JP6288500B2 - 熱可塑性樹脂製プレートの積層方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂製プレートを異種材に積層する方法に関するものである。

一般に、薬品プラント、半導体製造装置、バイオ関連などの化学分野、そのほか上下水道、農業用水、食品分野、水産業などに使用されるコンクリート製、または金属製のタンクは、その壁面に防水処理、または薬液や産業排水等による腐食や損傷を抑制するために、ライニングシートが貼設され積層構造が形成されている。

このようにライニングシートを積層する際の方法として、例えばコンクリート壁に合成樹脂製の漏水防止シートをその上からアンカー打ち込みにより固定し、露出したアンカーの頭部とその周囲を、合成樹脂の加熱溶融物にて被覆する方法が先に提案されている（特許文献１参照。）。また例えば、コンクリート造躯体に防蝕パネルをアンカーボルトで固定し、露出したボルト頭部にキャップでカバーする方法（特許文献２参照）、座面が熱可塑性樹脂で被覆された皿ネジで、躯体に防水部材を固定し、熱可塑性樹脂と防水部材を溶剤融着または熱融着させる方法（特許文献３参照）が先に提案されている。

特開平１０−２８０７２４号公報 特開２００１−２２０８１１号公報 特開２００６−２９１６３８号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載された方法では、漏水防止シート、または防蝕パネルの表面をアンカーボルトの頭部により挟持して固定しているため、漏水防止シート、または防蝕パネルとコンクリート壁という積層構造同士の接合強度が弱いという問題があった。また、漏水防止シート、または防蝕パネルの表面に突出したアンカーボルトの頭部とその周囲を、加熱溶融物、またはキャップで被覆しているため、仕上がり面が平坦とならず、流体の流れの邪魔となり、ゴミがたまることもあり、さらに、見栄えが悪いという問題もあった。引用文献３に記載された方法においても、皿ネジの座面を防水部材に溶剤融着または熱融着させる構造としているため、皿ネジと防水部材との接合が弱く、皿ネジ頭部が防水部材の表面に突出するため仕上がり面が平坦とならなかった。さらに、シート表面に突出したボルト頭部や皿ネジ頭部を被覆材で被覆するため、シートと被覆材の密着性が乏しく、すなわち、シール性が不足するという問題があった。

本発明は、上記のような従来技術の課題に鑑みなされたものであり、熱可塑性樹脂製プレートを異種材の表面に積層する際に、積層される異種材同士の接合強度、及びシール性を向上させることができる熱可塑性樹脂製プレートの積層方法を提供することを目的とする。

このため本発明は、熱可塑性樹脂製プレートを該熱可塑性樹脂製プレートと異なる材質の母材に積層する方法において、前記母材にアンカー部材を固定し、前記熱可塑性樹脂製プレートに前記母材に向かって縮径する開口部を設け、前記アンカー部材が前記開口部から露出した状態で前記熱可塑性樹脂製プレートを母材に積層させ、露出したアンカー部材の周囲に前記熱可塑性樹脂製プレートと同材質の溶融樹脂を充填させ前記熱可塑性樹脂製プレートと前記母材を固定する固定点を有することを第１の特徴とする。

また、熱可塑性樹脂製プレートを該熱可塑性樹脂製プレートと異なる材質の母材に積層する方法において、前記母材にアンダーカット部を形成し、前記熱可塑性樹脂製プレートに前記母材に向かって拡径する開口部を設け、前記アンダーカット部が前記開口部から露出した状態で前記熱可塑性樹脂製プレートを前記母材に積層させ、前記アンダーカット部の内部、かつ周囲に前記熱可塑性樹脂製プレートと同材質の溶融樹脂を充填させ前記熱可塑性樹脂製プレートと前記母材を固定する固定点を有することを第２の特徴とする。

さらに、前記母材が金属製であることを第３の特徴とし、前記母材がコンクリート製であることを第４の特徴とする。またさらに、任意の前記固定点と該固定点の最近傍に位置する複数の他の前記固定点との距離が互いに等しくなるように前記固定点を配列することを第５の特徴とし、配列された前記固定点同士を結ぶ直線を１辺とする正方形の頂点に前記固定点を形成することを第６の特徴とし、前記正方形の対角線の交点に前記固定点を形成することを第７の特徴とする。

本発明は、以下の優れた効果を有する。
（１）熱可塑性樹脂製プレートと金属製、またはコンクリート製の母材をアンカー部材、及び溶融樹脂を介して接合するため、積層構造となる異種材同士の接合を強固とすることができる。
（２）アンカー部材の周囲に溶融樹脂を充填するため、平坦な仕上がり面を得ることができる。また、仕上がり面に突出した箇所がないため、タンクなどの内容量をアップさせることができる。さらに、流体の流れを妨げず、ゴミなどがたまる心配もなく、清掃も簡単にできる。
（３）充填する溶融樹脂と熱可塑性樹脂製プレートは同材質であるため、密着性が良く、すなわちシール性を向上させることができる。
（４）母材に雌ネジ部、もしくは開孔部を形成した際には、アンカー部材が不要となるため、施工性を向上させる上に、コストを低廉化することができる。
（５）母材と熱可塑性樹脂製プレートという異種材による積層構造であるため、熱可塑性樹脂製プレートが老朽化した際に、熱可塑性樹脂製プレートだけを更新することが可能となる。

本発明の第一の実施形態における施工手順を示す断面図である。 本発明の第一の実施形態におけるアンカー部材の一例を示す（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。 本発明の第一の実施形態におけるアンカー部材の他例を示す（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。 本発明の第二の実施形態における施工手順を示す断面図である。 本発明の第二の実施形態における母材の加工例を示す断面図である。 本発明の第三の実施形態における施工手順を示す平面図である。 本発明の第三の実施形態におけるアンカー部材を示す斜視図である。 本発明の第三の実施形態におけるアンカー部材を示す斜視図である。 本発明の第四の実施形態における施工手順を示す断面図である。 本発明の実施形態におけるタンクを示す斜視図である。

最初に本発明の第一の実施形態における積層方法について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、第一の実施形態における施工手順を示す断面図である。図２は、アンカー部材３の一例を示す（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図であり、図３は、アンカー部材３の他例を示す（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。

本発明の第一の実施形態では、まず図１（ａ）に示すように、金属製母材２にアンカー部材３を溶接して固定し、アンカー部材３を露出させた状態でアンカー部材３の周囲に熱可塑性樹脂製プレート１を仮止めする。熱可塑性樹脂製プレート１の仮止め方法は、接着剤、もしくは両面テープを用いて母材２に貼着するほか、クランプ等の工具で挟むなど様々な手法を用いることができる。図１の（ａ）においては、アンカー部材３と対応する位置の熱可塑性樹脂製プレート１に、予めテーパ面１２を有する円形状の開口部１１を設けてアンカー部材３を露出させている。

熱可塑性樹脂製プレート１は、熱可塑性樹脂であれば、とくに限定されるものではない、さらには、同種の樹脂に対して熱融着可能であるものが好ましい。このような熱可塑性樹脂として、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、又はポリオキシメチレンなどがあげられる。母材２は金属製としているが熱可塑性樹脂製プレート１よりも高強度でタンクなどの構造材としてしようできるものならよく、金属またはコンクリートが適用される。さらに、金属の材質は、鋳鉄、鋳鋼、炭素鋼、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス、チタンなど強度上問題のないものであれば特に限定されない。また、母材２が金属であれば施工完成時やメンテナンス時に放電式の検査機器でピンホールや亀裂などの検査が行える。

アンカー部材３の形状は、一例として図２に示すように、矩形金属板の中央部に円形の開口部３１を設け、縁部を折曲して溶接部３２を設けて側面視がコの字状となるように構成され、図１（ａ）に示すように、溶接部３２が母材２に溶接され、コの字状の内側の空間に溶融樹脂５が充填される。また、他例としては、図３に示すように、金属板に凸凹面を連続して形成し、凸部３４に長穴３３を設けて構成され、凹部３５が母材２に溶接され、凸部３４の背面側の空間に溶融樹脂５が充填される。アンカー部材３は、母材２と溶接される溶接箇所と、溶融樹脂５が入り込む空間を有する形状であれば何れの形状でも使用することができ、本実施の形態に限定されるものではない。また、アンカー部材３の固定方法は溶接としているが、リベット、ボルトによる固定などでもよい。アンカー部材３の材質は、母材２と同材質が好ましいが、熱可塑性樹脂製プレート１より高強度で母材２と固定できるものであればよく熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂やこれらの樹脂を繊維強化したものでも金属の金具でもよい。金属の場合は鋳鉄、鋳鋼、炭素鋼、銅、銅合金、真鍮、アルミニウム、ステンレス、チタンなど強度上問題のないものであれば特に限定されない。さらに、アンカー部材３が金属の場合、検査やメンテナンスの時などにピンホールや亀裂などの不具合も放電式の検査機器で確認することができる。

図１（ｂ）に示すように、開口部１１に溶融樹脂５を押出溶接機４により流し込み、図１（ｃ）に示すように、開口部１１に溶融樹脂５を充填し、溶融樹脂５が固化することで、母材２上に熱可塑性樹脂製プレート１を一体構造となるよう積層させる。溶融樹脂５は、アンカー部材３の開口部３１、または溶接部３２が設けられていない側面側を介してアンカー部材３の内側に流入し、アンカー部材３を溶融樹脂５内に包含して固化するため、母材２に溶接されたアンカー部材３を介して、熱可塑性樹脂製プレート１を強固に固定することが可能となる。尚、開口部１１のテーパ面１２は、母材２側に向かって縮径しているが、例えば、開口部１１にテーパ面１２を設けず形成し、施工性を簡便化させるほか、母材２側に向かって拡径したテーパ面１２を設け、固化した溶融樹脂５が離脱しにくいアンダーカット構造とすることも可能であり、開口部１１の形状は、本実施の形態に限定されるものではない。

押出溶接機４は、上述した熱可塑性樹脂に熱を加え流動状の溶融樹脂５とし、溶融樹脂５を目的部位に押し出すことのできる装置（商品名；ウエルドプラストＳ２、株式会社ライスター・テクノロジーズ社製）を使用した。さらに、本装置は熱風を吹き出して熱可塑性樹脂製プレート１、母材２、アンカー部材３を温めることにより溶融樹脂５が流れやすくなり充填しやすくなる。

以上のように、本発明の第一の実施形態は、例えばタンクなどの平面部の平面状の金属製母材２に熱可塑性樹脂製プレート１をアンカー部材３及び溶融樹脂５により一体化させた熱可塑性樹脂製プレート１の施行方法を示す。尚、母材２がコンクリート製の場合には、アンカーボルトを母材２に打設し、アンカーボルトの先端に上記したアンカー部材３を溶接することで、母材２と異種材の熱可塑性樹脂製プレート１を母材２に積層させることが可能である。

次に、本発明の第二の実施形態における積層方法について、図４、及び図５を参照して説明する。図４は、第二の実施形態における施工手順を示す断面図であり、図５は、第二の実施形態における母材２の加工例を示す断面図である。尚、第一の実施形態と同一の箇所には同一の符号を付し、以下では第一の実施形態との相違点を主に説明する。

本発明の第二の実施形態では、図４（ａ）に示すように、金属製母材２に雌ネジ孔２１を形成し、雌ネジ孔２１を露出させた状態で雌ネジ孔２１の周囲に熱可塑性樹脂製プレート１を仮止めする。図４の（ａ）においては、雌ネジ孔２１と対応する位置の熱可塑性樹脂製プレート１に、予めテーパ面１２を有する円形状の開口部１１を設けて雌ネジ孔２１を露出させている。テーパ面１２は、母材２側に向かって拡径するよう形成される。

図４（ｂ）に示すように、開口部１１、及び雌ネジ孔２１に溶融樹脂５を押出溶接機４により流し込み、図４（ｃ）に示すように、開口部１１、及び雌ネジ孔２１を溶融樹脂５で充填し、溶融樹脂５を固化させて、母材２上に熱可塑性樹脂製プレート１を一体構造となるよう積層させる。溶融樹脂５は、熱可塑性樹脂製プレート１と融着して一体成型されるとともに、固化した際に雌ネジ孔２１と確実に係合するため、熱可塑性樹脂製プレート１と母材２を強固に係合させることができ、熱可塑性樹脂製プレート１と母材２の接合強度を向上させることができる。さらに万一、溶融樹脂５と熱可塑性樹脂製プレート１が融着されない場合においても、テーパ面１２を母材２側に向かって拡径させているため、固化した溶融樹脂５が熱可塑性樹脂製プレート１から離脱することを防止することができる。

以上のように、本発明の第二の実施形態は、平面状の金属製母材２に雌ネジ孔２１を形成する、いわゆるアンダーカット部を形成し、溶融樹脂５により熱可塑性樹脂製プレート１と母材２を係合させた熱可塑性樹脂製プレート１の施行方法を示す。尚、雌ネジ孔２１は、母材２を貫通しないよう形成されているが、貫通させて形成しても良い。よって、母材２に加工する雌ネジ孔２１は、例えば図５（ａ）に示すように、断面視の形状が、熱可塑性樹脂製プレート１側に向かって縮径するテーパ面２２を有する円錐、角錐形状、また例えば図５（ｂ）に示すように、断面視で開孔の中ほどに凹部２３を有し、径の異なる円柱、または角柱を組み合わせてなる形状、さらに例えば図５（ｃ）に示すように、断面視が段部２４を有し熱可塑性樹脂製プレート１側の径よりも母材２側の径が大きい円柱、または角柱形状であれば良く、固化した溶融樹脂５が母材２に対して係合され、かつ離脱しにくいアンダーカット形状であれば、いずれの形状でも施工するができる。本実施形態では金属製母材２に雌ネジ孔２１を形成していたが母材２はコンクリートであっても同様に適用できる。

例えば、タンクなどの平面部へ本発明の第一および第二の実施形態における熱可塑性樹脂製プレート１を、溶融樹脂５を充填して母材２に積層するために固定する固定点は複数配置する必要が生じる。その固定点の配置については、任意の固定点と固定点の最近傍に位置する複数の他の固定点との距離が互いに等しくなるように固定点を配列すると固定点同士を結ぶ直線を１辺とする正三角形または、正方形の頂点に固定点が形成される。正三角形または、正方形の格子状に固定点が配列されることで積層構造体に熱が加わった時に熱可塑性樹脂製プレート１の変形が少なく安定する。正方形の配列の場合は熱可塑性樹脂製プレート１の材質などにより必要に応じて正方形の対角線の交点に補助の固定点を追加してもよい。

次に、本発明の第三の実施形態における積層方法について、図６、及び図７を参照して説明する。図６は、本発明の第三の実施形態における施工手順を示す平面図であり、図７は、本発明の第三の実施形態におけるアンカー部材３を示す斜視図である。

本発明の第三の実施形態では、図６、図７に示すように、例えばタンクなどの角隅部の母材２に熱可塑性樹脂製プレート１を積層させる。母材２は金属製で、図７に示すように、母材２にアンカー部材３を溶接する。アンカー部材３は、細長い金属板の中央に複数の長穴３３が形成され、隣り合う長穴３３間の端辺に、長穴３３の半分の大きさの切欠き部３６が形成されている。長穴３３の両側辺は、溶接部３７で、図６に示すように、母材２の角隅部を形成する両辺に対して４５°の角度でアンカー部材３が母材２に溶接される。図６（ａ）に示すように、アンカー部材３が溶接された母材２の両辺には、熱可塑性樹脂製プレート１が仮止めされる。

図６（ｂ）に示すように、熱可塑性樹脂製プレート１同士の間隙１３を埋めて、溶融樹脂５を押出溶接機４により流し込み、図６（ｃ）に示すように、溶融樹脂５を固化させて、母材２上に熱可塑性樹脂製プレート１を一体構造となるよう積層させる。溶融樹脂５は、アンカー部材３の長穴３３、または切欠き部３６を介してアンカー部材３の内側に流入し、アンカー部材３を溶融樹脂５内に巻き込んで固化するため、母材２に溶接されたアンカー部材３を介して、熱可塑性樹脂製プレート１を強固に固定することが可能となる。

以上のように、本発明の第三の実施形態は、角隅部の金属製母材２に熱可塑性樹脂製プレート１をアンカー部材３及び溶融樹脂５により一体化させた熱可塑性樹脂製プレート１の施行方法を示す。尚、母材２がコンクリート製の場合には、コンクリート製母材２の角隅部にＬ字型の鋼材を打設し、この鋼材にアンカー部材３を溶接することで、積層させることが可能である。また、図８に示すように、上記実施例では角隅部における熱可塑性樹脂製プレート１の接合について説明しているが図３に示すアンカー部材３を利用し同様の施工方法で平面に熱可塑性樹脂製プレート１を接合することで積層が可能である。

次に、本発明の第四の実施形態における積層方法について、図９を参照して説明する。図９は、本発明の第四の実施形態における施工手順を示す断面図である。

本発明の第四の実施形態では、図９（ａ）に示すように、金属製、またはコンクリート製母材２の角隅部に雌ネジ孔２１を形成し、雌ネジ孔２１を露出させた状態で雌ネジ孔２１の両辺の母材２に熱可塑性樹脂製プレート１を仮止めする。熱可塑性樹脂製プレート１の仮止め方法は、接着剤、もしくは両面テープを用いて母材２に貼着するほか、クランプ等の工具で挟むなど様々な手法を用いることができる。

図９（ｂ）に示すように、雌ネジ孔２１、及び熱可塑性樹脂製プレート１間の間隙１３に溶融樹脂５を押出溶接機４により流し込み、図９（ｃ）に示すように、溶融樹脂５を固化させて、母材２上に熱可塑性樹脂製プレート１を一体構造となるよう積層させる。溶融樹脂５は、熱可塑性樹脂製プレート１と融着するとともに、固化した際に雌ネジ孔２１と確実に係合するため、熱可塑性樹脂製プレート１と母材２を強固に係合させることができ、熱可塑性樹脂製プレート１と母材２の接合強度を向上させることができる。

以上のように、本発明の第四の実施形態は、角隅部の母材２に雌ネジ孔２１を形成し、溶融樹脂５により熱可塑性樹脂製プレート１と母材２を係合させて積層する方法、及び積層構造を示す。尚、雌ネジ孔２１は、母材２を貫通しないよう設けられているが、貫通させて形成しても良い。

第一乃至第四の実施形態に示す積層方法は、例えば図１０に示すような、タンク６の母材２に熱可塑性樹脂製プレート１を積層させることができる。図１０においては、破線で示した箇所が夫々の積層方法を示す箇所であり、符号６１が第一の実施形態における積層方法を示す箇所であり、符号６２が第二の実施形態における積層方法を示す箇所であり、符号６３が第三の実施形態における積層方法を示す箇所であり、符号６４が第四の実施形態における積層方法を示す箇所である。また、タンク６の内面側に熱可塑性樹脂製プレート１を積層させるばかりでなく、タンク６の外面側に熱可塑性樹脂製プレート１を積層させることも可能である。

尚、本発明の要旨は、熱可塑性樹脂製プレート１を異種材の母材２に積層させ、アンカー部材３もしくはアンダーカット部、及び溶融樹脂５により、異種材間を接合させる方法である。よって、例えばアンカー部材３として六角ナットを用い、溶融樹脂５を充填する方法でも良く、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々変更を加えることができることは言うまでもない。また、上記実施例では角隅部における熱可塑性樹脂製プレート１の接合について説明しているが同様に平面で熱可塑性樹脂製プレート１を接合することで積層が可能である。

１ 熱可塑性樹脂製プレート
１１ 開口部
１２ テーパ面
１３ 間隙
２ 母材
２１ 雌ネジ孔
２２ テーパ面
２３ 凸部
２４ 段部
３ アンカー部材
３１ 開口部
３２ 溶接部
３３ 長穴
３４ 凸面
３５ 凹面
３６ 切欠き部
３７ 溶接部
４ 押出溶接機
５ 溶融樹脂
６ タンク
６１ 第一の実施形態における積層方法を示す箇所
６２ 第二の実施形態における積層方法を示す箇所
６３ 第三の実施形態における積層方法を示す箇所
６４ 第四の実施形態における積層方法を示す箇所

Claims (7)

1. 熱可塑性樹脂製プレートを該熱可塑性樹脂製プレートと異なる材質の母材に積層する方法において、前記母材にアンカー部材を固定し、前記熱可塑性樹脂製プレートに前記母材に向かって縮径する開口部を設け、前記アンカー部材が前記開口部から露出した状態で前記熱可塑性樹脂製プレートを母材に積層させ、露出したアンカー部材の周囲に前記熱可塑性樹脂製プレートと同材質の溶融樹脂を充填させ前記熱可塑性樹脂製プレートと前記母材を固定する固定点を有することを特徴とする熱可塑性樹脂製プレートの積層方法。
   
2. 
   熱可塑性樹脂製プレートを該熱可塑性樹脂製プレートと異なる材質の母材に積層する方法において、前記母材にアンダーカット部を形成し、前記熱可塑性樹脂製プレートに前記母材に向かって拡径する開口部を設け、前記アンダーカット部が前記開口部から露出した状態で前記熱可塑性樹脂製プレートを前記母材に積層させ、前記アンダーカット部の内部、かつ周囲に前記熱可塑性樹脂製プレートと同材質の溶融樹脂を充填させ前記熱可塑性樹脂製プレートと前記母材を固定する固定点を有することを特徴とする熱可塑性樹脂製プレートの積層方法。
   
3. 
   前記母材が金属製であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱可塑性樹脂製プレートの積層方法。
   
4. 
   前記母材がコンクリート製であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱可塑性樹脂製プレートの積層方法。
   
5. 
   任意の前記固定点と該固定点の最近傍に位置する複数の他の前記固定点との距離が互いに等しくなるように前記固定点を配列することを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂製プレートの積層方法。
   
6. 
   配列された前記固定点同士を結ぶ直線を１辺とする正方形の頂点に前記固定点を形成することを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂製プレートの積層方法。
   
7. 
   前記正方形の対角線の交点に前記固定点を形成することを特徴とする請求項６に記載の熱可塑性樹脂製プレートの積層方法。

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