long as it has a norbornene ring. It is preferable to use a tricyclic or higher polycyclic norbornene-based monomer because a molded article having excellent properties can be obtained.
[0022]
Specific examples of norbornene-based monomers include bicyclic compounds such as norbornene and norbornadiene; tricyclic compounds such as dicyclopentadiene (cyclopentadiene dimer) and dihydrodicyclopentadiene; tetracyclic compounds such as tetracyclododecene; Pentacycles such as pentadiene trimer; heptacycles such as cyclopentadiene tetramer; alkyl such as methyl, ethyl, propyl and butyl, alkenyl such as vinyl, alkylidene such as ethylidene, phenyl, tolyl, naphthyl, etc. Substituents such as aryl of the above; further, substituents having polar groups such as ester groups, ether groups, cyano groups, and halogen atoms are exemplified. One or more of these monomers may be used in combination. Tricyclic, tetracyclic, or pentacyclic monomers are preferred because they are easily available, have excellent reactivity, and are excellent in heat resistance of the resulting resin molding.
[0023]
Further, the ring-opening polymer to be produced is preferably a thermosetting type. For that purpose, among the norbornene monomers, a crosslinkable monomer having two or more reactive double bonds such as cyclopentadiene trimer is used. Those containing at least are used. The proportion of the crosslinkable monomer in all norbornene monomers is preferably 2 to 30% by weight.
[0024]
In addition, monocyclic cycloolefins such as cyclobutene, cyclopentene, cyclopentadiene, cyclooctene, and cyclododecene, which can be ring-opening copolymerized with a norbornene-based monomer, may be used as a comonomer within a range that does not impair the object of the present invention.
[0025]
Metathesis catalyst
The metathesis catalyst that can be used in reaction injection molding using a norbornene-based monomer is not particularly limited as long as it can ring-open polymerization the norbornene-based monomer by the RIM method, and may be a known one. For example, halides such as tungsten or molybdenum, oxyhalides, oxides, ammonium salts, heteropolyacids (P5+, As5+, Si4+, Ge4+, Ce4+, Th4+, Mn4+, Ni4+, Te6+, I7+, Co3+, Al3+, Cr3+, Cu2+A compound of a heteroatom such as tungsten or molybdenum). In the present invention, a molybdenum-based metathesis catalyst such as organic molybdic acid such as tridodecyl ammonium molybdate, tri (tridecyl) ammonium molybdate, or molybdate organic ammonium salt such as ammonium acid is preferably used.
[0026]
The amount of the metathesis catalyst used is usually 0.01 mmol or more, preferably 0.1 mmol or more and 50 mmol or less, preferably 20 mmol or less with respect to 1 mol of the monomer used in the whole reaction solution. If the amount of metathesis catalyst used is too small, the polymerization activity is too low and the reaction takes a long time, resulting in poor production efficiency.If the amount used is too large, the reaction is too intense and hardens before being fully filled in the mold. In other words, the catalyst is likely to precipitate, and it is difficult to store it homogeneously. The metathesis catalyst is usually used after being dissolved in a monomer, but if it is in a range that does not substantially impair the properties of the molded article by the RIM method, it is suspended in a small amount of solvent and then mixed with the monomer. Therefore, it may be difficult to precipitate, or the solubility may be increased.
[0027]
Activator
As the activator (cocatalyst), known as disclosed in JP-A-58-127728, JP-A-4-226124, JP-A-58-129003, JP-A-4-145247. In the present invention, for example, organoaluminum compounds such as alkylaluminum halides such as ethylaluminum dichloride and diethylaluminum chloride, and alkoxyalkylaluminum halides are preferably used.
[0028]
The amount of the activator used is not particularly limited, but is usually 0.1 mol or more, preferably 1 mol or more, and 100 mol or less, preferably 10 mol or less with respect to 1 mol of the metathesis catalyst used in the whole reaction solution. It is. If the activator is not used or if the amount of the activator used is too small, the polymerization activity is too low and the reaction takes time, resulting in poor production efficiency. Conversely, if the amount used is too large, the reaction is so intense that it may harden before it is fully filled in the mold. The activator is used after being dissolved in the monomer. However, as long as it does not substantially impair the properties of the molded article by the RIM method, the activator is suspended in a small amount of solvent and then mixed with the monomer. It may be difficult to use or may be used with increased solubility.
[0029]
In the present invention, generally, an active regulator is used in combination with the active agent. By using an activity regulator in combination, the reaction rate, the time from mixing the reaction solution to the start of the reaction, the reaction activity, etc. can be changed.
