JPH076206B2 - 覆い蓋 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、上下水道、電気配線、ガス配管、電話回線等
の地下埋設管路におけるマンホールの覆い蓋、あるいは
排水用側溝等の溝渠の覆い蓋など路面に配置される覆い
蓋に関するものである。また本発明は、耐蝕性、耐摩耗
性、表面摩擦性に優れかつ審美性の高い有色の覆い蓋に
関するものである。

（従来の技術） 上下水道、電気配線、ガス配管、電話回線等の地下埋設
管路におけるマンホールの覆い蓋としては、従来、鋳鉄
製のものに黒色のタールエポキシ樹脂塗料を施したも
の、およびコンクリート製のものが一般に使用されてお
り、また、排水用道路側溝の覆い蓋としては、従来、鋼
板製のものおよびコンクリート製のものが一般に使用さ
れているが、これらの覆い蓋のうち、コンクリート製の
ものは施工時においてコンクリートの硬化工程を必要と
するために煩雑さを伴なうものであり、施工の簡易性の
面から鋳鉄あるいは鋼板などのいわゆる鉄蓋が主流をな
している。しかしながら、鉄蓋は上記したような施工の
簡易性、さらには強度および耐摩耗性においては、優れ
た特性を有する反面、その表面が滑り易いという欠点を
有するものである。このために鉄蓋表面には、通常、滑
り止めのための凹凸模様が付されてはいるものの、十分
な効果は得られずまた人ないし車両の往来の激しい場所
においては短期間で凹凸が摩耗し、特に雨天時において
は通行人の転倒あるいは車両のスリップ事故が多く発生
し問題となっている。

ところで近年、都市環境の美化、ファッション化の傾向
から、このような覆い蓋にも彩色を施す技術が検討され
ている。例えば、現在、鉄蓋の表面を彩色のエポキシ樹
脂系塗料で塗装したもの、鉄蓋の表面凹部に有色樹脂を
充填したものなどが開発され一部商品化されている。

しかしながら、樹脂塗料塗装品は、塗膜硬度が低く、ま
た塗膜と鉄蓋母材との密着力が弱いために、人ないしは
車両の通過により短期間に塗膜が摩耗ないしは剥離して
しまうものであって塗装の塗り替えに多額の維持費を必
要とするものであり、また、樹脂充填品においても太陽
光に長持間曝されるために紫外線による褪色が見られ施
工初期の色を長期間維持できないという欠点を有するも
のであった。さらにこのような色彩を施した鉄蓋におい
ては、前記したような滑り性といった機能面からの要求
は、何ら考慮されておらず、特に樹脂塗料塗装品は、表
面が非常に滑り易く安全性の面からも問題のあるもので
あった。

また、実開昭62-16149号公報の実施例においては、耐蝕
性および耐摩耗性の向上を目的として鋳鉄製の本体の全
面にセラミックス溶射皮膜を形成してなるマンホール蓋
が開示されており、例えばこのようなセラミックス溶射
層を有色のセラミックスにより構成することで、彩色を
施すことも可能であると考えられる。しかしながら、こ
のように鋳鉄母材表面に直接セラミックス溶射層を形成
した場合、セラミックス皮膜と鋳鉄母材との密着力は十
分なものではなく、皮膜の剥離が生じやすいものであっ
た。さらにセラミックス溶射層はかなりの数の気孔を有
しており、該気孔から雨水が侵入し鋳鉄母材を酸化さ
せ、皮膜境界からの剥離の原因となるなど耐蝕性の向上
が望めないばかりでなく、鋳鉄母材表面に発生した赤錆
がセラミックス溶射層表面に浮き出てきてしまうため美
観を損ねるものとなるものであった。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明は新規な覆い蓋を提供することを目的と
する。本発明はまた、耐蝕性、耐摩耗性に優れ、かつ表
面摩擦性の高い覆い蓋を提供することを目的とするもの
である。本発明はさらに、彩色を施した際に施工初期の
色調を長期間維持することのできる覆い蓋を提供するこ
とを目的とするものである。本発明はさらに都市環境の
美化推進を図ることのできる覆い蓋を提供することを目
的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記諸目的は、上部面を凹凸となした路面に配置される
覆い蓋であって、前記上部面において、凹凸とされた鉄
系母材の表面上に全体にわたり耐蝕性金属溶射層が形成
され、少なくとも凸部においては前記耐蝕性金属溶射層
上にセラミックス溶射層が形成され、さらにその上から
全体にわたり樹脂系封孔材により封孔処理が施され層厚
５〜100μｍの樹旨被覆層が形成されていることを特徴
とする覆い蓋により達成される。

