(57)【要約】【課題】２次加工後も安定した形状の成形体を提供することを課題とする。【解決手段】合成樹脂が２次加工された成形体であって、前記合成樹脂の損失正接（ｔａｎδ）が最大となるときの温度＋１５℃の温度をＴ１（℃）、該Ｔ１＋３０℃の温度をＴ２（℃）としたとき、前記Ｔ１から前記Ｔ２の範囲における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）は、前記Ｔ１における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内であり、前記合成樹脂がＴ１＋１５℃以上の温度に加熱されて２次加工された成形体である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂が２次加工された成形体であって、
前記合成樹脂の損失正接（ｔａｎδ）が最大となるときの温度＋１５℃の温度をＴ１（℃）、該Ｔ１＋３０℃の温度をＴ２（℃）としたとき、
前記Ｔ１から前記Ｔ２の範囲における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）は、前記Ｔ１における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内であり、
前記合成樹脂がＴ１＋１５℃以上の温度に加熱されて２次加工された成形体。
【請求項２】
前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が前記Ｔ１における貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内にある温度範囲で、前記合成樹脂が加熱されて２次加工された請求項１に記載の成形体。
【請求項３】
前記成形体は、管状体である請求項１または２に記載の成形体。
【請求項４】
前記管状体の外径は、３５ｍｍ以下である請求項３に記載の成形体。
【請求項５】
前記管状体の肉厚は、１０ｍｍ以下である請求項３または４に記載の成形体。
【請求項６】
合成樹脂を２次加工する加工方法であって、
前記合成樹脂の損失正接（ｔａｎδ）が最大となるときの温度＋１５℃の温度をＴ１（℃）、該Ｔ１＋３０℃の温度をＴ２（℃）としたとき、
前記Ｔ１から前記Ｔ２の範囲における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）は、前記Ｔ１における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内であり、
前記合成樹脂をＴ１＋１５℃以上の温度に加熱して２次加工する加工方法。
【請求項７】
少なくとも前記合成樹脂を含有する管状体の加工方法であって、
前記管状体の全外周を覆う賦形形状に彫り込まれた賦形型に前記管状体を沿わせて設置し、
前記管状体を前記賦形型に設置した状態で前記管状体の内部から圧力を加える請求項６に記載の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、合成樹脂が加工された成形体、及び合成樹脂の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂製の管状体が曲げ加工された製品が広く販売されている。
樹脂製の管状体を曲げ加工する方法としては、次のように行うことが一般的である。まず、原管となる管状体を曲げ変形が可能となる温度まで加熱し、次いで潰れを防止するための中芯材を管状体内に挿入し、そして所望の形状に倣ったキャビティを備えた型によって管状体を型締めして変形させる。変形後は、型の内部で管状体を冷却してから、型開きし、管状体から中芯材を抜き取る。これにより、所望の曲げ角に曲げられた管状体が得られる。
このような管状体の加工方法については、例えば特許文献１〜３に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公平４−４２９７４号公報
【特許文献２】特開平５−６９４８０号公報
【特許文献３】特公平６−５５４３０号公報
【特許文献４】特開平７−２２３２７４号公報
【特許文献５】特開２００８−２８４７１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在、架橋性樹脂製の管状体が開発されており、当該管状体の曲げ加工方法について研究されている。
架橋性樹脂の特徴としては、架橋化することにより耐熱性、耐油性、耐クリープ性などの熱的安定性、化学的安定性、機械的特性が向上安定化することである。
