(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノルボルネン系モノマーを反応射出成形して得られるポリノルボルネン系樹脂からなる略矩形状の防水パンであって、当該防水パンの外周辺に対して傾斜したリブが当該防水パンの裏面に格子状に形成されていることを特徴とする防水パン。
【請求項２】
前記防水パンの外周辺に対する前記リブの傾斜角が、３０゜以上６０゜以下であることを特徴とする請求項１記載の防水パン。
【請求項３】
金型の割面に形成されたゲートを通して、前記金型のキャビティに反応原液を注入し、反応射出成形法により成形体を製造する成形体の製造方法であって、
前記金型の割面に形成されたゲートの注入方向が、前記キャビティにより形成される成形体の裏面に対して略平行であり、
前記反応原液の前記ゲートからの注入方向に対して傾斜したリブが、前記成形体の裏面に形成されていることを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項４】
前記反応原液の注入方向に対する前記リブの傾斜角が、３０゜以上６０゜以下であることを特徴とする請求項３記載の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ユニットバスやシステムトイレなどに使用される防水パンなどの略矩形状の成形体に関し、特にノルボルネン系モノマーの反応射出成形（以下、単にＲＩＭともいう）により得られるポリノルボルネン系樹脂からなる成形体およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ユニットバスやシステムトイレなどの底面に用いられる防水パンとしては、従来より、シート状の不飽和ポリエステル樹脂成形材料（以下、ＳＭＣともいう）を圧縮成形法により形成するものや、繊維強化材を配合した熱硬化性プラスチック（以下、ＦＲＰともいう）を用いて成形するものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ＦＲＰは成形性に問題があり、防水パンの剛性を高めるためのリブを形成することが困難であるので、従来では木材などの補強材をＦＲＰで鋳括むことにより、防水パンを補強していた。このため、生産性が悪く、コストアップの原因となっていた。
【０００４】
一方、ＳＭＣにより形成された防水パンでは、リブを一体成形することが可能ではあるものの、成形時の充填性が悪く、しかもきわめて脆いので、幅が５ｍｍ程度の薄いリブを形成する場合には５０〜６０ｍｍ程度の高さが限界であり、これ以上高くすると、リブに欠けや割れが生じるという問題があった。また、ＳＭＣやＦＲＰの比重は１．８と大きいので、多数のリブを形成すると重量アップとなるという問題もあった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、剛性を高めるためのリブを容易にしかも一体的に形成することができる軽量の成形体およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の成形体は、ノルボルネン系モノマーを反応射出成形して得られるポリノルボルネン系樹脂からなる略矩形状の成形体であって、当該成形体の外周辺に対して傾斜したリブが当該成形体の裏面に格子状に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するために、本発明の成形体の製造方法は、金型のキャビティにゲートを通して反応原液を注入し、反応射出成形法により成形体を製造する成形体の製造方法であって、前記反応原液の前記ゲートからの注入方向に対して傾斜したリブが、前記成形体の裏面に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明の成形体は、ノルボルネン系モノマーを反応射出成形して得られるポリノルボルネン系樹脂からなるので、きわめて破壊し難く、衝撃性に優れ、成形性に富み、しかも軽量である。したがって、幅が５ｍｍ程度の薄いリブを形成する場合でも１００ｍｍ以上の高さのリブを容易に形成することができ、このようなリブを形成しても欠けや割れが生じるおそれがない。逆に、同等の剛性を得るためのリブを形成すると、ＦＲＰやＳＭＣに比べ、軽量化が達成できる。
【０００９】
さらに、本発明の成形体は、外周辺に対して傾斜したリブが当該成形体の裏面に格子状に形成されており、また本発明の成形体の製造方法では、反応原液のゲートからの注入方向に対して傾斜したリブが成形体の裏面に形成されているので、キャビティ内に注入された反応原液の流動性、換言すればキャビティ内への反応原液の拡散性が高まる。したがって、リブ部その他の充填不足や充填過多がなくなり、ボイド、割れおよび欠け等のない高品質の成形体を得ることができる。
