(57)【要約】【課題】ＰＯ系材料で射出成形しても、フランジ部間に必要な接着強度を確保できるとともに、浄化槽としての強度も確保でき、結果的に、使用済浄化槽の成形材料の溶融再生化も容易となる浄化槽を提供することを目的（課題）とする。【解決手段】主として家庭用に使用する浄化槽。該浄化槽１１は、それぞれ接合フランジ部２５、２６を備えて射出成形された下槽１３と上槽１５とからなる。下槽１３と上槽１５の両フランジ部２５、２６間にシール材を兼ねる接着剤層を介在させ、さらに、前記接合フランジ部２５、２６間を機械的結合して組み立てる。そして、下槽１３と上槽１５とを、ＰＯ系成形材料で射出成形する。接合フランジ部２５、２６の接合面２５ａ、２６ａを火炎処理するとともに、イソシアネートプレポリマーからなるプライマー層を介して、ウレタンプレポリマー系接着剤で接着剤層を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ接合フランジ部を備えた下槽と上槽とが射出成形され、該射出成形された両槽の前記接合フランジ部間にシール材を兼ねる接着剤層が介在され、さらに、前記接合フランジ部間が機械的結合されて組み立てられる浄化槽であって、
前記下槽と上槽とが、ポリオレフィン(ＰＯ)系材料で成形されるとともに、
前記接合フランジ部の接合面が火炎処理面とされ、かつ、ウレタン系接着剤用のプライマー層を介して、前記接着剤層がウレタン系接着剤で形成されている、
ことを特徴とする浄化槽。
【請求項２】
前記上槽および下槽が、それぞれ、深さ方向にテーパ状とされ、かつ、周壁の水平断面が凹凸状断面とされて、前記上槽相互および下槽相互が嵌合して積み重ね可能とされていることを特徴とする請求項１記載の浄化槽。
【請求項３】
前記上・下槽の前後壁に、対面する一対の三角ブラケットが形成されて、一般部の前記凹凸状断面より深い前・後仕切り板保持溝を備えるとともに、該前・後仕切り板保持溝に仕切り板が接着剤を介して保持される構造を備えていることを特徴とする請求項２記載の浄化槽。
【請求項４】
前記下槽および上槽の底壁又は天井壁における、前記凹凸状断面の延設位置に補強リブが形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の浄化槽。
【請求項５】
前記上槽と下槽の高さ比が上槽／下槽＝5／5〜6／4であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の浄化槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂材（プラスチック）で形成された浄化槽に関する。詳しくは、浄化槽の製造（成形）時に端材等の発生が少なく、かつ、製品重量中における端材（プレ）および使用済製品（ポスト）の含まれる重量比率（再生材比率）を高めることができ、環境負荷の低減に寄与することができる浄化槽に係る発明である。特に、強度も確保し易い小型浄化槽に好適な発明である。なお、小型浄化槽とは1.675〜3.148ｍ3の容量のものをいう。
【０００２】
ここで、再生材比率とは、製品全体の重量に対する再生プラスチックの比率を意味し、「エコマーク」（登録商標：財団法人日本環境協会）を付するには、再生材比率が50％以上必要であるとされている。
【背景技術】
【０００３】
上記のような合成樹脂材で形成する浄化槽は、通常、周囲部にそれぞれフランジ部を備えた下槽や上槽及びマンホール蓋を含むその他付属品を成形工場で生産しておく。そして、それらを施工現場に納入（搬送）する前に、下記の如く、組立工場で組み立てていた。
【０００４】
フランジ部の合わせ面にシール材を兼ねる接着剤（例えば、ウレタン系）を塗布して仮組み立て後、フランジ部相互を、フランジ部に穿孔されたねじ孔を介して、ボルト・ナット等により所定ピッチで、機械的に締結していた。（特許文献１段落０００２〜０００４）。
【０００５】
この組立てた浄化槽を、所定の敷設位置において地中に埋設し、流入口に家庭等の汚水（廃水）の排出口に通ずる流入管を接続し、排出口に接続する排水管を排水溝に接続連通する。こうして、流入口から流入してくる汚水は、汚泥分離、曝気浄化、さらには消毒等の各工程を含む浄化処理を経て、排出口から排水管を経て排水溝に放流される（同文献段落０００５）。
【０００６】