（作用） このように本発明の覆い蓋は、凹凸を有する上部面にお
いて、鉄系母材の表面上に全体にわたり耐蝕性金属溶射
層が形成され、また少なくとも凸部においては前記耐蝕
性金属溶射層上にセラミックス溶射層が形成され、さら
にその上から全体にわたり樹脂系封孔材により封孔処理
が施され層厚５〜100μｍの樹脂被覆層が形成されてい
る。すなわち、本発明の覆い蓋において、上部面凸部
は、鉄系母材上に耐蝕性金属溶射層、樹脂系封孔材によ
る封孔処理がなされたセラミックス溶射層が順次積層さ
れた構成をとり、また上部面凹部はこれと同様の構成を
有するか、あるいは鉄系母材上に樹脂系封孔材により封
孔処理がなされた耐蝕性金属溶射層が形成された構成を
とる。

一般に、金属溶射層は、金属がセラミックスに比べ溶射
時の粘性が低いものであるなどの点から気孔の存在が極
めて少なく母材表面を緻密に覆うことができるものであ
り、加えて、鉄系母材表面上に形成される耐蝕性金属溶
射層は、鉄系母材との接合界面における密着性が高く、
衝撃力あるいは振動等が加わった場合においても剥離等
の脱落が極めて生じにくいものである。さらにこのよう
な金属溶射層に樹脂系封孔材で封孔処理すると前記耐蝕
性金属溶射層に存在する極めてわずかな気孔も閉塞され
ることとなるため、樹脂系封孔材で封孔処理された耐蝕
性金属溶射層は、実質的に完全に無気孔性のものであ
る。これゆえ、樹脂系封孔材で封孔処理された耐蝕性金
属溶射層を形成すると、鉄系母材が外部環境に曝される
ことがなくなり、極めて優れた耐蝕性が得られる。

路面となる覆い蓋上部面においても、比較的人ないし車
両等の通行体との接触が少ない凹部においては、上記の
ごとき樹脂系封孔材で封孔処理された耐蝕性金属溶射層
により構成することで十分なものとなるが、路面に配置
された際、人ないし車両等の通行体との主要な接触部と
なる凸部においては、耐蝕性と同時に適度な表面摩擦性
および耐摩耗性が必要とされる。

セラミックスは耐摩耗性の高い材質であり、さらに本発
明者らは、鋭意研究の結果、セラミックス溶射層は一般
にR_max40〜60μｍ程度という表面粗度を有するが、この
粗度が路面において適度な滑り抵抗をもたらすことが見
出した。従って、セラミックス溶射層により鉄系母材の
表面を覆うことは、覆い蓋に必要とされる適度な表面摩
擦性を長期にわたり付与する上で極めて有効であるが、
前記したように鉄系母材に直接セラミックス溶射層を形
成した場合、密着力が弱く剥離等の欠損を生じやすく、
またセラミックス溶射層がかなりの気孔を有するもので
あるために防蝕性は望めない。しかしながら、ここで前
記したごとき耐蝕性金属溶射層を介してセラミックス溶
射層を鉄系母材に密着させた場合、セラミックス溶射層
は十分強固に鉄系母材に保持されることとなる。さら
に、このようなセラミックス溶射層に樹脂系封孔材で封
孔処理すると、前記したごとき適度な表面粗度を変化さ
せることなく、セラミックス溶射層に存在する気孔を閉
塞することができ、間に設けられた緻密な耐蝕性金属溶
射層と相乗して鉄系母材表面の十分な保護がなされ、鉄
系母材が外部環境に曝されることがなくなり、樹脂系封
孔材で封孔処理された耐蝕性金属溶射層を形成した場合
と同様に極めて優れた耐蝕性が得られ、上部面凸部とし
て必要な特性が満足されるものである。