[0030]
As the activity regulator, a compound having an action of reducing the metathesis catalyst is used, and as the activity regulator, alcohols, haloalcohols, esters, ethers, nitriles and the like are exemplified. Among these, specific examples of alcohols include n-propanol, n-butanol, n-hexanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, isopropyl alcohol, t-butyl alcohol and the like. Specific examples of haloalcohols Examples include 1,3-dichloro-2-propanol, 2-chloroethanol, 1-chlorobutanol and the like. In addition, the addition amount of an activity regulator changes with the compounds to be used, and is not uniform.
[0031]
Other optional ingredients
If desired, various additives such as antioxidants, fillers, pigments, colorants, foaming agents, flame retardants, sliding imparting agents, elastomers, dicyclopentadiene-based thermal polymerization resins and their hydrogenated products may be added to the reaction stock solution. And thereby modify the properties of the resulting RIM product.
[0032]
In particular, for the purpose of obtaining a molded article having high mechanical strength, a reinforcing material can be filled in the mold in advance, and then the polymerization reaction liquid can be poured into the mold and cured. The filling amount of the reinforcing material is not particularly limited, but is usually 10% by weight or more, preferably 20 to 60% by weight of the monomer weight. If the filling amount is small, the mechanical strength ratio is small. When the filling amount is too large, uneven filling may occur without filling or filling inhibition tends to occur.
[0033]
Examples of the reinforcing material include glass fiber, aramid fiber, carbon fiber, ultra high molecular weight polyethylene fiber, metal fiber, polypropylene fiber, aluminum coated glass fiber, cotton, acrylic fiber, boron fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, and the like. be able to. These reinforcing materials can be used in various shapes such as those obtained by matting long fiber or chopped strands, those woven into a cloth, and those having a chopped shape. Those reinforcing materials whose surfaces are treated with a coupling agent such as a silane coupling material are preferable for improving the adhesion to the resin. The blending amount of the reinforcing material is not particularly limited, but is usually 10% by weight or more, preferably 20 to 60% by weight, with the total monomer weight being 100% by weight. By blending the reinforcing material in such a range, the mechanical strength of the manhole cover can be improved.
[0034]
In addition, for the purpose of further improving the mechanical strength of the manhole cover, a metal rod or a metal plate or the like is previously inserted into a mold for reaction injection molding, and then reaction injection molding is performed (insert molding). it can. By this insert molding, a manhole cover excellent in mechanical strength, in which a metal bar or a metal plate is integrally molded, can be obtained.
[0035]
As the antioxidant, there are various antioxidants for plastics and rubbers such as phenol, phosphorus and amine. Examples of the filler include inorganic fillers such as milled glass, carbon black, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide, mica, potassium titanate, and calcium sulfate.
[0036]
As the elastomer, natural rubber, polybutadiene, polyisoprene, styrene-butadiene copolymer (SBR), styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), ethylene- Examples include propylene-diene terpolymer (EPDM), ethylene vinyl acetate copolymer (EVA), and hydrides thereof. The amount of the elastomer added is appropriately selected so that the viscosity of the reaction stock solution at 30 ° C. is 5 cps or more, preferably 50 cps or more and 1000 cps or less, preferably 500 cps or less.
The additive is usually mixed in advance with either or both of the reaction solutions.
[0037]
Reaction injection molding method
As a preparation for reaction injection molding, a reaction injection molding material mainly composed of a norbornene monomer, a metathesis catalyst and an aluminum activator, a liquid B composed of a norbornene monomer and a metathesis catalyst, and the norbornene monomer Divide into two stable liquids consisting of an aluminum-based activator and liquid A and put them in separate tanks.
[0038]
The temperature of the reaction stock solution composed of the A solution or the B solution is 20 to 80 ° C., and the viscosity of the reaction stock solution is, for example, about 5 cps to 3000 cps, preferably about 100 cps to 1000 cps at 30 ° C.
[0039]
In the reaction injection molding, a reinforcing material (molded body) can be produced by placing a reinforcing material in a mold in advance and supplying a reaction liquid therein to polymerize it. Alternatively, a metal material or the like may be installed in the mold in advance and insert molded.
[0040]
In order to start reaction injection molding, the mixer is controlled to mix the liquid A and liquid B from the tank, and the mixed liquid is filled into the mold cavity as a reaction stock solution. The reaction stock solution filled in the cavite spreads inside the cavity.