しかしながら、架橋性樹脂は上記の特徴を有するために、架橋化してしまうと曲げなどの加工が極めて難しい問題がある。例えば、特許文献１〜３に開示されている方法では、架橋性樹脂製の管状体を曲げ加工を施すことは困難である。
【０００５】
そのため、従来では、架橋前の状態又は架橋度を低減した状態で管状体の曲げ加工を行っていた。例えば、特許文献４、５に架橋性樹脂製の管状体の曲げ加工方法が開示されている。
特許文献４には、架橋前の未反応状態で曲げを行い、続いて、管内に熱媒を通してベース材と架橋材とを反応させることで、架橋性樹脂製の管状体を曲げ加工することが開示されている。特許文献５には、管状体が溶融しない程度のある一定の架橋度までで架橋化させてから、管状体を加熱して曲げ加工することが開示されている。
しかしながら、特許文献４、５に開示された方法では、曲げ加工後に最終の架橋度まで架橋化させる工程が必要となるため、架橋工程において管状体に余計な負荷が掛かると形状が崩れてしまう虞がある。そのため、加工後の形状に合わせた保持具、安全具が必要となる。また、曲げ加工工程から架橋工程までの時間や温度管理も必要である。
よって、特許文献４、５に記載された方法では、曲げ加工後工程から架橋工程までの形状変化を考慮しつつ、工程間の時間管理、温度管理が必要であった。
【０００６】
そこで、本願では曲げ加工等の２次加工後も安定した形状の成形体、及び、２次加工後の後処理が不要な加工方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の１つの態様は、
合成樹脂が２次加工された成形体であって、前記合成樹脂の損失正接（ｔａｎδ）が最大となるときの温度＋１５℃の温度をＴ１（℃）、該Ｔ１＋３０℃の温度をＴ２（℃）としたとき、前記Ｔ１から前記Ｔ２の範囲における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）は、前記Ｔ１における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内であり、前記合成樹脂がＴ１＋１５℃以上の温度に加熱されて２次加工された成形体、である。
【０００８】
好ましくは、前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が前記Ｔ１における貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内にある温度範囲で、前記合成樹脂が加熱されて２次加工されている成形体である。
【０００９】
また、前記成形体は管状体であることが好ましい。そして、前記管状体の外径は３５ｍｍ以下であることが好ましく、前記管状体の肉厚は１０ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１０】
また、上記課題を解決するための本発明の１つの態様は、
合成樹脂を２次加工する加工方法であって、前記合成樹脂の損失正接（ｔａｎδ）が最大となるときの温度＋１５℃の温度をＴ１（℃）、該Ｔ１＋３０℃の温度をＴ２（℃）としたとき、前記Ｔ１から前記Ｔ２の範囲における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）は、前記Ｔ１における前記合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内であり、前記合成樹脂をＴ１＋１５℃以上の温度に加熱して２次加工する加工方法、である。
【００１１】
前記加工方法は、少なくとも前記合成樹脂を含有する管状体の加工方法であって、前記管状体の全外周を覆う賦形形状に彫り込まれた賦形型に前記管状体を沿わせて設置し、前記管状体を前記賦形型に設置した状態で前記管状体の内部から圧力を加えることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の成形品によれば、２次加工後も安定した形状の成形体を提供することができる。また、本発明の加工方法によれば、２次加工後の後処理が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】架橋ポリエチレン樹脂の粘弾性挙動の代表例を示した図である。
【図２】超高分子量ポリエチレンの粘弾性挙動の代表例を示した図である。
【図３】加工方法１０のフローチャートである。
【図４】加工方法１０における各工程と温度との関係を示した図である。
【図５】合成樹脂管全体を覆う賦形型に合成樹脂管を設置する方法を説明した図である。
【図６】合成樹脂管の加熱した部分のみを覆う賦形型に合成樹脂管を設置する方法を説明した図である。
【図７】曲げ形状に対して直角方向の割り面を有する賦形型の概略図である。
