JP6156976B2

JP6156976B2 - 側溝蓋の製造方法

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Publication number: JP6156976B2
Application number: JP2013045032A
Authority: JP
Inventors: 恵作山城; 丈博安岡; 治男西田
Original assignee: Kyushu Institute of Technology NUC
Current assignee: Kyushu Institute of Technology NUC
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-03-07
Also published as: JP2014173280A

Description

本発明は、側溝蓋の製造方法に関する。

道路、その中でも特に車両走行道路に設けられる側溝や、軌道に設けられる側溝等には、コンクリート製の側溝蓋、もしくはグレーチングと呼ばれる鋼材を格子状に組んだ側溝蓋が設置されている。
これらの側溝蓋は、例えば通行する車両の荷重に対する十分な強度がある反面、その重量が非常に大きく、設置や修復の際に作業性が悪い。
例えばコンクリート製の側溝蓋の場合、トラックのクレーン吊り具を使用して側溝蓋を上げ、また下げる等して、設置あるいは修復作業をしているが、取り扱いにくいので作業性が悪い。また、自動車等の輪が側溝蓋に乗り上げると、輪の動きに対応して側溝蓋が滑りあるいはがたつく、騒音を発生する等の問題点があった。また、例えば金属製グレーチングの場合、材料が高価である。またそのため盗難に遭いやすいのでグレーチング同士を連結させるなどの対策が取られているが、このことが作業性の低下を招いている。
なお、歩道に設けられる側溝蓋は、車両通行道路等に設けられる側溝蓋のような高強度化は求められないものの、重量物であることには変わりがなく、程度の差はあるにしても作業性の低下は避けることができない。

上記のような作業性の悪さを改善するためにプラスチック製の側溝蓋が開発されている。
プラスチック製の側溝蓋においては、比重の軽いプラスチックが水に浮いてしまうことを防止するために、金属性の補強筋を入れて複合成形したり（特許文献１）、コンクリートや砂利などの重量物を載せたり（特許文献３）、骨材を混和する（特許文献３）等の対策が取られている。
しかし、これらの方法はいずれも、プラスチックの最大の特徴である溶融成形による高い生産性のメリットを低下もしくは不可能にしてしまうという問題点があった。また、側溝蓋の適度の軽量化を図る上でも十分ではなかった。

特開平８−８１９９７号公報特開２０００−３４７０１号公報実開平３−２９５８２号公報

本発明が解決しようとする課題は、第一に、従来の側溝蓋は重量が大きいため設置等の作業性が悪い点であり、第二に、成形されたプラスチック製側溝蓋の生産性が低い点である。

本発明に係る側溝蓋の製造方法は、少なくとも８０質量％以上が長径１０００μｍ以下の竹粉末と熱可塑性プラスチックが竹粉末：熱可塑性プラスチック＝１０：９０〜８０：２０の質量比で配合される組成物を押出成形する側溝蓋の製造方法であって、
前記竹粉末の短径は１５０〜１μｍであり、前記側溝蓋には、平行配置された複数条の断面矩形の中空部が形成され、該中空部の少なくとも１条には重量化を図る金属部材が延設されている。

本発明に係る側溝蓋の製造方法において、溝枠の縁部と接する側溝蓋本体の両端部に該溝枠の縁部に係合するように金属ガイド部を設けるのが好ましい。

また、本発明に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋は、内部に中空部を有することを特徴とする。

また、本発明に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋は、溝枠の縁部と接する方向に延設される少なくとも１条の中空部を有し、該中空部の少なくとも１条に延設される金属部材を有することを特徴とする。

本発明に係る側溝蓋の製造方法は、少なくとも８０質量％以上が長径１０００μｍ以下の竹粉末と熱可塑性プラスチックが竹粉末：熱可塑性プラスチック＝１０：９０〜８０：２０の質量比で配合される組成物を押出成形するので、側溝蓋の設置等の作業性が良好であり、また、成形された熱可塑性プラスチック製側溝蓋の生産性が高い。

