(57)【要約】  【課題】  合成樹脂にて形成され湾曲部を備えた合成樹脂製ベンド管において、合成樹脂製ベンド管の湾曲部の曲がり戻り力を低減し、経時変化による角度戻りを抑えること。  【解決手段】  電子線を透過しない被覆部材１７Ａにより両端部の外周面を覆った直管である高密度のポリエチレン樹脂製の原管１７に対して加工装置４の操作部１５をガイド部材に沿ってスライドさせることにより管押圧部材８の押圧部１４で押圧させると、円弧状に湾曲する。この状態で、照射装置から原管１７に電子線を照射すると、被覆部材１７Ａに被覆されていない湾曲部分では架橋反応が発生し架橋部２となり、覆われた両端部分は架橋反応は発生せず未架橋部３となる。  【選択図】  図６
2005219417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂材料にて作製され湾曲部を備えた合成樹脂製ベンド管であって、ポリオレフィン系の合成樹脂材料にて作製され、湾曲させた状態で高エネルギー電離性放射線が照射されて架橋反応により形成された架橋部を備えたことを特徴とする合成樹脂製ベンド管。
【請求項２】
合成樹脂材料にて作製され湾曲部を備えた合成樹脂製ベンド管であって、ポリオレフィン系の合成樹脂材料にて作製され、湾曲させた状態で高エネルギー電離性放射線が照射されて架橋反応により形成された架橋部と、少なくとも一端部に形成された未架橋部とを備えたことを特徴とする合成樹脂製ベンド管。
【請求項３】
合成樹脂材料にて作製され湾曲部を備えた樹脂製ベンド管の製造方法であって、ポリオレフィン系の合成樹脂材料にて作製された原管を湾曲させてベンド管とする工程と、湾曲させた状態で前記ベンド管に高エネルギー電離性放射線を照射し架橋反応により架橋部を形成する工程とからなることを特徴とする合成樹脂製ベンド管の製造方法。
【請求項４】
合成樹脂材料にて作製され湾曲部を備えた樹脂製ベンド管の製造方法であって、ポリオレフィン系の合成樹脂材料にて作製された原管を湾曲させてベンド管とする工程と、湾曲させた状態で前記ベンド管に高エネルギー電離性放射線を照射し架橋反応により架橋部を形成すると共に少なくとも一端部には前記高エネルギー電離性放射線を照射しない未架橋部を形成する工程とからなることを特徴とする合成樹脂製ベンド管の製造方法。
【請求項５】
前記ベンド管への高エネルギー電離性放射線の照射を、表裏両側に行うことを特徴とする請求項３又は４に記載の合成樹脂製ベンド管の製造方法。
【請求項６】
前記高エネルギー電離性放射線のエネルギー水準は、吸収線量が５０ＫＧｙ以上〜１０００ＫＧｙ未満であることを特徴とする請求項３又は４に記載の合成樹脂製ベンド管の製造方法。
【請求項７】
湾曲させた状態で前記ベンド管に高エネルギー電離性放射線を照射し架橋反応により架橋部を形成すると共に少なくとも一端部には前記高エネルギー電離性放射線を照射しない未架橋部を形成する工程において、前記高エネルギー電離性放射線を照射しない未架橋部を形成するために前記ベンド管の少なくとも一端部を鉛を含む材料で作製された被覆部材で覆うことを特徴とする請求項４に記載の合成樹脂製ベンド管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばガスや上下水道の管等に使用される合成樹脂製の管に関し、特に湾曲部を備えた合成樹脂製ベンド管及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の合成樹脂製のベンド管は、一般的に直線状の合成樹脂製の原管を加熱した後、湾曲加工し、その後ベンド管を冷却するのが知られている（特許文献１参照）。このような製造方法により湾曲部が形成された、例えば結晶性樹脂製のベンド管では、経時変化による曲げ戻りが発生する。また、原管の加熱工程に時間がかかり生産性が良くなく、量産化が難しいものであった。
【０００３】
また、合成樹脂製の原管の肉厚内部に発熱体を配置したベンド管専用の管を作製し、この専用管に高周波を与えることにより発熱させ、曲げ加工を行い、湾曲部を備えたベンド管を形成する（特許文献２参照）。このようなベンド管の製造方法では、通常の直管を用いて加工することができず、ベンド管専用の管材を製造する必要があった。
【特許文献１】特開平８−２０７１３３号公報