【図８】複数箇所の曲げ加工を行う賦形型に合成樹脂管を設置する方法を説明した図である。
【図９】曲げ形状への変化量εを説明するための図である。
【図１０】内圧負荷工程Ｓ１３での合成樹脂管の温度挙動を示した図である。
【図１１】合成樹脂管の外表面に曲がり形状の加工を施すことを説明した図である。
【図１２】合成樹脂管の端部の外表面に曲がり形状の加工を施すことを説明した図である。
【図１３】実施例における合成樹脂管の加熱温度と曲がり角度との関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明の成形体及び加工方法について説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００１５】
＜成形体＞
本発明の成形体は合成樹脂が加熱され２次加工されたものである。２次加工とは、押出成形や射出成形により成形された合成樹脂を、所望の形状にさらに加工することであり、例えば曲げ加工、絞り加工、バーリング加工、拡径加工等がある。
なお、以下においては、合成樹脂に曲げ加工を行った場合における効果を説明する場合があるが、このような効果はその他の２次加工においても発揮される。
【００１６】
成形体の形状については特に限定されず、たとえば、管状体、平板状体、曲板状体などがあるが、なかでも管状体であることが好ましい。また、成形体が管状体である場合、２次加工前の合成樹脂も管状体であることが好ましい。
成形体が管状体である場合、当該管状体の外径は、下限が５ｍｍ以上であることが好ましく、７ｍｍ以上であることがより好ましく、上限が３５ｍｍ以下であることが好ましく、３０ｍｍ以下であることがより好ましい。また、管状体の肉厚は、下限が１ｍｍ以上であることが好ましく、１．５ｍｍ以上であることがより好ましく、上限が１０ｍｍ以下であることが好ましく、７ｍｍ以下であることがより好ましく、５ｍｍ以下であることが更に好ましい。
【００１７】
［合成樹脂］
合成樹脂は粘弾性体であり、その性質を表す物理的パラメータとして貯蔵弾性率（Ｅ′）及び損失弾性率（Ｅ′′）を有している。また、貯蔵弾性率（Ｅ′）に対する損失弾性率（Ｅ′′）の割合を損失正接（ｔａｎδ＝Ｅ′′／Ｅ′）という。
【００１８】
本発明における合成樹脂は、これらの物理的パラメータが次のような挙動を示す。すなわち、合成樹脂の損失正接（ｔａｎδ）が最大となるときの温度＋１５℃の温度をＴ１（℃）、該Ｔ１＋３０℃の温度をＴ２（℃）としたとき、Ｔ１からＴ２の範囲における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が、Ｔ１における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内である、という挙動を示す。これについて、図１を用いて詳しく説明する。なお、図１は後述する実施例において使用した架橋ポリエチレン樹脂の粘弾性挙動を測定した図である。
【００１９】
図１の縦軸は貯蔵弾性率（Ｅ´）若しくは損失弾性率（Ｅ′′）、又は損失正接（ｔａｎδ）を表しており、横軸は温度を表している。また、貯蔵弾性率（Ｅ´）は線、損失弾性率（Ｅ′′）は鎖線、損失正接（ｔａｎδ）は二点鎖線で表している。そして、損失正接（ｔａｎδ）が最大となる温度をＴ０（１２０℃）としたとき、Ｔ０＋１５℃の温度がＴ１（１３５℃）であり、Ｔ１＋３０℃の温度がＴ２（１６５℃）である。
【００２０】
貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ′′）に着目すると、貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ′′）は低温側からＴ０付近に向けて徐々に減少していく傾向にあり、Ｔ０付近を境に急激に減少する。そして、Ｔ１付近において、貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ′′）が非常に低い状態で安定する。この安定は、少なくともＴ１からＴ２の範囲まで続いていく。すなわち、図１の粘弾性挙動を有する合成樹脂は、Ｔ１からＴ２の範囲における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が、Ｔ１における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内である、という挙動を示す。さらに言うと、Ｔ１からＴ２の範囲における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が、Ｔ１における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１％以内である。