また、本発明に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋が、側溝蓋本体と該側溝蓋本体に接合され、溝枠の縁部と接する該側溝蓋本体の両端部に該溝枠の縁部に係合するように設けられる金属ガイド部からなる場合、側溝蓋を溝枠により確実に固定することができる。

また、本発明に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋は、内部に中空部を有するので、側溝蓋をより軽量化することができる。

また、本発明に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋は、溝枠の縁部と接する方向に延設される少なくとも１条の中空部を有し、該中空部の少なくとも１条に延設される金属部材を有するので、側溝蓋の強度の向上が図れる。

図１は、本発明の実施の形態の第一の例に係る側溝蓋の構造を説明するための図である。図２は、本発明の実施の形態の第二の例に係る側溝蓋の構造を説明するための図である。図３は、本発明の実施の形態の第三の例に係る側溝蓋の構造を説明するための図である。

本発明の実施の形態について説明する。

まず、本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法について説明する。
本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法は、少なくとも８０質量％以上が長径１０００μｍ以下の竹粉末と熱可塑性プラスチックが竹粉末：熱可塑性プラスチック＝１０：９０〜８０：２０の質量比で配合される組成物を押出成形する。

少なくとも８０質量％以上が長径１０００μｍ以下の竹粉末は、適宜の方法で得ることができるが、原料の竹を過熱水蒸気で処理した後に粉砕することで、より好適に得ることができる。
原料の竹の種類は特に限定するものではなく、例えば、マダケ、モウソウチク(孟宗竹)、ハチク等が挙げられる。得られる竹粉末は、セルロース繊維を主成分とし、セルロース繊維以外に、リグニン粉末やセルロース成分とリグニン成分両者の結合した粉末成分等の竹由来成分が含まれていてもよい。
竹粉末の長径（繊維長）は、倍率を調整可能な顕微鏡観察で得られた１ｃｍ×１ｃｍ画像中の竹粉末について直接測定して得る。長径１０００μｍ以下の質量％は、長径と質量が実質的に比例関係にあることに基づいて、長径の累積頻度％を測定して、これを質量％と置き換える方法により得る。
このような竹粉末は、約４０ＭＰａ以上の引張強度を有するので熱可塑性プラスチック成形体の強化材料として好ましい。また、竹粉末の見かけ比重（嵩比重）は約１．３程度であるので熱可塑性プラスチック成形体の重量を増すのに寄与する。また、熱可塑性プラスチック成形体の強化材料として再生可能資源である竹粉末を用いることで、側溝蓋製造に伴う炭酸ガス発生の抑制に寄与する。

竹粉末の長径の下限は特にないが、１０μｍ以上であることが好ましく、５０μｍ以上であることがより好ましい。長径が極端に小さいと、後で説明するように、熱可塑性プラスチックに配合して押出成形したときに押出方向への十分な配向性が得られないおそれがある。
竹粉末の長径は、１０００μｍを超えると成形体中に竹粉末を均一に分散することが困難になるおそれがある。竹粉末の長径は、５００μｍであることがより好ましい。
なお、竹粉末の短径（繊維径）は、１５０〜１μｍであることが好ましく、１００〜１０μｍであることがより好ましい。
長径１０００μｍ以下の竹粉末の比率が８０質量％未満であると、溶融成形時に成形機のシリンダー内部に設置されたスクリーンに目詰まりを起こすおそれがある。長径１０００μｍ以下の竹粉末の比率の上限は特にないが、できるだけ大きいことが好ましい。

熱可塑性プラスチックは、押出成形により良好な成形性を得るうえで好ましい。熱可塑性プラスチックであれば特に制限なく用いられるが、資源循環の点から、家電リサイクル法、自動車リサイクル法、容器包装リサイクル法などの法律に基づき回収分別された熱可塑性プラスチック組成物が好適に用いられる。具体的には、ポリプロピレンを主体とする組成物、ＡＢＳ樹脂やＡＳ樹脂などのスチレン系熱可塑性プラスチック組成物、およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系組成物である。さらに、コンパクトディスクなどに用いられるポリカーボネート系組成物も好ましく用いられる。なお、熱可塑性プラスチックとして、回収分別品をリサイクルすることで、側溝蓋製造に伴う炭酸ガス発生の抑制に寄与する。

竹粉末：熱可塑性プラスチック＝１０：９０〜８０：２０の質量比とすることで、成形体の十分な機械強度および適度に重い重量を得ることができる。
竹粉末の比率が全体の１０質量％未満であると、成形体の機械強度や重量および比重が不足するおそれがある。なお、側溝からから水が溢れるときに側溝蓋ががたつき、あるいは流出するおそれを確実に回避する観点からは、成形体をこれに抗することができる重量、言い換えれば成形体の比重を少なくとも１以上とすることが好ましい。一方、竹粉末の比率が全体の８０質量％を超えると、竹粉末間の隙間を熱可塑性樹脂が十分に充填することができなくなり、機械強度が不足するおそれがある。

押出成形法は、成形材料を円筒状の加熱シリンダ（バレル）に入れ、回転するスクリューで溶融、混練し、ダイ（ダイスともいう。）から押し出して成形する方法である。押出成形法によれば、流動性に劣る竹粉末が強制的に流動方向に配向させられ、この配向状態が、成形体の配向方向への熱変形を抑制し、成形体に寸法安定性を付与する。また、竹粉末の配向は、成形体の曲げ応力に抗するため、側溝蓋の機械的強度の向上に寄与する。

押出成形の条件は、用いる熱可塑性樹脂の種類や成形品として得られる側溝蓋の形状等によって異なるが、例えば、加熱シリンダおよびダイの温度については熱可塑性樹脂の融点もしくはガラス転移温度＋１０〜＋１００℃に設定する。

製造される側溝蓋の形状は、適宜のものであってよい。例えば、平板状や側溝の幅方向に対して下向きに凸状に形成し、いわゆる上蓋式側溝に架け渡し、あるいは、いわゆる落ち蓋式側溝の溝枠の段差状に形成された縁部に落とし込むように固定することができる（図１〜３参照）。
なお、側溝蓋には、排水用の円形孔が付与されることも好適な態様である。円形孔の直径が５〜５０ｍｍであることが子供の靴が嵌る危険性がなくて好ましい。また、円形孔の総面積が蓋上面積の１〜３０％、好ましくは３〜２０％を占めることが、効果的な排水を可能とする。なお、この円形孔は、真円である必要はなく、溶融成形性に応じて楕円体であることも好適に選択可能である。
また、側溝蓋の表面には、滑り止め用の模様が付与されることも好適な態様である。滑り止めの機能を有するものであれば特に限定されないが、好適には、粗面模様、線状模様、円形模様、多角形模様などが単独もしくは組み合わされて側溝蓋の上表面上に凹凸模様として付与される。また、側溝蓋の上表面をサンドペーパーなどで削り、滑り止めの効果を高めてもよい。

以上説明した本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋は、設置等の作業性が良好であり、また、成形された熱可塑性プラスチック製側溝蓋の生産性が高い。また、側溝蓋は、歩道に設けられる側溝用として特に好ましい。

つぎに、本実施の形態に係る側溝蓋について説明する。

図１に例示する本実施の形態の第一の例に係る側溝蓋１０は、本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋本体１２と側溝蓋本体１２に接合され、溝枠Ａの縁部Ａ１と接する側溝蓋本体１２の両端部に溝枠Ａの縁部Ａ１に係合するように設けられる金属ガイド部１４からなる。

金属ガイド部１４は、１つの側溝蓋本体１２に個別に対応して１対となるように設けてもよく、また、図１のように、複数の側溝蓋本体１２に対して１つ設けてもよい。複数の側溝蓋本体１２に対して１つ設けることにより複数の側溝蓋本体１２を一体として取り扱うことができるので、側溝蓋１０を溝枠Ａに取り付け、あるいは取り外す際の作業性が向上する。

金属ガイド部１４の材料は特に限定するものではなく、適宜の金属を用いることができる。
金属ガイド部１４と側溝蓋本体１２の接合は、接着法その他適宜の方法で行うことができるが、ねじ止め方法を用いると簡易でかつ確実に接合することができる。

本実施の形態の第一の例に係る側溝蓋１０は、本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋と同様の効果を得ることができるとともに、金属ガイド部１４が溝枠Ａの縁部Ａ１に係合するように設けられるため、金属ガイド部１４の重量を所望の程度に調整することで、側溝蓋１０が風その他の外力を受けても飛んだりがたついたりすることがない適度の重量化を図ることができる。このとき、いわゆる上蓋式側溝の溝枠Ａの段差状に形成されていない縁部Ａ１に側溝蓋１０を確実に固定することができる。

図２に例示する本実施の形態の第二の例に係る側溝蓋１０ａは、本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋であって、内部に中空部１６を有する。
中空部１４は、例えば異形押出金型用ダイを用いて押出成形することで好適に得ることができる。

本実施の形態の第二の例に係る側溝蓋１０ａは、本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋と同様の効果を得ることができるとともに、側溝蓋を適度に軽量化することができ、側溝蓋の設置等の作業性がより良好となる。
なお、図２では側溝蓋をいわゆる上蓋式側溝に架け渡すものを示しているが、これに限らず、いわゆる落ち蓋式側溝の溝枠の段差状に形成された縁部に落とし込むようにして固定することができることは勿論である。

図３に例示する本実施の形態の第三の例に係る側溝蓋１０ｂは、本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋であって、溝枠Ａの縁部Ａ１と接する方向に延設される少なくとも１条の中空部１６ａを有し、中空部１６ａの少なくとも１条に延設される金属部材１８を有する。

複数条の中空部１６ａは、異形押出成形により好適に得ることができる。
1条または複数条の中空部１６ａの少なくとも１条に延設される金属部材１８の材料は特に限定するものではなく、適宜の金属を用いることができる。安価な鋼材を用いてもよく、また、耐久性を確保するとともに重量を適度に制限する観点からアルミニウム合金等を用いてもよい。
金属部材１８は、棒状、角棒状、L型、円筒型、角筒型、Σ型等の適宜の形状とすることができる。

本実施の形態の第三の例に係る側溝蓋１０ｂは、本実施の形態例に係る側溝蓋の製造方法により製造される側溝蓋と同様の効果を得ることができるとともに、中空部１６ａに金属部材１８を延設することで、風その他の外力を受けても飛んだりがたついたりすることがない適度の重量化を図ることができ、さらに車両の重量に耐えうる機械強度を付与することができる。また、このとき、側溝蓋１０ｂの金属部材１８を溝枠Ａの縁部Ａ１に乗る位置まで延設すると、より好ましい。

１０、１０ａ、１０ｂ側溝蓋
１２側溝蓋本体
１４金属ガイド部
１６、１６ａ中空部
１８金属部材

Claims

少なくとも８０質量％以上が長径１０００μｍ以下の竹粉末と熱可塑性プラスチックが竹粉末：熱可塑性プラスチック＝１０：９０〜８０：２０の質量比で配合される組成物を押出成形する側溝蓋の製造方法であって、
前記竹粉末の短径は１５０〜１μｍであり、前記側溝蓋には、平行配置された複数条の断面矩形の中空部が形成され、該中空部の少なくとも１条には重量化を図る金属部材が延設されていることを特徴とする側溝蓋の製造方法。
請求項１記載の側溝蓋の製造方法において、溝枠の縁部と接する前記側溝蓋を構成する側溝蓋本体の両端部に該溝枠の縁部に係合するように金属ガイド部を設けることを特徴とする側溝蓋の製造方法。