[0041]
The polymerization time may be appropriately selected, but is usually about 20 seconds to 20 minutes after the completion of the reaction liquid injection. Mold pressure is usually 0-100Kg / cm2 Range. The polymerization time may be appropriately selected, but is usually 30 seconds to 20 minutes after the completion of the reaction liquid injection. The injection pressure of the reaction stock solution is 2 × 10Five ~ 5x10Five Pa is preferred. If the injection pressure is too low, transfer of the texture pattern transfer surface formed on the cavity inner peripheral surface of the second mold tends not to be performed well. If the injection pressure is too high, the rigidity of the mold is increased. It must be done and is not economical.
[0042]
Further, in the present invention, the reaction proceeds rapidly from the start of the injection of the reaction stock solution into the cavity of the mold apparatus, the time t ′ until the white smoke slightly rises from the surface of the generated resin, and the filling is completed from the start of the injection. The gel time ratio (t ′ / t), which is the ratio to the filling time t until, is usually 1.5 to 20, preferably 2 to 15, and more preferably 4 to 12. Gel timeratioIf it is larger than the above range, the reaction is slow, so the surface appearance of the molded article is poor, and the cycle is too slow to be mass-produced. On the contrary, gel timeratioIf it is small, the emboss is not formed, and the filling is insufficient.
[0043]
The t ′ is usually 100 seconds to 300 seconds, preferably 150 seconds to 250 seconds, although it depends on the size of the molded body. Moreover, although said t is based also on the magnitude | size of a molded object, it is 5 to 100 second normally, Preferably it is 8 to 50 second. When the molded body is a manhole cover, t is 10 seconds to 30 seconds.
[0044]
As a method for adjusting the reaction so as to be in such a range, a known method may be followed, for example, methods disclosed in JP-A-3-146516 and JP-A-4-337318. . JP-A-3-146516 discloses 5-vinylbicyclo [2,2,1] hept-2-ene (vinyl norbornene), 5-isopropenylbicyclo [2,2,1] hept- as a reaction regulator. A method for producing norbornene polymers using 5-alkenyl-2-norbornenes such as 2-ene is described, and JP-A-4-337318 discloses 5-ethynyl-2-norbornene as an activity regulator. The use of 5-alkynyl-2-norbornenes such as By setting the gel time ratio in the above-described range, the transfer of the texture pattern transfer surface formed on the cavity inner peripheral surface of the second mold is improved.
[0045]
When the reaction injection molding in the cavity is completed and the molded body is solidified, the reaction injection molded body of a norbornene monomer can be obtained by opening the mold.
[0046]
Grain pattern
The texture pattern formed on the surface of the manhole cover obtained by the method of the present invention is not particularly limited, and the maximum height Rmax of the surface roughness specified by JIS is about 25 s to 1000 s (preferably 50 s to 900 s). If it is a wrinkle pattern or if the wrinkle pattern cannot be defined by JIS, the maximum height of the convex portion (maximum distance between the top of the convex portion and the bottom of the concave portion; the plane on which the wrinkle is formed A texture pattern having a vertical distance of 0.5 to 5.0 mm (preferably 1.0 to 4.0 mm) may be used. The minimum diameter or minimum width of the minute convex portions or the minute concave portions constituting these texture patterns is 3.0 mm or less.
[0047]
As for the types of wrinkle patterns, qualitatively, geometric patterns such as satin-like wrinkles, leather-like wrinkles, cloth-like wrinkles, stone-like wrinkles, wood-grain wrinkles, diamond cut shapes, etc. There are grain patterns and the like, and these grain patterns can be used in combination with a picture pattern or a character pattern. According to the JIS surface roughness, Rmax is about 25 s to 1000 s, and can be specified by JIS, such as a textured texture pattern, a leather texture pattern, and a texture texture pattern. However, it is difficult to specify the stone-like texture pattern, the grain-like texture pattern, etc. according to the surface roughness of JIS, and it is possible to specify using the maximum height of the convex portion as a reference instead of JIS. it can. According to this standard, a grain-like texture pattern, a grain-like texture pattern, or the like can be specified as a texture pattern whose maximum height of the convex portion is 0.5 to 5 mm.
[0048]
In the present invention, after the reaction injection molding, the surface of the molded body may be roughened by a sandblast method or the like. As an example of a method for forming a slip stopper such as a textured pattern on the surface of the lid after reaction injection molding, there is a sand blast method (air blast method, wet blast method). The air blasting method is a method in which hard particles such as glass beads, walnut shell powder, sand, aluminum, and wheat are used as the projection material and sprayed onto the molding surface with the force of pressurized air to physically roughen the surface. is there. The wet blasting method is a method in which hard particles such as glass beads, aluminum, and wheat are used as a projection material and sprayed onto the surface of the molded product with a force such as pressurized water to physically roughen the surface of the molded product.