【００２１】
このような粘弾性挙動を有する合成樹脂において、合成樹脂の温度に対する曲げ加工の効果は次のようになる。
まず、合成樹脂はＴ１以下では貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ′′）が高く、曲げ加工時の曲げ難さ及び曲げ戻り量が大きい。また、Ｔ１付近では不安定で、曲げ戻り量が大きい。よって、確実に曲げ加工を行う観点から、合成樹脂はＴ＋１５℃以上に加熱することが重要である。合成樹脂をＴ１＋１５℃以上の温度に加熱することで、貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ′′）が十分低下した状態となり、且つ、貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ′′）が安定している状態となるため、曲げ加工後の戻り量が小さく、また安定した曲げ加工品を得ることができる。また、その後の経時変化による戻り量も安定する。
【００２２】
一方で、図１に示したように、合成樹脂は温度が高くなりすぎると劣化し始め、貯蔵弾性率（Ｅ´）が上昇する。本発明者ら検討した結果、合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％の値を超えるまで加熱すると、合成樹脂が劣化しすぎ、成形体の品質が著しく低下することを見出した。
従って、合成樹脂のより好ましい加熱温度は、Ｔ１＋１５℃以上、かつ、合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内の温度範囲である。さらに好ましくは、Ｔ１＋１５℃以上、かつ、合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±５％以内の温度範囲であり、特に好ましくは、Ｔ１＋１５℃以上、かつ、合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１％以内の温度範囲（１５０℃〜３１０℃）である。上記の温度範囲で合成樹脂管を加熱することにより、２次加工後の戻り量が小さく、また安定した２次加工品を得ることができる。
ただし、上記温度範囲であっても、加熱による変色等の外観や品質に影響がある場合にはその温度範囲を除く温度範囲に設定することが好ましい。
【００２３】
このような粘弾性挙動を有する合成樹脂としては、上記の架橋ポリエチレンの他に超高分子量ポリエチレンが挙げられる。
【００２４】
図２に超高分子量ポリエチレンの粘弾性挙動の代表例を示した。
図２から明らかなように、超高分子量ポリエチレンもＴ１からＴ２の範囲における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が、Ｔ１における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内である、という挙動を示している。さらに言うと、Ｔ１からＴ２の範囲における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が、Ｔ１における合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１％以内である。
ここで、図２におけるＴ０、Ｔ１、Ｔ２の具体的な数値は次のとおりである。
Ｔ０＝１２５℃
Ｔ１＝１４０℃
Ｔ２＝１６５℃
また、Ｔ１＋１５℃以上、かつ、合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１％以内の温度範囲は１５５℃〜１７５℃である。
【００２５】
以上のとおり、本発明の成形体は上記のような粘弾性挙動を有する合成樹脂がＴ１＋１５℃以上に加熱されて２次加工されたものである。従来技術では、このような合成樹脂を用いた場合、曲げ加工後に使用状態の最終架橋度まで架橋化させる架橋化工程が必要であったが、本発明では、使用状態の最終架橋度まで架橋化させた架橋性樹脂から加工できるため、架橋化工程において加工された形状の崩れ、または形状維持のための処置を考慮する必要がなくなる。よって、本発明によれば、２次加工後も安定した形状の成形体を提供することができる。
【００２６】
本発明の成形体は上述のよう合成樹脂をＴ１＋１５℃以上に加熱され２次加工されたものである。すなわち、最終架橋度まで架橋された合成樹脂を加熱し、合成樹脂の結晶構造を一度崩すことによって樹脂を柔らかくしてから、２次加工を施して作製されている。一方で、従来の成形体は最終架橋度まで架橋する前に樹脂の形状を加工し、加工後に最終架橋度まで架橋させることにより作製している。