【００１０】
したがって、本発明の成形体は、これらの特性をいかして例えば防水パンなどに好適である。
【００１１】
本発明の成形体において、成形体の外周辺に対するリブの傾斜角とは、略直交する隣接２辺のうちの何れか一方の外周辺と、リブの長手方向とのなす角度であって、鋭角側の角度と定義される。また、本発明の成形体の製造方法において、反応原液の注入方向に対するリブの傾斜角とは、反応原液の注入方向とリブの長手方向とのなす角度であって、鋭角側の角度と定義される。
【００１２】
この場合、前記成形体の外周辺に対する前記リブの傾斜角および前記反応原液の注入方向に対する前記リブの傾斜角は、３０゜以上６０゜以下、好ましくは４０゜以上５０゜以下、より好ましくは４５゜である。この傾斜角が適度に小さい場合又は適度に大きいと、反応原液の注入に対する抵抗が大きくなり、キャビティ内における反応原液の流動性、拡散性が低下させる場合がある。
【００１３】
また、本発明に係るリブの設定範囲は特に限定されず、成形体全体に形成しても良く、あるいは成形体の一部に形成することもできる。
【００１４】
本発明において、反応射出成形に際して好ましく使用するノルボルネン系モノマーは、例えば、ジシクロペンタジエンやジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエン等のノルボルネン環を有するシクロオレフィンである。
【００１５】
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、ノルボルネン系モノマーの塊状重合用触媒として公知のものが、特に制限はなく用いられ、例えば、六塩化タングステン、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モリブデン酸有機アンモニウム塩等が挙げられ、特にモリブデン酸有機アンモニウム塩が好ましい。
【００１６】
活性剤（共触媒）としては、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、有機スズ化合物等が挙げられる。
【００１７】
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Ａ液と、前記のノルボルネン系モノマーと活性剤とよりなるＢ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。反応射出成形に際しては、これらの２液をミキシングチャンバー内で混合し、次いで、この混合液を、金型のキャビティに注入し、塊状重合して、成形品を得る。
【００１８】
本発明の成形体は、特に防水パンに好適であり、ユニットバス、システムトイレ、洗面台やトイレを備えたシステムバスなど、各種システムに用いることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の成形体の一実施形態である防水パンを示す平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図、図３は図１の要部拡大平面図、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【００２０】
本実施形態の防水パン１０は、ユニットバスに用いられる防水パンであって、平面視において矩形状に形成され、浴槽３０を載置する浴槽パン１と、入浴者の洗い場となる洗い場パン２とから構成されている。この防水パン１０は、図２に仮想二点鎖線で示されるように、コンクリート床面５０にレベル調節用ボルト６０，６０，…を介して載置される。また、防水パン１０の外周縁部５には、ユニットバスの壁パネル７０が立設されている。
【００２１】
浴槽パン１の板厚は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、本実施形態では７ｍｍである。また、洗い場パン２の板厚は、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以上８ｍｍ以下であり、本実施形態では４ｍｍである。
【００２２】
図１に示すように、浴槽パン１および洗い場パン２の裏面には、防水パン１０自体の剛性を高めるためのリブ６，６，…が、当該防水パン１０の外周縁部５の外周辺５ａに対して３０゜〜６０゜、好ましくは４０゜〜５０゜、より好ましくは４５゜の角度をもって格子状に形成されている。ここでいう防水パンの外周辺５ａに対するリブ６の傾斜角とは、図３に示すように、略直交する隣接２辺５ａ，５ａのうちの何れか一方の外周辺５ａと、リブ６の長手方向とのなす角度であって、鋭角側の角度と定義される。