[0049]
The particle size of the projection material used in the sandblasting method is generally about 80 to 500 μm, but is preferably about 100 to 300 μm when the surface of the manhole cover is roughened. Moreover, the pressure which sprays a projection material can be controlled by the fluid pressure, and in the case of compressed air, 0.2-5 kgf / cm.2 It is. Furthermore, although the angle which sprays a projection material is not specifically limited, It is 0-90 degree | times with respect to the surface to process, However, In order to roughen effectively, about 10-80 degree | times is required. Is appropriate.
[0050]
By these methods, it is possible to form arbitrary minute irregularities having an irregularity size or surface roughness of Rmax of about 25 to 1000 s on the surface of the manhole cover.
[0051]
[Action]
In the method for manufacturing a manhole cover according to the present invention, the temperature of the second mold in which the embossed pattern transfer surface is formed on the inner peripheral surface of the cavity is higher than the temperature of the first mold, and the cavity is formed in the cavity of the mold apparatus. The reaction stock solution is injected and reaction injection molding is performed. As a result, it is possible to mold a manhole cover made of a reaction injection molded body having a textured pattern, which has been considered impossible in the past. This is because the shape of the textured pattern transfer surface of the second mold is satisfactorily transferred to the surface of the reaction injection molded body.
[0052]
The reason why the texture pattern transfer surface of the second mold is thus transferred to the surface of the reaction injection molded body is that the temperature of the second mold is set higher than the temperature of the first mold. This is considered to be because the reaction of the reaction stock solution starts earlier from the portion in contact with the cavity inner peripheral surface of the second mold having a high temperature.
[0053]
Since the manhole cover according to the present invention is composed of a reaction injection molded body, it is lighter than a metal manhole, and the manhole hole can be easily opened and closed. In addition, there is less noise than metal manholes. In addition, in the present invention, since the manhole cover is preferably formed of a reaction injection molded article using a norbornene-based monomer, it has necessary and sufficient mechanical strength required for a manhole cover.
[0054]
Furthermore, since the embossed pattern is formed on the upper surface of the manhole cover, it is possible to effectively prevent slipping on the upper surface of the manhole cover. In addition, the beauty of the manhole cover is improved.
[0055]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
[0056]
1 is a plan view of a manhole cover according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG. 1, and FIG. 3 (A) is a textured texture pattern formed on the manhole cover. FIG. 3B is a cross-sectional view of the main part along the line BB shown in FIG. 3A, FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the mold apparatus, and FIG. 5 is a mold cavity inner peripheral surface. FIG. 6A is a plan view of a skin-like texture pattern according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. 7 is a plan view of a fabric-like grain pattern, FIG. 8 is a plan view of a stone-like grain pattern, FIG. 9 is a sectional view of the main part of a grain-like grain pattern, and FIG. The top view which shows the half of the manhole cover which concerns on this embodiment, FIG.10 (B) is a schematic sectional drawing which follows the BB line of the same figure (A).
[0057]
As shown in FIGS. 1 and 2, the
[0058]
On the bottom surface side of the
[0059]
As shown in FIG. 1, in the present embodiment, a grip
[0060]
Further, as shown in FIG. 1, a pair of lock holes 16 penetrating the front and back surfaces of the lid are formed at the bottom surface position of the disc-
[0061]
As shown in FIG. 2, the upper surface of the
[0062]
In the present embodiment, the area S2 of the thick portion 4 has a ratio of S2 / S1 of preferably 0.02 to 0.8, more preferably 0.05 to, compared to the entire area S1 of the
[0063]
The ratio of the minimum thickness t1 of the lid body 8 (t1 / t2) to the thickness t2 of the thick portion 4 is 0.05 to 0.8, preferably 0.1 to 0.7, Preferably, it is determined to be 0.15 to 0.6. If the ratio t1 / t2 is too large, the effect of forming the thick portion 4 is small, and if it is too small, molding is difficult, and the weight balance between the weight distribution in the central portion and the weight distribution in the peripheral portion is small. It does not contribute to improving the strength of the
[0064]
In the present embodiment, the thickness t3 of the ring-shaped
[0065]
In the present embodiment, the matte surface shown in FIGS. 3A and 3B is provided on the top surface of the
[0066]
Such a manhole cover of this embodiment is manufactured by reaction injection molding (RIM) of a norbornene monomer.
As shown in FIG. 4, a
[0067]
The reaction stock solution can be injected into the
[0068]
As shown in FIG. 5, a
[0069]
Circulation means such as a pump is attached to the heat
[0070]
In the present embodiment, the
[0071]
In the present embodiment, the temperature of the
[0072]
In addition, in the present embodiment, the texture
[0073]
Next, the reaction injection molding method according to this embodiment will be described.