よって、本発明の成形体と従来技術の成形体とは、その結晶構造に差が生じている可能性があると考えられるが、その構造の違いと特性との違いを判別するためには、著しく多くの試行錯誤を重ねることが必要であり、およそ実際的ではないといえる。
【００２７】
＜加工方法＞
次に、加工方法について説明する。
本発明の加工方法は、上記において説明した粘弾性挙動を有する合成樹脂を２次加工する加工方法である。
以下においては、本発明の好適な実施形態である管状体の合成樹脂（合成樹脂管）を曲げ加工する加工方法１０について説明する。ただし、本発明はこれに限定されない。
【００２８】
［加工方法１０］
加工方法１０は合成樹脂管を加熱して曲げ加工する方法である。詳しくは次の工程を備えている。
加工方法１０は、合成樹脂管をＴ１＋１５℃以上の温度に加熱する加熱工程Ｓ１１と、加熱工程Ｓ１１より加熱された合成樹脂管を、該合成樹脂管の全外周を覆う賦形形状に彫り込まれた賦形型に沿わせて設置する型設置工程Ｓ１２と、型設置工程Ｓ１２により賦形型に設置された状態の合成樹脂管において、該合成樹脂管の内部から圧力を加える内圧負荷工程Ｓ１３と、合成樹脂管の形状保持温度まで管内径側から気体を管内径側から通風し、冷却する冷却工程Ｓ１４と、冷却工程終了後に賦形型から取り出す取出工程Ｓ１５と、を備えている。
ここで、図３に加工方法１０のフローチャートを、図４に加工方法１０における合成樹脂管の温度（表面温度）と工程との関係を示した。
なお、加工方法１０において用いる合成樹脂管は、予め曲げ部における減肉を考慮し、肉厚を増肉した寸法のものを使用することが好ましい。
【００２９】
［加熱工程Ｓ１１］
加熱工程Ｓ１１では、上記において説明した粘弾性挙動を有する合成樹脂管をＴ１＋１５℃以上の温度に加熱する。
合成樹脂管をＴ１＋１５℃以上の温度に加熱することで、貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ′′）が十分低下した状態となり、且つ、貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ′′）が安定している状態となるため、曲げ加工後の戻り量が小さく、また安定した曲げ加工品を得ることができる。また、その後の経時変化による戻り量も安定する。
加熱温度は、好ましくはＴ１＋１５℃以上、かつ、合成樹脂管の貯蔵弾性率（Ｅ´）が貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１０％以内の温度範囲であり、より好ましくは、Ｔ１＋１５℃以上、かつ、合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±５％以内の温度範囲であり、さらに好ましくは、Ｔ１＋１５℃以上、かつ、合成樹脂の貯蔵弾性率（Ｅ´）が貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）の±１％以内の温度範囲である。上記の温度範囲で合成樹脂管を加熱することにより、曲げ加工後の戻り量が小さく、また安定した曲げ加工品を得ることができる。
ただし、上記温度範囲であっても、加熱による変色等の外観や品質に影響がある場合にはその温度範囲を除く温度範囲に設定することが好ましい。
【００３０】
合成樹脂管の加熱方法は、加熱オーブン等の加熱槽等に合成樹脂管を投入し加熱しても良く、接触式ヒーターに押し付けて加熱しても良い。また、合成樹脂管は全体を加熱しても良く、曲げ加工する部分のみを加熱しても良い。
【００３１】
［型設置工程Ｓ１２］
型設置工程Ｓ１２では、加熱工程Ｓ１１より加熱された合成樹脂管を、該合成樹脂管の全外周を覆う賦形形状に彫り込まれた賦形型に沿わせて設置する。加熱工程Ｓ１１にて加熱された合成樹脂管は、弾性率が低下している状態であるため、管の全周を覆う賦形型とすることで形状を保持し易い。
【００３２】
また、加熱工程Ｓ１１において、合成樹脂管全体を加熱した場合には、合成樹脂管全体を覆う賦形型に設置し型閉めを行うことが好ましく、曲げ加工する部分のみを加熱した場合には、加熱部分と加熱しない非加熱部分との境界部が賦形型に収まるような寸法に予め設計した賦形型に設置し型閉めを行うことが好ましい。
以下に、合成樹脂管全体を加熱した場合の型設置工程Ｓ１２と、曲げ加工する部分のみを加熱した場合の型設置工程Ｓ１２と、に分けて説明する。
【００３３】
合成樹脂管全体を加熱した場合の型設置工程Ｓ１２の概要図の１例を図５に示す。図５（ａ）は合成樹脂管１の設置前、図５の（ｂ）は合成樹脂管１の設置、型閉後の状態である。図５の賦形型は、１箇所の曲がり形状の加工用のものであるが、本発明はこれに限定されず、２ヶ所以上の曲がり形状の加工用の賦形型を用いてもよい。
また、図５に示すように、賦形型２は合成樹脂管１の全外周を覆う賦形形状とし、加熱管を設置するために分割の割り型形状（図５は曲げに対して水平の割り型形状である。）としておくことが好ましい。以下において、賦形型２の割り型の一方を賦形型２ａ、もう一方を賦形型２ｂとする。
【００３４】
加熱工程Ｓ１１において、合成樹脂管１全体を加熱した場合、賦形型２は合成樹脂管の端部１ａが賦形型２の内部に収まるような大きさ・構造とすることが好ましい。これにより、次工程である内圧負荷工程Ｓ１３において、合成樹脂管１の内径側からの内圧負荷を行うことで、全周を覆う賦形形状に合成樹脂管の全外周が密着するように形状賦形をすることが可能となる。
なお、管端部１ａから賦形型の外までの距離ｘは、合成樹脂管の外径の２倍以上の距離が好ましい。合成樹脂管１の端部１ａが賦形型から食み出すことを防止するためである。
【００３５】
次に、曲げ加工する部分のみを加熱する場合の型設置工程Ｓ１２の概要図の１例を図６に示す。図６（ａ）は合成樹脂管１の設置前、図６の（ｂ）は合成樹脂管１の設置、型閉後の状態である。図６の賦形型２は、１箇所の曲がり形状の加工を行うための賦形型であるが、本発明はこれに限定されず、２ヶ所以上の曲がり形状の加工用の賦形型を用いてもよい。
また、図６のように、賦形型２は合成樹脂管１の加熱範囲１ｂの全周を覆う賦形形状とし、加熱管を設置するために分割の割り型形状（図６は曲げに対して水平の割り型形状である。）としておくことが好ましい。
【００３６】
加熱しない非加熱部については、次工程の内圧負荷工程Ｓ１３で掛けられる内圧により変形しない。よって、加熱工程Ｓ１１において曲げ加工する部分のみを加熱する場合、被加熱部分を賦形型２で覆う必要がないため賦形型を小さくできる。ただし、加熱部と非加熱部との境界部１ｃは、加熱の影響により変形し易いことから、加熱範囲１ｂの端部から賦形型の外までの距離ｘは、合成樹脂管の外径の２倍以上であることが好ましく、３倍以上の距離がより好ましい。
【００３７】
図５、図６で示した賦形型の割り面の方向は、曲げに対して水平方向であるが、管の全周を覆う構造であれば曲げ方向に対して水平方向でも直角方向でもよい。図７に、曲げに対して直角方向の割り面を有する賦形型を示した。
【００３８】
また、図５、図６で示した賦形型２は、１箇所の曲げ加工を行う賦形型であるが、複数箇所の曲げ加工を行う賦形型を用いてもよい。複数箇所の曲げ加工を行う賦形型の構造の一例を図８に示した。このとき、賦形型２の構造・形状は曲げ加工する形状に合わせ適宜設定することがよい。
【００３９】
賦形型は、加熱した合成樹脂管の接触により変形等の形状・寸法に異常を来たす材質でなければ特に限定はない。但し、金属材などの熱伝導が良い材質の場合、加熱した管を設置し型閉めしてから内圧負荷を行なうまでに、加熱した管の温度が低下し易いことから、熱伝導の良い材質の場合は予め賦形型を加温するか、熱伝導し難い材質を選定することが望ましい。
【００４０】
［内圧負荷工程Ｓ１３］
内圧負荷工程Ｓ１３では、型設置工程Ｓ１２により賦形型に設置された状態で合成樹脂管の内部から圧力を加える。
具体的には、合成樹脂管の内径側から内圧が負荷できるように、合成樹脂管の両端に封止させるための治具を取り付け、一方端から圧力媒体を送り込み、管の外径が賦形型に密着するように内圧を負荷する。圧力媒体は特に限定されないが圧縮空気であることが好ましい。以下においては、圧力媒体が圧縮空気の場合を説明する。
また、内圧負荷工程Ｓ１３は、合成樹脂管の温度が少なくとも温度Ｔ１を下回るまで行うことが好ましい。さらに、両端に封止させるための治具取り付けは、加熱工程Ｓ１１時に予め行っても良い。
【００４１】
圧縮空気の内圧は、加熱された合成樹脂管の弾性率や管の外径・肉厚、曲げ加工する角度によって適宜設定することができる。例えば、図１に示す粘弾性挙動を持つ合成樹脂管の場合であって、管の外径が１４．６ｍｍであり、肉厚が２．４ｍｍである場合、０．０５ＭＰａ〜０．２ＭＰａが望ましい。
【００４２】
合成樹脂管１の内圧を設定する方法としては実際に加工して賦形型への転写状態を見極めて設定することが好ましいが、簡易的な方法の一例として以下の算出式を基に設定することもできる。
管を変形させ曲げ形状を形成させるための最低必要応力：σ
曲げ形状への変形量：ε
曲げ加工時の弾性率（賦形型設置時における材料の弾性率）：Ｅ
管の外径：Ｄ
管の肉厚：ｔ
最低必要内圧：Ｐ
とすると、
σ＝εＥ                ・・・・・・・・・・（１）
Ｐ≧２σｔ／（Ｄ−ｔ）  ・・・・・・・・・・（２）
（１），（２）式より
∴Ｐ≧２εＥｔ／（Ｄ−ｔ）  
ここで、曲げ形状への変形量εは、賦形型の内部に含まれる合成樹脂管について、曲げ方向に対して垂直な方向から観察したときにおける合成樹脂管の外側の部分の変化量である。具体的には図９を用いて説明する。図９は、賦形型の内部に含まれる合成樹脂管を曲げ方向に対して垂直な方向から賦形型を透過して観察した図である。このときの曲げ形状への変形量εは、内圧負荷前の合成樹脂管の外側の一部分の長さをｌ１、当該部分の内圧負荷後の長さをｌ２としたとき、（ｌ２−ｌ１）／ｌ１となる。
【００４３】
また、内圧負荷工程Ｓ１３は、両端を完全に封止し内圧負荷を行っても良く、所定の内圧を維持しながら圧力媒体をもう一端から排出し、圧力媒体を通過させるようにしても良い（圧縮空気を用いる場合は、通風である。）。所定の内圧を維持しながら圧縮空気をもう一端から排出する方法は、内圧による内径側からの賦形型への密着賦形と同時に、圧縮空気の排出する方法が挙げられる。これにより、内径側からの通風による冷却効果を発揮でき、型内での冷却工程終了までの時間短縮が図れるため、望ましい。詳しくは図１０を用いて説明する。
【００４４】
図１０は図１の粘弾性挙動を持つ合成樹脂管を用いて検討した結果であり、型設置工程Ｓ１２後の合成樹脂管の温度が２００℃である場合において、内圧負荷工程Ｓ１３で合成樹脂管の両端を完全に封止した場合の結果と、内圧負荷工程Ｓ１３で合成樹脂管の一端から圧縮空気を所定の圧力で通風した場合の結果とを比較したものである。
図１０から明らかなように、内圧負荷工程Ｓ１３においては、圧縮空気を通風したほうが、冷却効果が高くなることが分かる。また、圧縮空気を通風した場合において、合成樹脂管の内圧が高い方が、冷却効果が向上する。
【００４５】
ここで、本発明の内圧負荷工程１３と従来の内圧負荷工程の違いについて説明する。
従来の曲げ加工方法の内圧負荷工程は、軟質固形の中芯材を挿入する方法やチューブ状のゴム芯材内に圧縮空気を挿入する方法を採用していた。しかしながら、これらの方法では、曲げ加工後において、中芯材を取出す際に曲がり部を通過させることが難しいため、中芯材の径を樹脂管内径よりも小さくしておくか、中芯材を低硬度にする必要があるため、その分潰れ防止には限界があった。特に、異方向に複数箇所の複雑な曲がりの場合の芯材の取出しは更に困難であった。
一方、本発明の内圧負荷工程Ｓ１３は、上記のように圧力媒体を用いて行うものである。すなわち、圧力媒体を管の内径側から負荷させるため、芯材等の取り出し作業の必要もなく、様々な曲り形状，複数箇所の複雑な曲り形状の賦形型に沿った形状に密着することが簡易に行える。
また、上述の加熱工程Ｓ１１にて加熱された合成樹脂管は、弾性率が低下している状態であるため、傷付き易いが、本発明のように圧縮空気等の圧力媒体を用いることで、傷を付けることなく確実な形状形成と潰れ防止ができる。また、加熱された合成樹脂管は、弾性率が低下している状態であるため、圧力媒体により負荷された管内圧は高圧とする必要がない。
【００４６】
［冷却工程Ｓ１４］
冷却工程Ｓ１４では、合成樹脂管の形状保持温度まで管内径側から気体を管内径側から通風し、冷却する。具体的には、合成樹脂管の一方端から圧縮空気等の気体を送り込み、もう一方端を解放し通風させ管内径側から冷却する。その際に、更に加えて賦形型を冷却しても良い。
ここで、「形状保持温度」とは、合成樹脂が、賦形型からの取出、取扱いなどで負荷を加えられた場合に変形し難い状態の温度であり、合成樹脂の損失弾性率（Ｅ´´）が減少し始める温度である。例えば、図１、図２に示した合成樹脂の形状安定温度は、約５０℃である。
【００４７】
［取出工程Ｓ１５］
取出工程Ｓ１５では、冷却工程Ｓ１４終了後に賦形型から曲げ賦形された管を取り出す。
【００４８】
以上より、加工方法１０の１つの実施形態である曲げ加工方法を説明した。上記において説明した粘弾性挙動を有する合成樹脂の加工方法として、従来では、曲げ加工後に使用状態の最終架橋度まで架橋化させる架橋化工程が必要であったが、本発明では、使用状態の最終架橋度まで架橋化させた架橋性樹脂から加工できるため、曲げ加工工程から架橋化工程までの間における形状変化も考慮した工程間の時間管理、温度管理が不要となる。
【００４９】
上記の加工方法１０は管方向転換用の曲げ加工方法であるが、本発明はこれに限定されず、例えば合成樹脂管の管外表面の形状に曲げを加えた加工（拡径させる加工）を行う加工方法であってもよい。その際には、賦形型を上記に代えて、例えば、図１１ａ、図１１ｂ、図１２に示した賦形型を用いて行う。
図１１ａ、図１１ｂは合成樹脂管の外表面に曲がり形状の加工をする一例である。
図１２は合成樹脂管の端部の外表面形状に曲がり形状を加工する一例である。