さらに、本発明の覆い蓋において、上部面の最外層はい
ずれにおいても樹脂系封孔材で封孔処理をなされたもの
であり、実質的に無気孔性であることから、雨水、埃等
の侵入による汚れの発生の虞れが少なく、また前記した
ように鉄系母材は完全に皮膜により被覆され耐蝕性が良
好であることから鉄系母材からの赤錆の浮出しもない。
さらにセラミックスおよび耐蝕性金属は共に化学的に極
めて安定したものであり、また前記したようにセラミッ
クス溶射層は凸部にあっても耐摩耗性に優れかつ剥離な
どの欠損も生じにくく、凹部における耐蝕性金属溶射層
も摩耗、剥離などの欠損を生じにくい。このため、樹脂
系封孔材を透明なもので構成し、単色ないしは複数色の
有色セラミックスで構成したセラミックス溶射層の色あ
るいはこれに耐蝕性金属溶射層の色を加えたもので覆い
蓋の上部面に彩色を施した場合、苛酷な路面環境下にお
いても施工当初の色調を変化させることなく長期間維持
できることが可能である。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

本発明の覆い蓋は、路面に配置される覆い蓋であって、
例えば、上下水道、電気配線、ガス配管、電話回線等の
地下埋設管路におけるマンホールの覆い蓋、あるいは排
水用側溝等の溝渠の覆い蓋など路面に配置される覆い蓋
などが含まれるものである。

第１図は、本発明の覆い蓋の一実施態様であるマンホー
ル蓋体の構成を模式的に示す断面図である。

この実施態様のマンホール蓋体は、その上部面５におい
て、凹凸模様の形成された鋳鉄母材１の表面には全体に
わたり耐蝕性金属溶射層２が形成され、前記耐蝕性金属
溶射層２上にさらに単色のセラミックス溶射層３が全体
にわたり形成され、さらにその上から全体にわたり封孔
処理のために透明な樹脂系封孔材による樹脂被覆層４が
形成されている。従って、このマンホール蓋体の上部面
５は、凸部８および凹部９のいずれにおいても、鋳鉄母
材１の表面に耐蝕性金属溶射層２、セラミックス溶射層
３、樹脂被覆層４が順次積層されている構成となってい
る。

なお、このマンホール蓋体においては、その下部面６お
よび周縁側面７においても、鋳鉄母材１の表面全体に耐
蝕性金属溶射層２が形成され、さらにその上から全体に
わたり樹脂系封孔材による樹脂被覆層４が形成され、母
材表面を保護している。

また第２図は、本発明の覆い蓋の別の実施態様である側
溝蓋体の構成を模式的に示す平面図であり、また第３図
は同実施態様の断面図である。

この実施態様の側溝蓋体は、その上部面15において、凹
凸模様の形成された鋳鉄母材11の表面には全体にわたり
耐蝕性金属溶射層12が形成され、さらに凸部18において
は前記耐蝕性金属溶射層12上に白色のセラミック溶射層
13aおよび灰色のセラミックス溶射層13bが形成され、ま
た凹部19においては黒色のセラミックス溶射層13cが形
成され、さらに全体にわたりその上から封孔処理のため
に透明な樹脂系封孔材による樹脂被覆層14が形成されて
いる。この側溝蓋体においては、このように耐蝕性金属
溶射層12上全面に３種の有色セラミックスにより構成さ
れるセラミックス溶射層13a、13b、13cを形成し、かつ
その上に施される封止処理において用いられる樹脂系封
孔材として透明なものを用いるために、上部面は前記セ
ラミックス溶射層13a、13b、13cの３色に彩色された形
態となり意匠的効果がもたれている。

また、このように彩色により意匠的効果を付与しようと
する場合、上部面凹部19においては、路面に配置された
際における通行体との接触における滑り抵抗性および耐
摩耗性が特に問題とならないために、例えば前記実施態
様におけるセラミックス溶射層13cの代わりに色彩の良
好な金属の溶射層または樹脂系塗料の塗装皮膜を耐蝕性
金属溶射層上に形成することも可能であり、このように
上部面凹部19に金属溶射層または樹脂系塗料の塗装皮膜
を適用すれば、彩色のバリエーションはさらに広がるも
のとなる。

なお、第１〜３図において、耐蝕性金属溶射層２、12、
セラミックス溶射層３、13a、13b、13cおよび樹脂被覆
層４、14の厚さは誇張して描かれている。

第１図および第２〜３図に示す実施態様におけるよう
に、本発明の覆い蓋は、鉄系母材を有するものであり、
これにより覆い蓋として本来必要とされる機械的強度等
を満足すると同時に、経済性からも好ましいものとな
る。なお、鉄系母材としてより具体的には、鋳鉄あるい
は鋼板などが挙げられ、例えばマンホール用覆い蓋にお
いては鋳鉄、また側溝用覆い蓋としては鋳鉄または鋼板
などというようにその用途に応じて適宜選択される。ま
たこの鉄系母材の上部面は、最終製品における上部面の
凹凸を付与するために、凹凸模様が付けられている。

本発明の覆い蓋において、このような凹凸模様を有する
鉄系母材の上部面は、まず全体にわたり耐蝕性金属溶射
層にて覆われている。耐蝕性金属溶射層は、従来公知の
金属溶射法を用いて鉄系母材の表面に形成することがで
き、必要に応じて鉄系母材の表面に脱脂、ブラストなど
の前処理を施した後、線状あるいは粉末状となした耐蝕
性金属を溶射ガンなどを用いて溶射することにより形成
される。なお、耐蝕性金属溶射層を構成する耐蝕性金属
としては、具体的には、例えばAl、Ni、Cr、Znおよびこ
れらの合金などが挙げられるが、経済的な見地からAlな
いしAl合金、Ni-Al合金、Ni-Cr合金が好ましい。なお、
耐蝕性金属溶射層を複数の金属よりなる合金系として構
成する場合、予めこのような合金とされた線材ないしは
粉末を溶射することはもちろん可能であるが、各構成金
属の粉末を混合し同時に溶射して合金系の溶射皮膜を構
成してもよい。また耐蝕性金属溶射層の層厚としては、
特に限定されるものではないが、50〜300μｍ、より好
ましくは100〜200μｍの範囲にあることが望まれる。す
なわち、層厚が50μｍ未満のものであると、関通気孔が
多くなり、十分な防蝕効果が得られない虞れが生じ、一
方、層厚が300μｍを越えるものであると、コスト的に
不利なものとなる虞れが大きいためである。

さらに本発明の覆い蓋の上部面の少なくとも凸部におい
ては、第１図および第２〜３図に示す実施態様における
ように前記耐蝕性金属溶射層上にセラミックス溶射層が
形成されている。すなわち、覆い蓋の上部面において
も、路面に施工された際通行体との接触が少ない凹部に
は第１図に示す実施態様におけるように必ずしもセラミ
ックス溶射層を形成しなくてもよい。セラミックス溶射
層は、前記耐蝕性金属溶射層上に例えば、プラズマジッ
ト溶射法等の従来公知のセラミックス溶射法を用いて溶
射することにより形成され得るが、第１図に示す実施態
様におけるようにセラミックス溶射層を形成しない部位
（凹部）がある場合には、セラミックス溶射に先き出ち
これらの部位にマスキングを施してやればよい。さらに
第２〜３図に示す実施態様におけるように、複数色のセ
ラミックス溶射層を形成する場合には、まず前記と同様
に所定部以外にマスキングを施してひとつの色のセラミ
ックス溶射を行ない、続いて残りの色のセラミックス溶
射層に関しもこの操作を順次繰返して複数色のセラミッ
クス溶射層を形成すればよい。なお、セラミツクス溶射
層を構成するセラミックスとしては各種のものが用いら
れるが、例えば、色彩的効果を付与しようとする場合に
は、白色を呈するAl₂O₃、黒色ないし灰色を呈するAl₂O₃
‐TiO₂、青色を呈するAl₂O₃‐Co、淡黄色を呈するZrO₂
‐Y₂O₃等のセラミックスが好ましく用いられる。また、
セラミックス溶射層の層厚としては、特に限定されるも
のではないが、100〜300μｍ、より好ましくは150〜200
μｍの範囲にあることが望まれる。すなわち、層厚が10
0μｍ未満のものであると、耐摩耗性が十分なものとは
ならず、長期間にわたり適度な表面粗度を得られない虞
れが生じ、一方、層厚が300μｍを越えるものである
と、コスト的に不利なものとなる虞れが大きいためであ
る。

本発明の覆い蓋においては、前記したようなセラミック
ス溶射層、あるいはセラミックス溶射層を形成していな
い部位においては耐蝕性金属溶射層に、樹脂系封孔材に
よる封孔処理が施されているが、この封孔処理は、セラ
ミックス溶射層あるいは耐蝕性金属溶射層表面にハケ塗
り、スプレー塗布、浸漬塗布などの方法により樹脂系封
孔材を塗布することにより行なわれ得る。このような封
孔処理を施すと、第１図あるいは第２〜３図に示す実施
態様におけるように、セラミックス溶射層ないしは耐蝕
性金属溶射層上に樹脂系封孔材の皮膜が形成されること
となるが、セラミックス溶射層あるいは耐蝕性金属溶射
層における気孔が樹脂系封孔材により閉塞されている限
りにおいては、該樹脂系封孔材の皮膜は特に必要なもの
ではなく、例えば、上部面凸部において、通行体との接
触により該封孔材の皮膜が摩耗してなくなってしまって
も何ら差しつかえない。このような樹脂系封孔材として
は、具体的には、塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、
ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、メラミン系
樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂およびこれら
のポリマーブレントなどが挙げられるが、前記したよう
にセラミックス溶射層あるいはセラミックス溶射層と耐
蝕性金属溶射層の色により覆い蓋に彩色を施そうとする
場合には、樹脂系封孔材として透明なものを用いること
が必要とされる。またこのような樹脂系封孔材により第
１図あるいは第２〜３図に示す実施態様におけるように
セラミックス溶射層ないしは耐蝕性金属溶射層上に形成
される樹脂被覆層は、前記したようにセラミックス溶射
層あるいは耐蝕性金属溶射層における気孔が該樹脂系封
孔材により閉塞されている限りにおいて特に必要とされ
るものではないが、その層厚は５〜100μｍ、より好ま
しくは30〜60μｍ程度のものとされることが望ましい。

すなわち、層厚が５μｍ未満のものであるとセラミック
ス溶射層あるいは耐蝕性金属溶射層における気孔を十分
に閉塞できない虞れがあり、一方、層厚が100μｍを越
えるものであると、セラミックス溶射層によって付与さ
れる上部面、特に上部面凸部における適度な表面粗度
が、該樹脂被覆層によって埋められてしまい、施工初期
において、該覆い蓋が比較的滑りやすいものとなってし
まう虞れがあるためである。

（実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例１ 鋳鉄製の試験片基板表面にブラスト処理を行なった後、
ニッケル−アルミニウム粉末をガスプラズマガンを用い
て溶射し、層厚200μｍのニッケル−アルミニウム溶射
層を形成した。続いて、灰色を呈するセラミックス（グ
レーアルミナ）をガスプラズマガンにより溶射し、前記
ニッケル−アルミニウム溶射層上に層厚150μｍのセラ
ミックス溶射層を形成した。さらに封孔処理のために透
明なエポキシ系樹脂プレポリマーを塗布し、乾燥硬化さ
せて、層厚60μｍのエポキシ系樹脂封孔皮膜層を形成し
た。得られた試験片に対し以下に示すような条件下で、
摩耗性、滑り抵抗値（BPN）、汚れ性および皮膜の密着
力を試験した。結果を第１表に示す。

比較例１ 比較のために、鋳鉄製の試験片基板表面にエポキシ系樹
脂塗装を施した（膜厚約60μｍ）ものを作成した。得ら
れた試験片に対し、実施例１と同様に摩耗性、滑り抵抗
値（BPN）、汚れ性および皮膜の密着力を調べた。結果
を第１表に示す。