First, the
[0074]
Simultaneously with mold clamping, in this embodiment, dry air or nitrogen may be purged to dry the inside of the cavity by a purge means (not shown). By this purging, the inside of the
[0075]
In this embodiment, reaction injection molding is reaction injection molding using a norbornene-based monomer.
[0076]
As the reaction stock solution used in the present embodiment, a norbornene-based monomer, a metathesis catalyst, an activator, an activity regulator and an optional component prepared by dividing them into two or more solutions are used. These reaction stock solutions are not bulk polymerized by only one liquid, but when all the liquids are mixed, each component becomes a predetermined ratio and the norbornene monomer is bulk polymerized.
[0077]
For example, a liquid composed of a norbornene-based monomer, a metathesis catalyst, and an optional component and a liquid composed of a norbornene-based monomer, an activator, an activity regulator, and an optional component are not polymerized as they are. If the total amount of each component contained in the two liquids is the amount of each component used in the present embodiment, these two liquids are reaction stock solutions used in the present embodiment, respectively.
[0078]
In order to improve workability, bulk polymerization is usually carried out using two reaction stock solutions, but three or more reaction stock solutions may be used. In order to allow other components to sufficiently diffuse into the norbornene monomer after the reaction stock solution is mixed, the norbornene monomer is usually contained in any reaction stock solution, and the other components are dissolved in the norbornene monomer. Alternatively, although it is preferably dispersed, there may be a reaction stock solution containing no norbornene-based monomer. Moreover, since bulk polymerization starts when one reaction stock solution contains the norbornene monomer, the metathesis catalyst, and the activator, the metathesis catalyst and the activator are not usually contained in one reaction stock solution.
[0079]
As a method of mixing the reaction stock solution, a method of instantaneously mixing with a mixing head is common. In this case, the container in which the stirring stock solution is stored becomes a separate flow source. As the mixing head, a low-pressure injector such as a collision mixing device, a dynamic mixer or a static mixer can be used.
[0080]
After mixing the reaction liquid, it may be injected or injected several times into a preheated mold, or it may be continuously injected, so the equipment can be lightened and operated at low pressure. It is possible to produce large and thick molded bodies. Furthermore, when there is a large amount of filler such as glass fiber, it is desirable to use a low-pressure injector that can uniformly fill the reaction liquid into the mold by slowing the injection speed.
[0081]
In the above RIM process, in order to avoid problems such as catalyst deactivation,2It is also possible to make an inert atmosphere by purging inert gas such as. Moreover, when filling with a filler, a fiber reinforcement, etc., when adsorbed water is included, you may remove adsorbed water by drying beforehand.
[0082]
In the reaction injection molding, the filling time t from the start of injection to the end of injection is determined by the size of the molded body and the like. In the present embodiment, the blending activity of the blending liquid that is the reaction stock solution is set to 4 to 12 times the filling time t.
[0083]
In the present embodiment, the reaction proceeds rapidly from the start of the injection of the reaction stock solution into the cavity of the mold apparatus, the time t ′ until the white smoke slightly rises from the surface of the generated resin, and the filling from the start of the injection. The gel time ratio (t ′ / t), which is a ratio with the filling time t until completion, is usually 1.5 to 20, preferably 2 to 15, and more preferably 4 to 12. Gel timeratioIf it is larger than the above range, the reaction is slow, so the surface appearance of the molded article is poor, and the cycle is too slow to be mass-produced. On the contrary, gel timeratioIf it is small, the emboss is not formed, and the filling is insufficient.
[0084]
The t ′ is usually 100 seconds to 300 seconds, preferably 150 seconds to 250 seconds, although it depends on the size of the molded body. Moreover, although said t is based also on the magnitude | size of a molded object, it is 5 to 100 second normally, Preferably it is 8 to 50 second. When the molded body is a manhole cover, t is 10 seconds to 30 seconds.
[0085]
As a method for adjusting the reaction so as to be in such a range, a known method may be followed, for example, methods disclosed in JP-A-3-146516 and JP-A-4-337318. . JP-A-3-146516 discloses 5-vinylbicyclo [2,2,1] hept-2-ene (vinyl norbornene), 5-isopropenylbicyclo [2,2,1] hept- as a reaction regulator. A method for producing norbornene polymers using 5-alkenyl-2-norbornenes such as 2-ene is described, and JP-A-4-337318 discloses 5-ethynyl-2-norbornene as an activity regulator. The use of 5-alkynyl-2-norbornenes such as The amount is also described. By setting the gel time ratio in the above-described range, the transfer of the texture pattern transfer surface formed on the cavity inner peripheral surface of the second mold is improved.