【００２３】
本実施形態の防水パン１０は、後述するように、ゲート８４（図５参照）が設けられる外周辺５ａに対して直角に反応原液が注入されるので、このようにリブ６を略４５゜に傾斜させることにより、反応原液がキャビティ８３内のリブ凹所に円滑に流入し、これによりキャビティ８３内全体に対する反応原液の拡散性が高まることとなる。
【００２４】
各リブ６，６，…の形状は特に限定されないが、図３に示す格子ピッチｄを、浴槽パン１については、３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であり、本実施形態では１００ｍｍとしている。また、洗い場パン２の格子ピッチｄについては、３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下、より好ましくは５０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下であり、本実施形態では５０ｍｍとしている。格子ピッチｄが３０ｍｍ未満であると、重量増加となる一方で剛性が過剰となるからである。また、格子ピッチｄが３００ｍｍより大きいと、充分な剛性を得ることができない。洗い場パン２のリブ６の格子ピッチｄを浴槽パン１のそれより小さくしているのは、浴槽パン１は一般面の板厚ａおよび浴槽３０の載置部８により、ある程度の剛性が確保できるのに対し、洗い場パン２は主としてリブ６によって剛性を高める必要があるからである。ただし、本発明の防水パン１０では、このような実施形態に限定されることはなく、浴槽パン１と洗い場パン２の各格子ピッチｄについて、必要に応じて適宜変更することができる。
【００２５】
図４に示す各リブ６，６，…の断面形状については、以下のように設定している。
まず、浴槽パン１のリブ６について、リブ基部の幅ｃは、３．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、本実施形態では５．８８ｍｍである。このリブ基部の幅ｃは、板厚ａとの関係で、ｃ／ａが、０．４以上１．５以下、より好ましくは０．５以上１．０以下であり、本実施形態では０．８４である。また、リブ先端部の幅ｆは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以上９ｍｍ以下であり、本実施形態では３ｍｍである。リブ６の高さｂは、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、本実施形態では４１ｍｍである。また、リブ６の高さｂとリブ基部の幅ｃとの関係ｂ／ｃは、０．５以上１０以下、より好ましくは１以上７以下であり、本実施形態では６．９７である。
【００２６】
一方、洗い場パン２のリブ６の断面形状について、リブ基部の幅ｃは、３．５ｍｍ以上１５ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、本実施形態では４ｍｍである。このリブ基部の幅ｃは、板厚ａとの関係で、ｃ／ａが、０．４以上１．７以下、より好ましくは０．５以上１．５以下であり、本実施形態では１．００である。また、リブ先端部の幅ｆは、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以上９ｍｍ以下であり、本実施形態では３ｍｍである。リブ６の高さｂは、１０ｍｍ以上１００ｍｍ以下、より好ましくは１５ｍｍ以上８０ｍｍ以下であり、本実施形態では１５ｍｍである。また、リブ６の高さｂとリブ基部の幅ｃとの関係ｂ／ｃは、０．５以上１０以下、より好ましくは１以上７以下であり、本実施形態では３．７５である。
【００２７】
また、洗い場パン２には、その表面に幅６ｍｍ程度の溝７ａと、その裏面にリブ７ｂを有する目じり部７が形成されている。
【００２８】
一方、浴槽パン１には、図２に仮想二点鎖線で示される浴槽３０が載置されるが、そのための載置部８が一般面より上方に隆起して形成されている。また、浴槽パン１と洗い場パン２との境界部分には、エプロン２０を取り付けるための隆起部３が形成されている。エプロン２０とは、浴槽３０の周縁部３１と防水パン１０との隙間を隠蔽するための化粧板であって、浴槽３０の周縁部３１から隆起部３に向かって湾曲して垂れ下がるように取り付けられる。このエプロン２０を取り付けるために、本実施形態の防水パン１０においては、隆起部３の両端に、それぞれ図２に示す取付フランジ４が防水パン１０と一体に形成されている。そして、この取付フランジ４と浴槽３０の周縁部３１との間にエプロン２０を取り付け、タッピングネジやテクスネジなどの締結部材をエプロン２０及び取り付けフランジ４に貫通させ、これにより当該エプロン２０を固定する。