上記下槽と上槽の工場生産（成形）は、成形型に樹脂成形材料を塗布積層して成形するか、プレス型シートモールドコンパウンドを充填してプレス成形するか（以上、ＦＲＰ材料を用いる）、射出成形型に合成樹脂成形材料を射出成形していた（同文献段落０００３）。
【０００７】
上記塗布積層成形やプレス成形は端材の発生比率が高い。このため、端材発生比率の低い射出成形が望ましい。なお、ＦＲＰ材料は、通常、再生使用は困難とされている。
【０００８】
当該射出成形の材料としては、強度的にすぐれ、環状オレフィン（ジシクロペンタジエン）を原料として反応射出成形される熱硬化性樹脂（例えば、「メトン」登録商標）材料が望ましいとされ、主流になっている。しかし、熱硬化性（架橋性）樹脂材料は、通常、熱可塑性樹脂材料に比して再生材比率が極端に低い。例えば、メトンの再生材比率は20％前後が限度とされていた。
【０００９】
他方、プラスチック製の浄化槽においても、環境負荷低減の見地から、工場生産（成形）時の端材の発生が殆どないことは勿論、再生材比率を高くすることができる熱可塑性樹脂材料で形成され、さらには、成形工場から組立工場までの搬送エネルギーが少なくて済む軽量品であることが要望されている。なお、成形工場と組立工場とは遠距離で離れていることが多い。
【００１０】
そして、このような要望に応えることのでき、再生材比率も高くできる熱可塑性樹脂成形材料としては、ポリプロピレン(ＰＰ)やポリエチレン(ＰＥ)、さらにはそれらを主体とするポリオレフィン(ＰＯ)からなるＰＯ系材料を挙げることができる。ＰＯ系材料は、再生材比率を50％以上とすることができるとされている。
【００１１】
しかし、ＰＯ系材料を用いて浄化槽を射出成形することは、下記のような理由で困難視されていた。
【００１２】
上記メトンのような熱硬化性樹脂材料に比しては勿論、ポリアミドやポリエステル（ＰＥＴ）等の熱可塑性樹脂材料に比しても、成形品の機械的強度が小さい（弾性率：メトンの約70％）。また、通常の方法では、浄化槽の構成部品間（特に上槽と下槽との対面フランジ部間）に必要な接着強さを確保し難い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特許第３８６０７３０号公報
【特許文献２】特許第３７２３７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記にかんがみて、ＰＯ系材料で射出成形しても、上槽と下槽のフランジ部間に必要な接着強さを確保できるとともに、浄化槽としての強度も確保でき、結果的に、使用済浄化槽を溶融再生化して再生材比率を高めることができる浄化槽を提供することを目的（課題）とする。
【００１５】
本発明のさらに他の目的は、成形した下槽・上槽その他付属品を成形工場から組立工場まで保管・移送することが容易な浄化槽を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意開発に努力をする過程で、フランジ部に接着剤を塗布する前処理として火炎処理を採用すれば、さらには、前記上槽および下槽を深さ方向にテーパ状とし、かつ、周壁の水平断面を凹凸状断面にすれば上記課題を一挙に解決できることを知見して、下記構成の浄化槽に想到した。
【００１７】
それぞれ接合フランジ部を備えた下槽と上槽とが射出成形され、該射出成形された両槽の前記接合フランジ部間にシール材を兼ねる接着剤層が介在され、さらに、前記接合フランジ部間が機械的結合されて組み立てられる浄化槽であって、
前記下槽と上槽とが、ポリオレフィン（ＰＯ）系成形材料で成形されるとともに、
前記接合フランジ部の接合面が火炎処理面とされ、かつ、ウレタン系接着剤用のプライマー層を介して、前記接着剤層がウレタン系接着剤で形成されている、ことを特徴とする。
【００１８】
本発明の浄化槽は、ＰＯ系材料で射出成形されているため、生産時の端材の発生がほとんどないとともに、ＰＯ系材料は再生利用率が50％以上と高く、環境負荷率の低減に寄与する。そして、フランジ相互間の接着強さ（シール強度）も確保可能となる。
【００１９】
さらには、ＰＯ系材料は他の樹脂材料に比して比重が小さく、成形工場から組み立て工場までの搬送エネルギー・コストが少なくて済む。また、火炎処理をした後、空気中にさらしても、２〜３週間は、処理効果が持続して、組立工場でそのまま接着作業に移行をすることができ、組立て生産性が格段に向上する。