[0086]
In this embodiment, the injection pressure of the reaction stock solution is 2 × 10.Five~ 5x10FivePa is preferred. If the injection pressure is too low, the texture
[0087]
After completion of the injection, the polymerization reaction starts, and after the completion of the reaction, the cooling is performed. After about 120 to 150 seconds after the completion of the injection, the mold is opened and the molded body is taken out.
[0088]
In the present embodiment, the temperature of the
[0089]
The
Further, since the
[0090]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
[0091]
For example, the texture pattern formed on the surface of the
For example, either a leather-
[0092]
Further, as shown in FIG. 8, the grain-
The specific shape of the manhole cover according to the present invention is not particularly limited. For example, as shown in FIGS. 10 (A) and (B), the manhole cover (checker plate) 2A may be formed in a rectangular shape. good. In that case, the central portion of the
[0093]
However, the relationship between the area S2 of the
[0094]
Furthermore, in the embodiment described above, the texture pattern formed on the surface of the manhole cover is transferred and integrally molded from the transfer surface of the mold at the time of reaction injection molding. However, in the present invention, the texture pattern is not molded. A textured pattern may be formed by molding a molded body and then using a sandblast method on the surface thereof.
[0095]
Among the sand blasting methods (air blasting method, wet blasting method), the air blasting method uses a hard particle (preferably glass beads, sand) such as glass beads, walnut shell powder, sand, aluminum, and wheat as a projection material. This is a method in which the surface is physically roughened by spraying on the molding surface with a force such as compressed air. In the wet blast method, hard particles such as glass beads, aluminum, and wheat (preferably glass beads) are used as the projection material, and the surface of the molded product is physically roughened by spraying the surface of the molded product with the force of pressurized water or the like. It is a method to convert.
[0096]
The particle size of the projection material used in the sandblasting method is generally about 80 to 500 μm, but is preferably about 100 to 300 μm when the surface of the manhole cover is roughened. Moreover, the pressure which sprays a projection material can be controlled by the fluid pressure, and in the case of compressed air, 0.2-5 kgf / cm.2 It is. Furthermore, although the angle which sprays a projection material is not specifically limited, It is 0-90 degree | times with respect to the surface to process, However, In order to roughen effectively, about 10-80 degree | times is required. Is appropriate.
[0097]
By these methods, it is possible to form arbitrary minute irregularities having an irregularity size or surface roughness of Rmax of about 25 to 1000 s on the surface of the manhole cover.
[0098]
【Example】
Hereinafter, although this invention is demonstrated based on a more detailed Example, this invention is not limited to these Examples. Parts and% are based on weight unless otherwise specified.
[0099]
Example 1
The
[0100]
Also, a norbornene monomer composed of 90% cyclopentadiene dimer (DCP) and 10% cyclopentadiene trimer is placed in two tanks, and 40 mol of diethylaluminum chloride (DEAC) is added to one monomer. It added so that it might become a density | concentration and 48 molar concentration of 1, 3- dichloro- 2-propanol (dcPrOH) (A liquid). On the other hand, tri (tridecyl) ammonium molybdate was added to the monomer so as to have a concentration of 10 mmol, and 6% vinyl norbornene was added (liquid B). These A liquid and B liquid were stored in A tank and B tank, respectively. The alkoxylation ratio of these reaction stock solutions was 1.1, and the gel time ratio (t '/ t) was 6 because t was about 30 seconds and t' was about 180 seconds.
[0101]
By flowing hot water through the heat medium flow path 82 (see FIG. 5) mounted inside the cast aluminum
[0102]
Next, liquid A and liquid B having the same volume of 25 ° C. from the tank are mixed and injected into the cavity of the mold, and after about 10 minutes, a manhole made of a reaction injection molded body is used. The
[0103]
The outer diameter of the
[0104]
The minimum thickness t1 of the
[0105]
Furthermore, four
[0106]
When the surface in contact with the
[0107]
Further, when 100 shots were molded and the variation of the thickness of the molded product (design value: 6 mm) was examined, it was confirmed that the absolute value was within 0.5 mm and the production yield was good.
[0108]
Furthermore, using this
[0109]
In the impact resistance test, a manhole cover was placed on a test bench, and a steel spherical weight having a weight of 1 kg was dropped from the position of 1 m height at the center of the manhole cover. In this example, no damage was observed.
[0110]
Example 2
The
[0111]
Except for the different texture pattern, reaction injection molding was performed in the same manner as in Example 1, and the manhole cover made of the reaction injection molded body was taken out from the mold.