比較例２ 比較のために鋳鉄製の試験片基板表面にブラスト処理を
行なった後、灰色を呈するセラミックス（グレーアルミ
ナ）をガスプラズマガンにより溶射し、鋳鉄製基板表面
に層厚150μｍのセラミックス溶射層を直接形成したも
のを作成した。得られた試験片に関し、実施例１と同様
に摩耗性、滑り抵抗値（BPN）、汚れ性および皮膜の密
着力を調べた。結果を第１表に示す。

摩耗性試験 ボールオンディスク装置を用いて、得られた各試験片上
で鋼球のボールを用いて、加圧重量3.0Kg、回転数70rpm
にて回転させ、平均摩耗深さを測定した。

滑り抵抗値（BPN）測定試験 試験片表面をあらかじめ水で濡らした後、英国式ポータ
ブル・スキッドレジスタンステスターを用いて、滑り抵
抗値を測定した。

汚れ試験 インク汚れ：試験片表面に黒インクを１cm²当り1ccの割
合で塗布し、５分後に水洗し、その後に試験片表面に残
存する汚れの度合を目視により評価した。なお評価は、
汚れのほとんどなく極めて良好なものを◎、汚れのなく
良好なものを○、汚れの多少めだつものを△、汚れの極
めて多いものを×とする４段階評価により行なった。

ゴムタイヤスリップ汚れ：試験片表面でゴムタイヤ破片
を約10kgの荷重を加えて十回往復させて擦りつけた後、
タワシを用いて水洗し、その後に試験片表面に残存する
汚れの度合を目視により評価した。なお評価は、上記と
同様の４段階評価により行なった。

泥水汚れ：試験片表面に泥水をかけ、水洗の後に試験片
表面に残存する汚れの度合を目視により評価した。なお
評価は、上記と同様の４段階評価により行なった。

密着力試験 JIS H 8666により引張り試験を行ない基板表面に形成さ
れた皮膜の密着力を調べた。

（発明の効果） 以上述べたように本発明の覆い蓋は、上部面を凹凸とな
した路面に位置される覆い蓋であって、前記上部面にお
いて、凹凸とされた鉄系母材の表面上に全体にわたり耐
蝕性金属溶射層が形成され、また少なくとも凸部におい
ては前記耐蝕性金属溶射層上にセラミックス溶射層が形
成され、さらにその上から全体にわたり樹脂系封孔材に
より封孔処理が施され層厚５〜100μｍの樹脂被覆層が
形成されていることを特徴とするものであるから、表面
摩擦性が高くかつ耐摩耗性も良好であるから、路面に配
置された際における高い滑り防止効果を長期間に渡り発
揮するものであり、さらに彩色を施した際に施工初期の
色調を長期間維持することのできるものであって、機能
面および美的な面の双方において優れた覆い蓋である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の覆い蓋の一実施態様の構成を模式的に
示す断面図、第２図は本発明の覆い蓋の別の実施態様の
構成を模式的に示す平面図であり、また第３図は同実施
態様の断面図である。 １……鋳鉄母材、2,12……耐蝕性金属溶射層、3,13a,13
b,13c……セラミックス溶射層、4,14……樹脂被覆層、
5,15……上部面、６……下部面、７……周縁側面、8,18
……凸部、9,19……凹部、11……鋼板母材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−110863（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−186493（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−217476（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−120546（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭61−41273（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上部面を凹凸となした路面に配置される覆
   い蓋であって、前記上部面において、凹凸とされた鉄系
   母材の表面上に全体にわたり耐蝕性金属溶射層が形成さ
   れ、少なくとも凸部においては前記耐蝕性金属溶射層上
   にセラミックス溶射層が形成され、さらにその上から全
   体にわたり樹脂系封孔材による封孔処理が施され層厚５
   〜100μｍの樹脂被覆層が形成されていることを特徴と
   する覆い蓋。
2. 【請求項２】前記セラミックス溶射層を単色あるいは複
   数色の有色セラミックスにより構成し、また樹脂系封孔
   材として透明な樹脂系封孔材を用いるものである請求項
   第１項に記載の覆い蓋。