なお、図１において「９」は排水口である。
【００２９】
このような本実施形態の防水パン１０は、ノルボルネン系モノマーを反応射出成形することにより製造することができる。
図５は本発明に係る金型装置を示す断面図、図６は図５に示すスプール８６、ランナ８５およびゲート８４の関係を示す斜視図である。
【００３０】
図５に示すように、本実施形態に係る金型装置８０は、第１金型８１と第２金型８２とを有する。これら金型８１，８２の割面を合わせることで、金型装置８０の内部には、キャビティ８３が形成される。本実施形態では、第１金型８１が凸状金型（コア型）であり、第２金型８２が凹状金型（キャビ型）である。キャビティ８３の形状は、得られる成形品の形状、すなわち図１〜４に示す防水パン１０の形状に対応している。
【００３１】
本実施形態では、第１金型８１の割面に、キャビティ８３に連通するフィルムゲート８４とランナー８５とが形成されている。ランナー８５は、図５，６に示すように、縦断面が半円形状に形成されており、このランナー８５には、スプール８６が接続されている。スプール８６は、図５に示すように、ミックスチャンバー８７に接続されており、ミックスチャンバー８７には、Ａ液タンク８８と、Ｂ液タンク８９とが接続されている。これらのタンク８８，８９とミックスチャンバー８７との間には、図示はしないがポンプが装着されている。
【００３２】
本実施形態では、図５に示すように、キャビティ８３の最下端にフィルムゲート８４が形成されており、その下にランナー８５およびスプール８６が形成されている。このようにゲート８４をキャビティ８３の下端１箇所に形成することで、ゲート８４からキャビティ８３内に反応原液が都合良く入り込み、キャビティ８３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８３内のガスが、上部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。
【００３３】
本実施形態では、フィルムゲート８４の幅Ｌ１  は、キャビティ８３の長手方向幅Ｌの６０〜１００％の長さ、好ましくは７０〜１００％の幅であるが、フィルムゲート８４の幅方向に相当する成形品（キャビティ８３）の両端部に曲率部が形成されている場合には、その曲率部の終点までの幅であることが好ましい。
【００３４】
型締めと同時に、本実施形態では、図示しないパージ手段により、キャビティ８３内部を窒素パージする。このパージにより、キャビティ８３の内部は、窒素ガスで置換され、キャビティ８３の内部は、０．５〜２．０ｋｇ／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８３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、成形品の表面での反応性が良好になり、かつ金型８１，８２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。
【００３５】
本実施形態の反応射出成形の前準備として、前述したノルボルネン系モノマー、メタセシス触媒及び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Ａ液と、前記のノルボルネン系モノマーと活性剤とよりなるＢ液との安定な２液に分けて、それぞれを別のタンク８８，８９に入れておく。
【００３６】
次に、ポンプを用いて、Ａ液タンク８８およびＢ液タンク８９からミックスチャンバ８７へ、反応原液となる配合液をそれぞれ供給し、チャンバ８７内で混合され、スプール８６、ランナー８５およびフィルムゲート８４を通してキャビティ８３内部に反応原液を注入する。
【００３７】
前述したように、反応射出成形に際しては、この２液をミキシングチャンバ８７で混合し、次いで、この混合液を、スプール８６、ランナー８５およびフィルムゲート８４を通してキャビティ８３内部に注入する。注入開始から注入終了までの時間は、成形品の大きさなどにより決定されるが、本実施形態では、３０秒程度である。本実施形態では、反応原液となる配合液の配合活性は、３０秒の４〜５倍に設定してある。
【００３８】