[0112]
When the surface in contact with the
[0113]
Further, when 100 shots were molded and the variation of the thickness of the molded product (design value: 6 mm) was examined, it was confirmed that the absolute value was within 0.5 mm and the production yield was good.
[0114]
In the load resistance test and the impact resistance test, the same results as in Example 1 were obtained.
[0115]
Example 3
The
[0116]
Except for the different texture pattern, reaction injection molding was performed in the same manner as in Example 1, and the manhole cover made of the reaction injection molded body was taken out from the mold. It was confirmed that the grain-
[0117]
Further, when 100 shots were molded and the variation of the thickness of the molded product (design value: 6 mm) was examined, it was confirmed that the absolute value was within 0.5 mm and the production yield was good.
[0118]
Furthermore, the same results as in Example 1 were obtained in the load resistance test and the impact resistance test.
[0119]
Example 4
Except for using a mold on which no wrinkle pattern transfer surface was formed, reaction injection molding was performed in the same manner as in Example 1, and after molding a manhole cover, the surface of the manhole cover was subjected to sandblasting, A wrinkle pattern was formed.
[0120]
The conditions for sandblasting are glass beads having a particle size of 100 μm as the projection material, a spray angle of 45 degrees, and an air pressure of 2.5 kgf / cm.2Met. When the surface of the obtained molded body was observed, it was confirmed that a textured pattern like ground glass was formed, and it became difficult to slip.
[0121]
Further, the same results as in Example 1 were obtained in the production yield, load resistance test and impact resistance test.
[0122]
Comparative Example 1
Except that the set temperature of the
[0123]
When the surface of the molded body on the second mold side was observed, fine bubbles of 0.1 to 0.5 mm were observed within an area of 10 cm square, no good transfer was performed, and no wrinkle pattern was formed. Further, when 100 shots were molded and the variation of the thickness of the molded product (design value: 6 mm) was examined, the absolute value was 2.0 mm.
[0124]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a manhole cover that is light and easy to handle, has low noise, and has sufficient mechanical strength required as a manhole cover. Moreover, since the embossed pattern is formed in the upper surface of the manhole cover based on this invention, the slip on the upper surface of a manhole cover can be prevented effectively. In addition, the beauty of the manhole cover is improved. Furthermore, according to the method of the present invention, a manhole cover having such a textured pattern can be realized extremely easily and at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a manhole cover according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line II-II shown in FIG.
FIG. 3 (A) is a plan view of a textured texture pattern formed on a manhole cover, and FIG. 3 (B) is a cross-sectional view of an essential part along line BB shown in FIG. 3 (A).
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a mold apparatus.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a principal part showing an inner peripheral surface of a cavity of a mold.
6A is a plan view of a skin-like texture pattern according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a cross-sectional view along the line BB shown in FIG. 6A. FIG.
FIG. 7 is a plan view of a fabric-like texture pattern.
FIG. 8 is a plan view of a grainy texture pattern.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of a grain-like grain pattern.
FIG. 10 (A) is a plan view showing a half of a manhole cover according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 (B) is a schematic sectional view taken along line BB of FIG. 10 (A). is there.
[Explanation of symbols]
2,2A ... Manhole cover
2a ~ 2e ... grain pattern
4, 4A ... Thick part
6, 6A ... Flange
8,8A ... Lid body
14 ... Ribs
20 ... Convex
22 ... Drainage groove
Claims (2)
キャビティ内周面にシボ模様転写面が形成された第2金型の温度を第1金型の温度よりも高い状態で、金型装置のキャビティ内に反応原液を注入し、反応射出成形を行い、第2金型に接触するマンホール蓋の上面にシボ模様を成形する際に、金型装置のキャビティ内への反応原液の注入開始から反応が急激に進んで生成樹脂の表面よりわずかに白煙が上がるまでの時間t’と、反応原液の注入開始から充填完了までの充填時間tとの比であるゲルタイム比(t’/t)を、1.5〜20とすることを特徴とするマンホール蓋の製造方法。Using a mold apparatus having a first mold and a second mold,
The reaction stock solution is injected into the cavity of the mold apparatus in a state where the temperature of the second mold having the textured transfer surface formed on the inner peripheral surface of the cavity is higher than the temperature of the first mold, and the reaction injection molding is performed. When forming a wrinkle pattern on the upper surface of the manhole cover in contact with the second mold, the reaction proceeds rapidly from the start of the injection of the reaction stock solution into the cavity of the mold apparatus, and slightly white smoke from the surface of the generated resin The manhole is characterized in that the gel time ratio (t ′ / t), which is the ratio of the time t ′ until the time of rise to the filling time t from the start of injection of the reaction stock solution to the completion of filling, is 1.5-20 A method for manufacturing a lid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25789497A JP3893689B2 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Manhole cover and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25789497A JP3893689B2 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Manhole cover and manufacturing method thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1181361A JPH1181361A (en) | 1999-03-26 |