【００２０】
そして、上記構成の浄化槽は、前記上槽および下槽が、それぞれ、深さ方向にテーパ状とされ、かつ、周壁の水平断面を凹凸状（波状）断面とされて、前記上槽相互および下槽相互が嵌合して積み重ね可能とされている構成とすることが望ましい。板厚比相対強度が増大して、施工後における浄化槽の所要強度を確保し易く、また、上槽相互及び下槽相互を嵌合して積重ね（段積み）可能とすることにより、工場保管性および工場間搬送性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態を示す浄化槽の全体斜視図である。
【図２】図１の浄化槽の下槽を示す斜視図である。
【図３】同じく浄化槽の上槽を示す反転斜視図である。
【図４】浄化槽の下槽を段積みした状態の斜視図である。
【図５】浄化槽の上槽を段積みした状態の斜視図である。
【図６】浄化槽の下槽に仕切り板を組み付けた状態の斜視図である。
【図７】組み立て後の浄化槽を縦方向に切断した斜視図である。
【図８】実施例で使用した引張り接着強さの試験方法を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を浄化槽の一実施形態について説明する。なお、図１〜５に示す各斜視図と、図６〜７に示す各斜視図は、同一の図符号を付した基本的に同一構成の浄化槽に係るものであるが、細部において相違するとともに、斜視方向が前後逆になっている。
【００２３】
また、本実施形態は、５人槽型であって、その大きさは、長さ：約2000mm、幅：約1000mm、高さ：約1500mm、容量：約1.7ｍ3の浄化槽を想定したものである。そして、本浄化槽の上槽／下槽（高さ比）は、上槽を下槽と同じか若干高め、例えば、上槽／下槽＝5/5〜6/4とすることが望ましい。上槽と下槽の接合面を相対的に下方に位置させることができ、浄化槽設置埋設時の強度を確保しやすくなるためである。なお、従来のＦＲＰ材で形成される浄化槽は、上槽／下槽（高さ比）＝７／10であった。
【００２４】
本実施形態の浄化槽１１は、主体構造部品を下槽１３、上槽１５およびマンホール蓋（２個）１７とするものである。さらに主たる構造部品として、本実施形態では、汚泥貯留室１９と沈殿室２１とを仕切る仕切り板２３を備える（図６・７参照）。そして、図示しないが、接触剤充填筒体、接触剤、担体流動室形成壁、担体等の機能部品を備えている。
【００２５】
本実施形態では、主体構成部品である下槽１３・上槽１５及びマンホール蓋１７をＰＯ系材料で射出成形することを第一の特徴とする。なお、上記機能部品等も、適宜、ＰＯ系材料で成形する。
【００２６】
下槽１３・上槽１５のみＰＯ系材料で射出成形して、仕切り板２３およびマンホール蓋１７を、強度が得やすいＦＲＰ材料でＳＭＣ成形したり、汎用の極性樹脂成形材料（例えば、ＰＥＴやポリアミド）で射出成形等してもよい。マンホール蓋は、浄化槽の容量が違っても共用できるようにしておけば、マンホール蓋用のＳＭＣ成形金型や射出成形金型は１個で済む。なお、マンホール蓋をメトンのような熱硬化性樹脂材料で射出成形（ＲＩＭ成形）すると、使用済み製品における再生比率が相対的に低くなる。
【００２７】
ここで、ＰＯ系材料としては、前述のＰＰ材料や高密度ＰＥ材料を好適に使用できる。
【００２８】
例えば、ＰＰ材料の場合、引張り強さ（JISK7113）25〜40MPa、曲げ弾性率（JISK7171）1000〜2000MPaの範囲から適宜選定する。相対的に引張り強さ、曲げ弾性率が大きい方が望ましいが、材料費がコスト高になりやすく、ＭＦＲも高くなる傾向にあるため、総合的に判断して材料選定を行なう。そして、当該材料特性を有するＰＰ成形材料を用いた場合、成形肉厚は、3〜10mm（望ましくは5〜8mm）とする。
【００２９】
本発明の第二の特徴は、下槽１３および上槽１５の接合フランジ部２５、２６の接合面２５ａ、２６ａが火炎処理されているとともに、ウレタン系接着剤用のプライマー層を介して、接着剤層がウレタン系接着剤で形成されている、ことにある。
【００３０】
従来、ＰＯ系材料等の無極性材料の成形品相互の接着強さの確保のためには、被接着面を前処理により酸化等の活性化させることが公知である。そして、表面活性化処理の方法として、火炎（フレーム）処理、コロナ放電処理、プラズマ放電処理、硫酸−重クロム酸混液処理等が周知である（日本接着協会編「接着ハンドブック(第２版)」(昭55-11-10)p.619）。そして、当該文献には、「硫酸−重クロム酸混液処理」が比較的簡単で有効であると記載されている。
【００３１】
しかし、「硫酸−重クロム酸混液処理」では、薬液が危険物であり作業環境上望ましくない。このため、コロナ放電処理やプラズマ放電で物理的前処理することが考えられる。他方、コロナ放電やプラズマ放電では、成形品である浄化槽の下槽や上槽の被着面を前処理するのに大型の装置を必要とし、設備費が嵩む。
【００３２】
そこで、接着剤（シール材）として汎用のウレタン系接着剤（望ましくはウレタンプレポリマーを主体とする湿気硬化型）を用いる場合、コロナ放電処理やプラズマ放電より前処理による接着改善効果が低いとされている火炎処理を前処理（表面処理）とし、ウレタン系接着剤用のプライマー（望ましくはポリイソシアナート系）のプライマー層を形成する(図示せず。）。
【００３３】
なお、プライマー塗布厚は、通常、20〜30μm程度とし、接着剤の塗布厚は、0.5〜1.5mm程度とする。
【００３４】
その結果、コロナ放電やプラズマ処理に優るとも劣らない接着強さが得られる（表１参照）。また、2〜3週間後に、接着作業をしても、火炎処理による前処理効果が維持されて、所定の接着強さ（約2N/mm2以上）が確保できることを知見した（表２参照）。
【００３５】
そして、本実施形態の浄化槽は、図例の如く、下槽１３および上槽１５が、それぞれ、深さ方向にテーパ状とされ、かつ、上下方向における水平断面（通常、略同一肉厚）を凹凸状（波状）断面とされて、上槽１５相互および下槽１３相互を嵌合させて積み重ね（いわゆる図４・５に示すような段積）が可能とされている。すなわち、下槽１３および上槽１５の周壁の内外に縦方向に凹溝１３ａ、１５ａおよび突条１３ｂ、１５ｂが交互に形成される。
【００３６】
また、必然的ではないが、本実施形態では、段積み時のバラシ性及び槽の広がり防止の見地から、下槽１３および上槽１５の各コーナ部および中間部において、各フランジ部２５、２６から周壁に沿って立設する段積みリブ２７、２８が適宜間隔で一対ずつ又は一本ずつ形成されている。段積みリブ２７、２８の大きさ（突出量）は、段積み時のフランジ部間距離を100〜200mmとなるように設定する。
【００３７】
上記構成とすることにより、上槽１５および下槽１３を何段にも段積みが可能となる。例えば、浄化槽の大きさ、上・下槽１５、１３が上記の高さの場合であって、10トン車（2350×9300×2200mm）に積載する場合、下槽１３だけの場合で、14段×9列＝126個／車、上槽１５だけの場合で、8段×9列＝72個／車の積載が可能となる。上槽１５の積載個数が少ないのは、高さを下槽１３より高くしたためである。
【００３８】
また、上槽１５のフランジ部２６の周縁には被せリブ２６ｂが形成され、接着剤（シール材）のはみ出しを制御するようになっている。
【００３９】
各槽１３、１５の水平断面が凹凸状断面に形成されることにより、施工前強度を増大させることができるとともに、施工後には周壁外面の凹溝１３ａ、１５ａに土が詰められることによりさらに強度が増大する。
【００４０】
なお、下槽１３および上槽１５の底壁又は天井壁における、凹凸状断面の延設位置に補強リブ２９Ａ、２９Ｂが形成されている。さらに、本実施形態では、上槽１５のマンホール１６、１６の間の内面にも補強リブ３０Ｂが、家庭廃水の流入口１８の両側に補強ブラケット３０Ｃが形成されている。
【００４１】
これらの凹凸状断面の形態および補強用リブ・ブラケット、さらには、仕切り板保持部を形成するブラケット等は、慣用の三次元設計（３ＤＣＡＤ）と有限要素法（ＦＥＭ）を用いて、要求強度に対応できる最適形状とされている。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、前記上・下槽が前後壁に、対面する一対の三角ブラケット３１が形成され、一般部の前記凹凸状断面より深い前・後仕切り板保持溝３３を備えるとともに、該前・後仕切り板保持溝３３に仕切り板２３が接着剤（シール材）を介して保持される構造とされている。
【００４３】
当該構成とすることにより、上・下槽の幅方向の強度が、仕切り板２３のところで補強される結果となる。仕切り板２３は、撓み防止の見地から、ＰＰ材で射出成形したものとせず、ＦＲＰ材でＳＭＣ成形したものが望ましい。仕切り板２３の厚みは、通常、3.5〜4.5mmｔとする。なお、仕切り板２３は、溝部３３に接着剤を介して挿入した後、外れ防止のために止水リベット(図示せず。）で三角ブラケット３１、３１に固定する。
【００４４】
なお、図例中、３４は、接触材充填筒体の嵌合孔形成用の環状リブである。該環状リブ３４も補強のため両側に補強リブ２９Ｃが形成されている。また、３５は、吊下げ用板部３５であり、該吊下げ用板部は、浄化槽設置時の積み下ろしを容易にするためのものである。また、３６は浄化水の排出口である。
【実施例】
【００４５】
本発明の構成の接着（シール）構造とした場合の効果（接着強さ）を確認するために行なった試験について説明する。
【００４６】
接着試験は、図８に示す方法により、引張りせん断接着強さを、引張り速度：10mm/minで測定した。プライマー塗布厚は30μｍ、接着剤塗布厚は１mmとした。なお、各試験片の厚みはＰＰ：2〜2.3mm、ＦＲＰ：4.2mm、メトン：2.7mmのものを使用した。
【００４７】
また、接着剤及びプライマーは、それぞれ、ウレタンプレポリマー系市販品およびポリイソシアナート系市販品を使用した。
【００４８】
＜Ｉ＞ＰＰ材における各種前処理の評価試験
接着は、表１に示す各前処理（表面処理）後、下記条件で行なった。
【００４９】
(1)各前処理後２日以内に接着を行った。
【００５０】
(2)プライマー処理後、23℃×65%R.H雰囲気で30分間放置後接着剤を塗布した。
【００５１】
(3)接着強さは、23℃×65%R.H雰囲気で7日間放置後測定した。
【００５２】
接着強さの試験結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2014065017.tif 000003
【００５４】
表１に示す結果から、ＰＰに求める接着強さ目標であるメトンの2／3程度の強度である2N／mm2は、実施例の前処理（火炎＋プライマー）を行えば達成できることが確認できた。
【００５５】
当該実施例１における接着強さは、コロナ放電単独又はプラズマ放電単独の比較例１・２に比しては勿論、比較例４（コロナ放電＋プライマー）や比較例５（プラズマ放電＋プライマー）に優るとも劣らなかった。
【００５６】
＜II＞ＰＰの表面処理による前処理効果持続性の評価試験
前処理として火炎処理をしたＰＰ試験片を、23℃×65%R.H雰囲気に表２に示す各所定期間放置後、接着施工を行なって、各場合における接着強さを測定した。なお、０週間は、火炎処理後、23℃×65%R.H雰囲気で１ｈ間放置後接着作業をしたものである。
【００５７】
(1)プライマー処理後、23℃×65%R.H雰囲気で30分間放置後接着剤を塗布した。
【００５８】
(2)接着強さは、23℃×65%R.H雰囲気で7日間放置後測定した。
【００５９】
接着強さの試験結果を表２に示す。
【００６０】
【表２】
2014065017.tif 000004
【００６１】
表２から、成形工場で出荷時に火炎処理を行った組付け前の製品は、3週間以内に組み付け工場で、プライマー処理−接着を行えば略2N／mm2を維持できることが分かる。したがって、成形工場で火炎処理をしておけば、組付工場で、前処理をせず組付け作業に移行でき、組み付け生産性が向上することが分かる。
【符号の説明】
【００６２】
１１    浄化槽
１３    下槽
１５    上槽
２３    仕切り板
２５    下槽の接合フランジ部
２６    上槽の接合フランジ部
【図１】
2014065017.tif 000005
【図２】
2014065017.tif 000006
【図３】
2014065017.tif 000007
【図４】
2014065017.tif 000008
【図５】
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【図６】
2014065017.tif 000010
【図７】
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【図８】
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