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９０〜１８０秒後に、型開きされ、成形品である防水パン１０が取り出される。この成形品には、フィルムゲート８４およびランナー８５に対応した形状の余分な成形部分が一体に形成されるが、これらは、成形後に除去される。本実施形態では、ゲート８４およびランナー８５に相当する部分の体積が、比較的小さいので、材料の無駄も少ない。
【００３９】
このようにして得られる本実施形態の防水パン１０は、ポリノルボルネン系樹脂からなるので、きわめて破壊し難く、衝撃性に優れ、成形性に富み、しかも軽量である。したがって、幅が５ｍｍ程度の薄いリブ６，６，…を形成する場合でも１００ｍｍ以上の高さのリブ６，６，…を容易に形成することができ、このようなリブ６を形成しても欠けや割れが生じるおそれがない。逆に、同等の剛性を得るためのリブ６を形成すると、ＦＲＰやＳＭＣに比べ、軽量化が達成できる。
【００４０】
さらに、本実施形態の防水パン１０のリブ６は、外周辺５ａに対して略４５゜だけ傾斜しているので、スプール８６、ランナー８５およびフィルムゲート８４を通ってキャビティ８３内に注入された反応原液は、円滑にリブ凹所に流入し、これによりキャビティ８３内への反応原液の拡散性が高まる。したがって、リブ６その他の充填不足や充填過多がなくなり、ボイド、割れおよび欠け等のない高品質の防水パン１０を得ることができる。
【００４１】
また、本実施形態に係る金型装置８０を用いた反応射出成形では、成形品の重量が大型の成形品であっても、１箇所の注入口、すなわちフィルムゲート８４からキャビティ８３内へ反応原液の充填を行うことができる。しかも、その際に、フィルムゲート８４の幅Ｌ１  が、キャビティ８３の長手方向幅Ｌの６０〜１００％の長さであることから、液の流れの乱れがなく、成形品の中心部からの注入でも、未充填箇所が発生しない。また、本実施形態では、多点からの注入でないことから、各注入口からの充填量のバランスを取る必要がなく、充填量の管理のみでよいため、充填制御が容易である。この効果は、上述したリブ６の傾斜角度の構成と相俟って、さらに反応原液の流動性を高めることとなる。
【００４２】
なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
たとえば、リブ６の具体的な寸法やフィルムゲート１０の具体的な寸法は、特に限定されず、上記実施形態以外の寸法であっても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、ノルボルネン系モノマーを反応射出成形して得られるポリノルボルネン系樹脂からなるので、きわめて破壊し難く、衝撃性に優れ、成形性に富み、しかも軽量である。したがって、幅が５ｍｍ程度の薄いリブを形成する場合でも１００ｍｍ以上の高さのリブを容易に形成することができ、このようなリブを形成しても欠けや割れが生じるおそれがない。逆に、同等の剛性を得るためのリブを形成すると、ＦＲＰやＳＭＣに比べ、軽量化が達成できる。
【００４４】
また、本発明の成形体では、外周辺に対して傾斜したリブが当該成形体の裏面に格子状に形成されており、また本発明の成形体の製造方法では、反応原液のゲートからの注入方向に対して傾斜したリブが成形体の裏面に形成されているので、キャビティ内に注入された反応原液の流動性、換言すればキャビティ内への反応原液の拡散性が高まる。したがって、リブ部その他の充填不足や充填過多がなくなり、ボイド、割れおよび欠け等のない高品質の成形体、例えば防水パンを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の防水パンの一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１の要部拡大平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】本発明に係る金型装置を示す断面図である。
【図６】図５に示すスプール、ランナおよびゲートの関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…防水パン
１…浴槽パン
２…洗い場パン
５…外周縁部
５ａ…外周辺
６…リブ
３０…浴槽
３１…周縁部
５０…コンクリート床面
６０…レベル調節用ボルト
７０…壁パネル
８０…金型装置
８１，８２…金型
８３…キャビティ
８４…フィルムゲート
８５…ランナー
８６…スプール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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