JP3893689B2 true JP3893689B2 (en) | 2007-03-14 |
Family
ID=17312674
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25789497A Expired - Fee Related JP3893689B2 (en) | 1997-09-05 | 1997-09-05 | Manhole cover and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3893689B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020243290A1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Hubbell Incorporated | Utility cover |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1657177A1 (en) * | 2004-11-11 | 2006-05-17 | Crown Packaging Technology, Inc | Self-Venting closure |
JP5127336B2 (en) * | 2007-07-19 | 2013-01-23 | クボタシーアイ株式会社 | Lid or manhole cover |
JP5972143B2 (en) * | 2011-11-21 | 2016-08-17 | アロン化成株式会社 | Lid |
DE102012108392A1 (en) * | 2012-09-10 | 2014-05-28 | ACO Severin Ahlmann GmbH & Co Kommanditgesellschaft | cover |
US10265890B2 (en) * | 2015-04-10 | 2019-04-23 | Channell Commercial Corporation | Method of manufacturing a thermoset polymer utility vault lid |
US10358285B2 (en) | 2015-04-10 | 2019-07-23 | Channell Commercial Corporation | Thermoset polymer utility vault lid |
GB2567167B (en) * | 2017-10-04 | 2021-12-08 | Clark Drain Ltd | Plastic moulded man hole cover and method |
CN112081138B (en) * | 2019-06-13 | 2024-09-13 | 中国华西企业有限公司 | Light-transmitting and self-luminous integrated manhole cover and manufacturing method thereof |
KR102568603B1 (en) * | 2021-12-03 | 2023-08-22 | 한국가로수보호 주식회사 | Non-slip manhole cover having two stage square projection member on the surface |
-
1997
- 1997-09-05 JP JP25789497A patent/JP3893689B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020243290A1 (en) * | 2019-05-31 | 2020-12-03 | Hubbell Incorporated | Utility cover |
US11466423B2 (en) | 2019-05-31 | 2022-10-11 | Hubbell Incorporated | Utility cover |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1181361A (en) | 1999-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3893689B2 (en) | Manhole cover and manufacturing method thereof | |
CA2951820C (en) | Liquid formulation for reaction injection molding and manufacturing method thereof | |
JP5681837B2 (en) | Reaction injection molding liquid, reaction injection molding production method and reaction injection molding | |
JPH0369322A (en) | Manufacture of composite molding | |
JP2008163105A (en) | Mixture solution, manufacturing method of reaction injection-molded item and reaction injection-molded item | |
KR100645854B1 (en) | Method and apparatus of reactive polymerization formation | |
JPH1181358A (en) | Manhole cover | |
JP3767134B2 (en) | Reaction injection molding method | |
JP2008006590A (en) | Reaction injection molding method | |
JPH10272649A (en) | Reactive injection molded item with texture pattern, manufacture thereof, and die device | |
JP4211146B2 (en) | Manufacturing method of composite molded product | |
JP3661319B2 (en) | Resin molded body in which nut is insert-molded and method for manufacturing the same | |
JP2004106210A (en) | Mold for manufacturing painted molded article and method for producing painted molded article | |
JP3521617B2 (en) | Method for producing reaction injection molded article and mold apparatus | |
JP2009029865A (en) | Blending liquid for reaction injection molding, method for producing reaction injection-molded article, and reaction injection-molded article | |
JPH09300384A (en) | Manufacture of reactive injection molded product and mold apparatus | |
JP2000319556A (en) | Paint for resin molded article, resin molded article having coating film using the paint, and coating method | |
JPH11262923A (en) | Reactive polymerization molding method | |
JP2011246549A (en) | Catalyst liquid, compound liquid, norbornene resin molding, and its molding method | |
JP4432265B2 (en) | Manufacturing method of molded body | |
JP3555331B2 (en) | Manufacturing method and mold device for reaction injection molded article having opening | |
JPH11226974A (en) | Method for reactive polymerization molding and reactive polymerization molded body | |
JP2007313395A (en) | In-mold coating method and coated molding | |
JPH09314596A (en) | Manufacture of reaction injection molded article | |
JPH1029228A (en) | Reaction injection molding method and mold apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040409 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060515 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060523 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060718 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061121 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |