特許 6749259 導電塗料テープ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6749259

(24)【登録日】2020年8月13日

(45)【発行日】2020年9月2日

(54)【発明の名称】導電塗料テープ

(51)【国際特許分類】

   B32B 27/18 20060101AFI20200824BHJP

   B32B 27/32 20060101ALI20200824BHJP

   B32B 27/34 20060101ALI20200824BHJP

【ＦＩ】

   B32B27/18 J

   B32B27/32 Z

   B32B27/34

【請求項の数】2

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-15137(P2017-15137)

(22)【出願日】2017年1月31日

(65)【公開番号】特開2018-122467(P2018-122467A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2019年3月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000224123

【氏名又は名称】藤倉化成株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】仁平 達也

(72)【発明者】

【氏名】永坂 亮介

(72)【発明者】

【氏名】相澤 豪

【審査官】 清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６３−０４０２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１３８８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第００２５６７５６（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１８／００７０４４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２６３６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０２４１３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１４３５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第０３２５５９６２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 特開２０１６−１７８１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−０８１６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２２５４９７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ３２Ｂ １／００−４３／００

Ｇ０１Ｎ ２７／００−２７／１０

２７／１４−２７／２４

Ｃ０９Ｄ １／００−１０／００

１０１／００−２０１／１０

Ｃ０８Ｊ ７／０４−７／０６

Ｅ２１Ｄ １１／０４

Ｇ０１Ｌ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コンクリート構造物の表面に沿って配置されるとともに、長手方向に連続して導電塗料が塗布されることで導線となる導電塗料テープであって、
帯状に形成された伸縮性を有するテープ本体部と、
前記テープ本体部の表面に形成された伸縮性を有する導電塗料層とを備え、
前記テープ本体部は、高い伸縮性を有するポリオレフィン又はナイロンによって、伸縮が繰り返されたとしても破断することのないように形成されるとともに、
前記導電塗料層は、混合割合が55-65重量％となる銀粉と、混合割合が5-15重量％となるウレタン樹脂と、混合割合が25-35重量％となる有機溶剤とを含む導電塗料が塗布されることによって形成されていることを特徴とする導電塗料テープ。

【請求項2】

前記導電塗料層の表面はコーティング層によって被覆されていることを特徴とする請求項１に記載の導電塗料テープ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、長手方向に連続して導電塗料が塗布された導電塗料テープに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１，２に開示されているように、鉄筋コンクリート製のコンクリート構造物の表面に導電塗料を塗布することによって、ひび割れなどの変状の発生を検知させる方法が知られている。

【0003】

すなわち、導電塗料をコンクリート構造物の表面に塗布することによって電気回路を形成し、ひび割れの発生や拡大などによって電気回路が破断した場合に検知される構成となっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１６−２４１３９号公報

【特許文献2】特開２０１６−２４１３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら特許文献１，２に記載された導電塗料を塗布する構成は、不織布製の両面テープ又は切込みを入れたマスキングテープなどの切断されやすいテープ及び導電塗料の配合を使用した構成となっていた。

【0006】

要するに特許文献１，２に開示されている導電塗料保護テープ等は、検知部として使用されるものであり、ひび割れの発生等で破断することが必須の要件となる。

【0007】

一方で、特定の箇所のひび割れの発生等を検知させるためには、リード線などによって検知部と検知装置とを接続する必要がある。検知部と検知装置との距離が離れている場合は、リード線を配線することが難しい箇所が存在したり美観が悪化したりするなどの問題が生じる。

【0008】

また、導電塗料によって形成される検知部と電線であるリード線との接続箇所においては、異なる素材を接合させる困難性や電線の腐食などの問題が生じるおそれがある。

【0009】

そこで、本発明は、導電塗料によって形成される検知部に容易に接続できるうえに、破断しにくい構成の導電塗料が塗布された導電塗料テープを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記目的を達成するために、本発明の導電塗料テープは、長手方向に連続して導電塗料が塗布された導電塗料テープであって、帯状に形成された伸縮性を有するテープ本体部と、前記テープ本体部の表面に形成された伸縮性を有する導電塗料層とを備えたことを特徴とする。

【0011】

ここで、前記導電塗料層は、銀粉とウレタン樹脂と有機溶剤とを含む配合とすることができる。好ましくは、前記銀粉の混合割合が55-65重量％、前記ウレタン樹脂の混合割合が5-15重量％、前記有機溶剤の混合割合が25-35重量％となる配合にする。

【0012】

また、前記導電塗料層の表面はコーティング層によって被覆されている構成とすることができる。さらに、前記テープ本体部は、ポリオレフィン又はナイロンによって形成されているものを使用することができる。

【発明の効果】

【0013】

このように構成された本発明の導電塗料テープは、伸縮性を有するテープ本体部の表面に伸縮性を有する導電塗料層が形成される。このため、検知を予定していない箇所でひび割れが発生したり、亀裂が開閉したりしても、破断することがなく、電気回路の通電状態を維持させることができる。

【0014】

また、検知部が導電塗料を塗布することによって構成されている場合は、検知部に接続させ易いうえに、外観を同質にすることができる。さらに、導電塗料層の表面をコーティング層によって被覆することで、導電塗料テープが伸縮しても、導電塗料層が剥離しにくくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本実施の形態の導電塗料テープの構成を説明する断面図である。

【図2】導電塗料テープの適用箇所を例示した説明図である。

【図3】導電塗料テープ及び検知部の構成を説明する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の導電塗料テープ１の構成を説明する断面図、図２は導電塗料テープ１の適用箇所を例示した概略図、図３は図２の具体的な構成を説明する断面図である。

【0017】

本実施の形態の導電塗料テープ１は、帯状に形成された伸縮性を有するテープ本体部３と、そのテープ本体部３の表面に形成された伸縮性を有する導電塗料層２とによって主に構成される。

【0018】

テープ本体部３は、高い伸縮性を有する素材によって形成される。例えば、テープ本体部３として、ポリオレフィン系樹脂材料が使用できる。具体的には耐熱性の高いファインラインテープ（製品番号2800、３Ｍ社製）などが使用できる。また、ナイロンなどの伸縮性のある素材によってテープ本体部３を形成することもできる。

【0019】

このような伸縮性に優れた合成樹脂材料で形成されたテープ本体部３は、伸縮が繰り返されたとしても破断することなく、変形に追従することができる。また、導電塗料層２及び後述する下塗り材５との相性が良く、密着性を高め剥離し難くすることができる。

【0020】

一方、導電塗料層２は、伸縮性に優れた配合とされる。導電塗料によってひび割れを検知させるためには、引っ張り抵抗を小さくして破断しやすくする必要がある。例えば、検知箇所に使用される導電塗料には、伸縮性に乏しいポリエステルなどが配合される。

【0021】

これに対して、導電塗料層２には、伸縮性に優れた樹脂が配合される。例えば、導電塗料層２を形成するために塗布する導電塗料には、フィラーとなる銀粉と、伸縮性の高いウレタン樹脂と、有機溶剤とが配合される。有機溶剤には、シンナーなどの希釈剤が使用される。

【0022】

導電塗料層２を形成するための導電塗料の配合としては、例えば銀粉の混合割合が55-65重量％、ウレタン樹脂の混合割合が5-15重量％、有機溶剤の混合割合が25-35重量％とすることができる。

【0023】

さらに、導電塗料層２の表面は、必要に応じてコーティング層４によって被覆させることができる。アクリル樹脂などのコーティング層４で被覆することで、耐紫外線性や防水性などの耐久性を向上させることができる。

【0024】

また、導電塗料層２の表面をコーティング層４で被覆することで、導電塗料テープ１が伸縮を繰り返しても、導電塗料層２がテープ本体部３から剥離しにくくすることができる。

【0025】

テープ本体部３と表面Ｍ１との間に介在させる下塗り材５には、エポキシ樹脂などが使用できる。下塗り材５をプライマーとして介在させることによって、コンクリート構造物Ｍなどの表面Ｍ１に凹凸がある検知対象物との不陸が調整できるうえに、コンクリート構造物Ｍ側への漏電を防ぐことができる。

【0026】

本実施の形態の導電塗料テープ１は、電気回路を形成することが可能な帯状の導電素材となる。このため、図１に示すように、検知装置６のリード線６１，６１の端部を導電塗料テープ１の導電塗料層２の両端に接続すれば、通電状態を検知させることができる。

【0027】

図２は、上述した導電塗料テープ１の適用箇所を例示した説明図である。ＰＣ桁（プレストレストコンクリート桁）などのコンクリート構造物Ｍは、ひび割れが発生する箇所によって損傷の程度が把握できる場合がある。例えばＰＣ桁に複数のＰＣ鋼材によってプレストレスト力が導入されている場合、ひび割れＣの発生箇所によって、どの位置のＰＣ鋼材が不良状態又は破断しているかがわかることがある。

【0028】

このようなひび割れＣを検知させる場合に、コンクリート構造物Ｍの表面Ｍ１に沿って塗布される導電塗料を、すべて破断しやすい構成にして検知装置６に接続すると、着目したいひび割れＣ箇所以外でひび割れが発生しても、導電塗料が破断して検知してしまうことになる。

【0029】

そこで、図２に示すように、ひび割れＣの発生を検知させたい箇所のみに検知部７を設け、それ以外は上記した導電塗料テープ１，１で構成する。例えば、検知装置６の一方のリード線６１に導電塗料テープ１の一端を接続し、着目したいひび割れＣ発生箇所の手前まで延伸させる。

【0030】

ひび割れＣ着目箇所では、導電塗料テープ１の端部から破断しやすい検知部７をコ字状に配線する。そして、検知部７の他端に別の導電塗料テープ１の端部を接続し、検知装置６の他方のリード線６１に接続させることで電気回路を形成する。

【0031】

ここで、図３を参照しながら、検知部７の構成について説明する。検知部７は、帯状に形成された破断しやすいテープ部７２と、そのテープ部７２の表面に形成された破断しやすい検知塗料層７３とによって主に構成される。

【0032】

テープ部７２には、不織布テープやポリエステル製のマスキングテープなどが使用できる。破断しにくい素材でテープ部７２を構成する場合は、スリットなどの切り込みを入れるなどして、所望する力が作用した際に破断されるようにしておく。

【0033】

また、検知塗料層７３には、例えば、フィラーとなる銀粉と伸縮性に乏しいポリエステル樹脂と有機溶剤とが配合される。有機溶剤には、シンナーなどの希釈剤が使用される。

【0034】

一方、検知部７の下塗り材７１とコーティング層７４については、導電塗料テープ１と同様の材料を使用することができる。例えば、下塗り材７１にはエポキシ樹脂、コーティング層７４にはアクリル樹脂が使用できる。

【0035】

次に、本実施の形態の導電塗料テープ１の使用方法及び導電塗料テープ１の作用について説明する。

【0036】

図２に示すように、コンクリート構造物ＭとなるＰＣ桁の側面（表面Ｍ１）のある箇所に発生するひび割れＣを検知させるために導電塗料テープ１を使用する場合について説明する。

【0037】

検知装置６は、足場が存在する桁端部や橋脚位置など管理者がアクセスしやすい箇所に設置される。このため検知装置６と、ひび割れＣを検知したい箇所とが遠く離隔する場合がある。ひび割れＣを検知させたい箇所には、側面視コ字形に検知部７を設ける。

【0038】

そして、この検知部７の折り返された両端から、検知装置６の設置箇所に向けて導電塗料テープ１，１を延伸させる。検知装置６のリード線６１は、図１に示すように導電塗料テープ１の導電塗料層２に接続させる。リード線６１と導電塗料層２との接続は、検知装置６の周辺で行われるため、リード線６１の腐食や外れなどの不具合などが発生すれば、すぐに見つけることができる。

【0039】

導電塗料テープ１を敷設するためには、図３に示すように、まずコンクリート構造物Ｍの表面Ｍ１にエポキシ樹脂を下塗り材５として塗布する。検知部７を設ける箇所の表面Ｍ１にも、同様にエポキシ樹脂を下塗り材７１として塗布する。

【0040】

そして、検知部７とする箇所には、下塗り材７１の上に幅5mm程度のテープ部７２を貼り付ける。また、導電塗料テープ１とする箇所には、下塗り材５の上に幅5mm程度のテープ本体部３を貼り付ける。

【0041】

続いて、導電塗料層２を形成するために、テープ本体部３の表面に、銀粉とウレタン樹脂と有機溶剤とが配合された導電塗料を、小口径のスプレーガンで吹き付ける。また、テープ部７２の表面には、銀粉とポリエステル樹脂と有機溶剤とが配合された導電塗料を吹き付けて、検知塗料層７３を形成する。吹き付けによる検知塗料層７３の厚さ（膜厚）は、0.05mm程度である。導電塗料層２の膜厚は、検知塗料層７３よりも厚くすることができる。

【0042】

ここで、導電塗料層２と検知塗料層７３は、配合は異なるが同質の導電塗料の吹き付けによって形成されるため、容易に連続性を確保することができる。導電塗料層２と検知塗料層７３との接続箇所は、設置作業後は近付きにくくなる場合があるが、一体性の高い接続がされることで管理負担を減らすことができる。

【0043】

さらに、導電塗料層２と検知塗料層７３の表面には、アクリル樹脂を吹き付けることによってコーティング層４，７４を形成する。コーティング層４，７４を設けることで、耐久性を向上させることができる。

【0044】

このようにして導電塗料テープ１と検知部７と検知装置６とによって形成された電気回路を使用して、検知装置６によるひび割れＣ１の検知を行わせる。ここで、ひび割れＣ１が発生する前に、導電塗料テープ１の敷設区間に亀裂Ｃ２が発生していたとする。

【0045】

鉄道橋梁のＰＣ桁（コンクリート構造物Ｍ）を列車が通過すると、その列車走行荷重によって亀裂Ｃ２が開閉することがある。この亀裂Ｃ２の開閉に追従できず導電塗料が破断してしまうと、ひび割れＣ１を検知することができなくなる。

【0046】

これに対して亀裂Ｃ２に跨って配置された導電塗料テープ１は、伸縮性に優れているため、亀裂Ｃ２が開閉を繰り返したり、幅が広がったりしても、破断されることなく通電し続けることができる。例えば、亀裂Ｃ２が1mm程度広がっても、導電塗料テープ１は破断することなく通電状態を維持することができる。

【0047】

一方、ひび割れＣ１が発生又は広がった場合は、検知部７が破断することで通電が遮断されて、検知装置６によってすぐに検知することができる。すなわち、検知部７のテープ部７２及び検知塗料層７３は、伸縮性に乏しいため、ひび割れＣ１の発生又は拡大によって作用する引張力に対抗しきれず、破断を起すことになる。例えば、0.3mm程度のひび割れＣ１が発生した場合に、検知部７は破断される。但し、25％程度の検知誤差があると言われている。

【0048】

このように構成された本実施の形態の導電塗料テープ１は、伸縮性を有するテープ本体部３の表面に伸縮性を有する導電塗料層２が形成される。このため、検知を予定していない箇所でひび割れが発生したり、亀裂Ｃ２が開閉したりしても、破断することがなく、電気回路の通電状態を維持させることができる。

【0049】

また、検知部７が導電塗料を塗布することによって構成されている場合は、導電塗料層２と馴染みが良く、容易に検知部７の検知塗料層７３に連続させることができる。

【0050】

さらに、導電塗料層２と検知塗料層７３とは同じ銀粉をフィラーとする導電塗料であるため、外観が同質になり、コンクリート構造物Ｍの表面Ｍ１に露出していても美観が損なわれるのを抑えることができる。

【0051】

また、導電塗料層２及び検知塗料層７３の表面をコーティング層４，７４によって被覆することで、紫外線などによる劣化を抑えて耐久性を向上させることができる。

【0052】

さらに、導電塗料層２の表面がコーティング層４によって被覆されることで、亀裂Ｃ２の開閉などで導電塗料テープ１が伸縮を繰り返しても、導電塗料層２がテープ本体部３から剥離するのを抑えることができる。

【0053】

また、導電塗料テープ１と組み合わせて検知部７を配置する範囲を限定することで、ひび割れの発生箇所を迅速に特定することができるようになり、鋼板補強などによる部分的補強を合理的かつ経済的に行うことが可能になる。

【0054】

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0055】

例えば前記実施の形態では、コンクリート構造物Ｍの表面Ｍ１に導電塗料テープ１を敷設する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、踏切棒の破損を検知させたり、ＦＲＰ（繊維補強プラスチック）の損傷を検知させたりする際にも、導電塗料テープ１を導線などとして利用することができる。

【符号の説明】

【0056】

１ 導電塗料テープ
２ 導電塗料層
３ テープ本体部
４ コーティング層

【図1】

【図2】

【図3】