JP2013104467A - 曲げ限界警告表示付き長尺部材 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単に配管等の長尺部材が最小曲げ半径以上に曲げられていないかを判別可能な曲げ限界警告表示付き長尺部材を提供する。
【解決手段】円弧状に変形可能な長尺体１０と、長尺体１０の外周面に付与され、少なくとも着色剤を含んで構成され、且つ長尺体１０の直径をＤ、長尺体１０の曲げ内周部で計測する長尺体１０の最小曲げ半径をａＤとしたときに、伸びの限界Ｓが下記式（１）を満たす曲げ限界警告表示手段２０と、を備えた曲げ限界警告表示付き長尺部材。
式（１） Ｓ［％］＝１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）
【選択図】図１

Description

本発明は、長尺部材が最小曲げ半径よりも小さく曲げられたか否かを容易に判別可能な曲げ限界警告表示付き長尺部材に関する。

例えば、住宅等で水道管を住宅などに引き込む際には、土中に埋設された硬質な配管（例えば、塩ビ管など）を地上まで立ち上げ、屋内に配策するための可撓性を有する配管、例えば、ポリブデン管などとヘッダー等を介して連結している。
また、屋内では、可撓性を有する配管を各々の接続先に向けて曲げて使用している。

これらのパイプやその他ケーブル等に対し印字を行う方法が開示されている（例えば特許文献１〜４参照）。
また、ローラポンプ用チューブにおいて、チューブの捩れの程度を容易に判別することができるように、捩れ装着防止マークを連続したラインを２色同時に成形する方法が開示されている（例えば特許文献５参照）。

特開２００１−２７０１５９号公報 実開昭６１−００７６９０号公報 特開２００３−１１１２３４号公報 特開２００７−１７０６５９号公報 特開２０００−１５４７８４号公報

可撓性を有する配管は、曲げることができるため施工性が良く、その点がセールスポイントとなっているが、曲げ過ぎると配管の信頼性（寿命）低下につながることが分かっている。
このため、最小曲げ半径（配管を曲げても良い限界）をカタログや施工指導で注意喚起しているが、誤って最小曲げ半径よりも小さく曲げてしまう場合がある。
また、施工現場にて配管の曲げ部分の半径を測定することは煩雑な作業である。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、簡単に配管等の長尺部材が最小曲げ半径以上に曲げられていないかを判別可能な曲げ限界警告表示付き長尺部材を提供することを目的とする。

前記目的は以下の本発明によって達成される。
請求項１に記載の発明は、円弧状に変形可能な長尺体と、前記長尺体の外周面に付与され、少なくとも着色剤を含んで構成され、且つ前記長尺体の直径をＤ、前記長尺体の曲げ内周部で計測する前記長尺体の最小曲げ半径をａＤとしたときに、伸びの限界Ｓが下記式（１）を満たす曲げ限界警告表示手段と、を備えた曲げ限界警告表示付き長尺部材である。
式（１） Ｓ［％］＝１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）

直径がＤで、最小曲げ半径が直径Ｄのａ倍であることが分かっている長尺体が最小曲げ半径にまで円弧状に曲げられた場合、円弧状に曲げられた長尺体の円弧の半径方向最外部分の伸び（％）は「１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）」で表される。
請求項１に記載の曲げ限界警告表示付き長尺部材では、長尺体の外周面に、伸びの限界Ｓ［％］＝１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）である曲げ限界警告表示手段を備えている。長尺体を最小曲げ半径を超えて曲げた際には、円弧状に曲げられた長尺体の円弧の半径方向最外部分の伸びが１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）を超えるため、曲げ限界警告表示手段の伸びは限界値を超える。伸びの限界Ｓを超えた曲げ限界警告表示手段は、長尺体の外周面、詳しくは円弧状に曲げられた長尺体の円弧の半径方向最外部分で剥離を生じる。その結果、曲げ限界警告表示手段を目視するだけで、長尺体が最小曲げ半径よりも小さく曲げられたことが容易に判別できる。これにより、長尺体の耐久性の低下等を防止することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の曲げ限界警告表示付き長尺部材において、前記長尺体が、管状体である。
請求項２に記載の曲げ限界警告表示付き長尺部材では、管状体が最小曲げ半径よりも小さく曲げられたことが容易に判別できる。これにより、管状体の潰れや、耐久性の低下を防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の曲げ限界警告表示付き長尺部材において、前記曲げ限界警告表示手段が、前記長尺体の周方向の８０％以上に形成されている。
曲げ限界警告表示手段は、円弧状に曲げられた長尺体の円弧の半径方向最外部分で剥離する。長尺体は、どの方向に曲げられるかは決まっていないため、長尺体をどの方向に曲げても、円弧状に曲げられた長尺体の円弧の半径方向最外部分及びその近傍で曲げ限界警告表示手段が剥離するように、曲げ限界警告表示手段は、請求項３に記載の曲げ限界警告表示付き長尺部材のように、長尺体の周方向の８０％以上に形成することが好ましい。

以上説明したように、本発明の曲げ限界警告表示付き長尺部材によれば、簡単に長尺部材が最小曲げ半径以上に曲げられていないかを判別することができる、という優れた効果を有する。

本発明の曲げ限界警告表示付き長尺部材の一例を示す斜視図である。 （Ａ）は直線状に延びた状態の本発明の曲げ限界警告表示付き長尺部材を、（Ｂ）は曲げた状態の本発明の曲げ限界警告表示付き長尺部材を表す図である。 本発明の曲げ限界警告表示付き長尺部材の他の一例を示す斜視図である。 本発明の曲げ限界警告表示付き長尺部材の他の一例を示す斜視図である。

図１にしたがって、本発明の曲げ限界警告表示付き長尺部材の一実施形態にかかる配管用のパイプを説明する。

図１に示すように、本実施形態における長尺体の一例としてのパイプ１０は、可撓性を有するパイプであり、例えば、住宅等の給水系統に用いられるものである。
パイプ１０の外周面には、曲げ限界警告表示手段２０が印刷されている。

−式の説明−
ここで、直線状に形成されたパイプ１０が円弧状に曲げられた時の、曲げ限界警告表示手段２０の伸びの限界Ｓ［％］と、パイプ１０の径Ｄと、パイプ１０の最小曲げ半径ａＤとの関係を示す下記式（１）を得た過程を以下に説明する。
式（１） Ｓ［％］＝１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）
尚、図２（Ａ）および図２（Ｂ）では、パイプ１０の外周面に印刷されている曲げ限界警告表示手段２０として、円弧状に曲げられた時に半径方向最外部分となる領域の曲げ限界警告表示手段２０のみを示し、それ以外の外周面に印刷されている曲げ限界警告表示手段２０を省略している。

図２（Ａ）に示すように、直線状に延びた初期状態のパイプ１０では、曲げ限界警告表示手段長さαと、パイプ長さ（パイプの中心線ＣＬの長さ）βとは同一である。
図２（Ｂ）に示すように、パイプ１０を円弧状に曲げると、パイプ長さ（中心線ＣＬの長さ）は変わらないが、円弧の半径方向最外部分は引き伸ばされるので、円弧の半径方向最外部分（曲げ限界警告表示手段２０）はパイプ長さよりも長くなる。

ここで、パイプ１０を曲げても良い限界が円の１／４の円弧となる場合を想定すると、パイプ１０の直径をＤ、円弧状（１／４円弧）に曲げられたパイプ１０の曲げ内周部で計測するパイプ１０の最小曲げ半径をａＤ（直径Ｄのａ倍）、としたときに、パイプ中心部の半径寸法Ａは「Ａ＝ａＤ＋０．５Ｄ」となり、１／４円弧に曲げられたパイプ１０の中心部の長さＬＡは「ＬＡ＝Ａ×２×π×１／４＝（ａＤ＋０．５Ｄ）×２×π×１／４」となる。
一方、パイプ１０の円弧の半径方向最外部分の半径寸法Ｂは「Ｂ＝ａＤ＋Ｄ」となり、１／４円弧に曲げられたパイプ１０の円弧の半径方向最外部分の長さＬＢは「ＬＢ＝Ｂ×２×π×１／４＝（ａＤ＋Ｄ）×２×π×１／４」となる。

円弧の半径方向最外部分の伸びは「ＬＢ／ＬＡ」であるので、「伸び＝ＬＢ／ＬＡ＝{（ａＤ＋Ｄ）×２×π×１／４}／{（ａＤ＋０．５Ｄ）×２×π×１／４}＝{（ａＤ＋Ｄ）×２}／{（ａＤ＋０．５Ｄ）×２}＝（２ａＤ＋２Ｄ）／（２ａＤ＋Ｄ）」、即ち円弧の半径方向最外部分の伸び［％］は「１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）」となる。
したがって、直径がＤとされたパイプ１０の最小曲げ半径がａＤ（直径Ｄのａ倍）の場合、「伸びの限界Ｓ［％］＝１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）」である曲げ限界警告表示手段２０をパイプ１０の外周面に備えることで、円弧状に曲げられたパイプ１０の円弧の半径方向最外部分の伸びが１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）を超えた際に曲げ限界警告表示手段２０がパイプ１０から剥離する。

−曲げ限界警告表示付き長尺部材の態様−
本実施形態における長尺体の一例としてのパイプ１０は、前述の通り可撓性を有するパイプである。該パイプ１０としては、例えばポリブテン樹脂からなるパイプ１０が好適なものとして挙げられ、またその他ポリプロピレン、ポリエチレン、架橋ポリエチレン等の表面エネルギーの高い樹脂からなるパイプも用いることができる。
また、長尺体は、中実の棒状部材であっても良い。

パイプ１０の外周面には、曲げ限界警告表示手段２０が印刷されている。該曲げ限界警告表示手段２０は、例えば、溶媒（メチルエチルケトン等）中に着色剤（クロム錯塩染料等）が分散されたインクと、メチルエチルケトンやアセトン等を含む補力液と、が混合されてなる塗布液を用いて形成することができる。具体的には、上記塗布液を直線状に保ったパイプ１０の外周面全体に印刷して乾燥させることで曲げ限界警告表示手段２０が形成される。

尚、上記印刷方法としては、特に限定されるものではなく、インクジェット印刷、スプレー塗布、浸漬塗布、ハケによる塗布等、一般的な印刷方法（塗布方法）が用いられる。

尚、当然曲げ限界警告表示手段２０は、前述の染料を含有するインクと前記補力液とを混ぜたものをパイプ表面に印刷する態様には限られず、所望の伸びでパイプ１０表面から剥がれるものであれば、上記構成以外のものであっても良い。例えば、着色剤として顔料を用いたものも用いることができる。

図１および図２（Ａ），（Ｂ）では、曲げ限界警告表示手段２０がパイプ１０の外周全体に印刷された態様を示している。尚、本発明においてはこの態様に限定されるものではなく、つまり外周全体に印刷されていなくても良い。但し、曲げ限界警告表示手段２０は、パイプ１０の全周の８０％以上に設けられていることが好ましい。
例えば、曲げ限界警告表示手段２０は、図３に示すように、パイプ１０の外周面にスパイラル状に印刷されていても良い。
また、図４に示すように、パイプ１０の長手方向に沿って延びる帯状の曲げ限界警告表示手段２０を複数本印刷しても良い。

−伸びの限界Ｓ−
曲げ限界警告表示手段２０の伸びの限界Ｓは、例えば材料の選択や、塗布液中の着色剤の濃度の調整、曲げ限界警告表示手段２０の膜厚の調整によりコントロールすることができる。

例えば、直径がＤとされたパイプ１０の最小曲げ半径が１０Ｄ（直径Ｄの１０倍）の場合、円弧の半径方向最外部分（曲げ限界警告表示手段２０が付与されている部分）の伸びは約１０５％となるので、曲げ限界警告表示手段２０は伸びの限界Ｓを１０５％に設定する。
具体例を挙げると、メチルエチルケトン（溶媒）８０〜９０質量％およびクロム錯塩染料（着色剤）１〜１０質量％を含むインクと、メチルエチルケトン９０〜９５質量％およびアセトン５〜１０質量％を含む補力液と、を５：５の質量比にて混合した塗布液を用いて印刷・乾燥し形成することで上記伸びの限界Ｓを満たす曲げ限界警告表示手段２０が得られる。

また、曲げ限界警告表示手段２０の膜厚としては、特に限定されるものではないが、３〜７μｍの範囲が好ましい。上記上限値以下であることにより、パイプ１０と曲げ限界警告表示手段２０の間の摩擦が大きくなり過ぎず、剥離しやすくなることが抑制される。一方上記下限値以上であることにより、曲げ限界警告表示手段２０の耐久性が保たれ剥離しやすくなることが抑制される。

尚、曲げ限界警告表示手段２０における伸び限界Ｓの測定は、パイプ１０を所定の半径で曲げ、曲げ限界警告表示手段２０が剥がれるタイミングにより測定する。パイプ１０の最小曲げ半径が決まれば、その最小曲げ半径での曲げ限界警告表示手段２０における表面の伸びが計算でき、曲げ限界警告表示手段２０の伸びの限界が設定される。

−作用−
このように、本実施形態のパイプ１０には、最小曲げ半径を超えて小さく曲げた際に剥離する曲げ限界警告表示手段２０が外周面に印刷されているので、例えば、施工後に曲げられた部分のパイプ外面の曲げ限界警告表示手段２０を目視し、曲げ限界警告表示手段２０が剥がれ落ちているか否かを判断することで、パイプ１０が最小曲げ半径を超えて小さく曲げられているか否かを、メジャー等で実際の曲げ半径を計測する事無く容易に判断することができる。

尚、パイプ１０を最小曲げ半径以上に曲げた際に曲げ限界警告表示手段２０の剥れが生じるメカニズムは、以下のように考えられる。
即ち、パイプ１０を最小曲げ半径以上に曲げた際、半径方向最外部分が伸ばされて曲げ限界警告表示手段２０もパイプ１０に合わせて伸ばされる。曲げ限界警告表示手段２０は伸び限界値まで到達すると破断し、破断した後の曲げ限界警告表示手段２０は収縮しようとする一方で、パイプ１０はさらに伸びようとし、曲げ限界警告表示手段２０は収縮の方向、パイプ１０は伸長の方向と逆方法の挙動が起こり、両者の接着面にせん断力が発生する。該せん断力により接着面が破壊され、その結果パイプ１０外周面上の曲げ限界警告表示手段２０にはひび割れ等が発生して粉末化され、剥がれが生じるものと考えられる。

なお、曲げ限界警告表示手段２０は、パイプ１０から剥がれても、パイプ表面に残ることもあるので、念のため、息を吹きかけたり、軽く触る等して、曲げ限界警告表示手段２０が剥がれているか否かを確かめることが好ましい。

曲げ限界警告表示手段２０の色は特に問わないが、不透明であることが好ましく、パイプ１０と異なる色としたり、同じ色であれば濃度を変えることで、曲げ限界警告表示手段２０の剥がれを目視し易くすることが好ましい。

［実験例］
ここで、本発明に係る曲げ限界警告表示手段２０を有するパイプ１０であれば、最小曲げ半径を超えて小さく曲げた際に、パイプ１０が最小曲げ半径を超えて小さく曲げられているか否かを容易に判断することができるか否かについて、実験を行った。

・塗布液の調製
メチルエチルケトン（溶媒）８０〜９０質量％およびクロム錯塩染料（着色剤）１〜１０質量％を含むインクと、メチルエチルケトン９０〜９５質量％およびアセトン５〜１０質量％を含む補力液と、を５：５の質量比にて混合し、塗布液を得た。

・印刷
外径１７ｍｍのポリブテンパイプ（１３Ｊパイプ、(株)ブリヂストン製）をまっすぐな状態に保ち、上記塗布液をインクジェット法によりパイプの外周面全面に印刷し、乾燥した。乾燥後の曲げ限界警告表示手段の厚みは約５μｍであった。
尚、上記ポリブテンパイプ（１３Ｊパイプ）の最小曲げ半径は、パイプの半径（Ｄ）に対し「１０Ｄ」となる際の曲げ半径（カタログに規定された値）である。

・曲げ試験
上記より得た曲げ限界警告表示手段を有するパイプを、曲げ半径が１０Ｄを超えるまで曲げると、曲げ限界警告表示手段にヒビが入ってパイプの外周面に乗っかっているだけの状態になり、指で軽く擦る程度で剥がれ落ちた。これにより、パイプが最小曲げ半径を超えて小さく曲げられているか否かが容易に判断できた。
尚、まっすぐな状態や、曲げ半径が１０Ｄ未満の曲げが緩い状態では剥がれは発生しなかった。

１０ パイプ（長尺体）
２０ 曲げ限界警告表示手段
Ａ 半径寸法
Ｂ 半径寸法
ＣＬ 中心線
Ｄ 直径

Claims (3)

1. 円弧状に変形可能な長尺体と、
   前記長尺体の外周面に付与され、少なくとも着色剤を含んで構成され、且つ前記長尺体の直径をＤ、前記長尺体の曲げ内周部で計測する前記長尺体の最小曲げ半径をａＤとしたときに、伸びの限界Ｓが下記式（１）を満たす曲げ限界警告表示手段と、
   を備えた曲げ限界警告表示付き長尺部材。
   式（１） Ｓ［％］＝１００×（２ａ＋２）／（２ａ＋１）
2. 前記長尺体は、管状体である、請求項１に記載の曲げ限界警告表示付き長尺部材。
3. 前記曲げ限界警告表示手段は、前記長尺体の周方向の８０％以上に形成されている、請求項１または請求項２に記載の曲げ限界警告表示付き長尺部材。

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