なお、管方向転換用の曲げ加工及び、管外表面の形状に曲げを加えた加工は組み合わされていてもよい。
【００５０】
また、上記において説明した本発明の成形品は、本発明の加工方法を行うことにより、合成樹脂から製造することができる。
【実施例】
【００５１】
以下実施例について説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００５２】
図１の粘弾性挙動を有する市販の架橋性樹脂材料（架橋ポリエチレン樹脂材料）の合成樹脂管を用いて、加工方法１０に倣って、以下の実験を行った。
なお、合成樹脂管は、外径が１４．６ｍｍ、肉厚が２．４ｍｍであるものを用いた。
【００５３】
［実験方法］
まず、加熱工程において表１に示した加熱温度まで各例の合成樹脂管を加熱した。
そして、型設置工程では、合成樹脂管を賦形型に沿って設置した。このとき、賦形型は図５ａ、図５ｂに示した形状のものであり、曲げ角度は９０°のものを使用した。
次いで、内圧負荷工程では、合成樹脂管の温度が１００℃に到達するまで、合成樹脂管に対して圧縮空気を用いて内圧を負荷した。
そして、冷却工程において、合成樹脂管の温度が５０℃に到達するまで、合成樹脂管の一方端から圧縮空気を通風し冷却した。
続いて、取出工程において、合成樹脂管を賦形型から取り出した。
最後に、加工後の曲げ角度及びその後の経時変化の促進評価として１００℃の加熱炉に３時間投入アニールした。
上記の操作を各例ごとに３回行った。
【００５４】
【表１】
2019072857.tif 000003
【００５５】
［実験結果］
表１に、各例の加熱温度、加工後の曲がり角度及び外観（色）、並びに、Ｔ１における貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）を１００％としたときの各例の加熱温度における貯蔵弾性率（Ｅ´）の変化割合を示した。また、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に、横軸に加熱温度、縦軸に曲げ角度として、測定した結果のグラフを示した。なお、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）を拡大したグラフである。
また、表１における曲がり角度の評価は、曲がり角度の平均が７５°以上であり、かつ、３σ（ばらつき）が２．０以下である場合を「◎」、曲がり角度の平均が７５°以上であり、かつ、３σが３．０以下である場合を「○」、それ以外を「×」とした。曲げ加工状態総合評価は、曲げ加工後の評価、及び１００℃で３時間アニール後の評価のうち、評価が悪い方を採用した。
【００５６】
図１より合成樹脂管のＴ１は１３５℃付近であり、Ｔ１を下回る温度では貯蔵弾性率（Ｅ´）及び損失弾性率（Ｅ″）が高く、曲げ戻りが大きくなり確実な賦形ができないことが予測される。
これについて表１及び図１３（ａ）、図１３（ｂ）を見ると、確かに加熱温度が１３０℃以下である比較例１では曲がり角度が小さく、比較例２では１００時間アニール後の曲がり角度が小さく、ばらつきも大きかった。
【００５７】
図１より、Ｔ１（１３５℃）以上では加工後の曲げ戻りは安定してくるはずである。しかしながら、Ｔ１＝１３５℃付近である比較例３では、１００℃の加熱炉に３時間投入アニール後のばらつきが大きく、その後の経時変化で不安定であることがわかる。
【００５８】
一方で、１５０℃以上に加熱した実施例１〜５では、加工後の曲げ角度は安定しており、また、その後の経時変化の促進評価としての１００℃，３時間投入アニール後においても加工後に比べ曲げ戻りはあるものの曲げ角度が安定していた。
しかしながら、３００℃を超える温度に加熱した実施例５では、加工後の曲げ角度はほぼ安定しているものの、促進評価としての１００℃，３時間投入アニール後において、ばらつきが大きくなる傾向であった。これは、図１において、３００℃を超える温度の貯蔵弾性率（Ｅ´）がＴ１おける貯蔵弾性率（Ｅ´Ｔ１）が±１％以内を超えており、再び貯蔵弾性率が上昇し不安定となることと一致している。
【００５９】
以上より、本実験での曲げ加工では、曲がり角度が安定した曲げ加工品を得る為には１５０℃以上３００℃以下の加熱温度での加工が良いことが分かった。また、加工工程でのばらつきを考慮すると２００℃〜２５０℃がより好ましいことが分かった。
【００６０】
１    合成樹脂管
２    賦形型
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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