【特許文献２】特開平７−１４８８３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで本発明は、合成樹脂にて形成され湾曲部を備えた合成樹脂製ベンド管において、湾曲部の曲がり戻り力を低減し、経時変化による角度戻りを抑えることができるベンド管を提供することを目的とする。また、原管の加熱工程が不要になり、生産性に優れ、且つ湾曲部の曲がり戻り力を低減し、経時変化による角度戻りを抑えることができるベンド管の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため第１の発明に係る合成樹脂製ベンド管は、合成樹脂材料にて作製され湾曲部を備えた合成樹脂製ベンド管であって、ポリオレフィン系の合成樹脂材料にて作製され、湾曲させた状態で高エネルギー電離性放射線が照射されて架橋反応により形成された架橋部を備えたことを特徴とする。
【０００６】
第２の発明に係る合成樹脂製ベンド管は、合成樹脂材料にて作製され湾曲部を備えた合成樹脂製ベンド管であって、ポリオレフィン系の合成樹脂材料にて作製され、湾曲させた状態で高エネルギー電離性放射線が照射されて架橋反応により形成された架橋部と、少なくとも一端部に形成された未架橋部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
第３の発明に係る合成樹脂製ベンド管の製造方法は、合成樹脂材料にて作製され湾曲部を備えた樹脂製ベンド管の製造方法であって、ポリオレフィン系の合成樹脂材料にて作製された原管を湾曲させてベンド管とする工程と、湾曲させた状態で前記ベンド管に高エネルギー電離性放射線を照射し架橋反応により架橋部を形成する工程とからなることを特徴とする。
【０００８】
第４の発明に係る合成樹脂製ベンド管の製造方法は、合成樹脂材料にて作製され湾曲部を備えた樹脂製ベンド管の製造方法であって、ポリオレフィン系の合成樹脂材料にて作製された原管を湾曲させてベンド管とする工程と、湾曲させた状態で前記ベンド管に高エネルギー電離性放射線を照射し架橋反応により架橋部を形成すると共に少なくとも一端部には前記高エネルギー電離性放射線を照射しない未架橋部を形成する工程とからなることを特徴とする。
【０００９】
第５の発明に係る合成樹脂製ベンド管の製造方法は、第３又は第４の発明において、前記ベンド管への高エネルギー電離性放射線の照射を、表裏両側に行うことを特徴とする。
【００１０】
第６の発明に前記高エネルギー電離性放射線のエネルギー水準は、吸収線量が５０ＫＧｙ以上〜１０００ＫＧｙ未満であることを特徴とする。
【００１１】
第７の発明に係る合成樹脂製ベンド管の製造方法は、第４の発明において、湾曲させた状態で前記ベンド管に高エネルギー電離性放射線を照射し架橋反応により架橋部を形成すると共に少なくとも一端部には前記高エネルギー電離性放射線を照射しない未架橋部を形成する工程において、前記高エネルギー電離性放射線を照射しない未架橋部を形成するために前記ベンド管の少なくとも一端部を鉛を含む材料で作製された被覆部材で覆うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１及び第２の発明によれば、ベンド管の湾曲部の曲がり戻り力を低減し、経時変化による角度戻りを抑えられる合成樹脂製ベンド管を提供することができる。特に第２の発明によれば、他の合成樹脂製の管との接続を行うことができる合成樹脂製ベンド管を提供することができる。
【００１３】
また第３及び第４の発明によれば、湾曲部の曲がり戻り力を低減し、経時変化による角度戻りを抑えた合成樹脂製ベンド管の製造が可能になり、且つ原管の加熱工程が不要になるので、生産性に優れ、量産化も可能である。特に第４の発明によれば、他の合成樹脂製の管との接続を行うことができる。
【００１４】
さらに、第５の発明によれば、高エネルギー電離性放射線を合成樹脂製ベンド管に極力均一に照射することが可能になり、架橋部を均一に形成することが可能となる。
【００１５】
また第６の発明によれば、原管に確実に架橋反応が発生し、経時変化による角度戻りを抑えた合成樹脂製ベンド管の製造が可能になる。
【００１６】
第７の発明によれば、前記高エネルギー電離性放射線を照射しない未架橋部を形成するために前記ベンド管の少なくとも一端部を鉛を含む材料で作製された被覆部材で覆うようにしたから、少なくとも一端部には確実に未架橋部を形成することができ、このベンド管の未架橋部を使用して他の合成樹脂製管と例えばＥＦ接続等することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。図６は本発明に係る合成樹脂製ベンド管及び加工装置の概略斜視図であり、ガス管や上下水道管等の合成樹脂製ベンド管１は、ポリオレフィン系の合成樹脂である、例えば高密度のポリエチレン樹脂にて形成され、円弧状に湾曲しており、高エネルギー電離性放射線である例えば電子線が照射され架橋反応により形成された架橋部２と、合成樹脂製ベンド管１の両端部に残され、ほぼ直管であり、架橋反応が起きていない未架橋部３とから構成されている。
【００１８】
以上のような樹脂製ベンド管１を構成することにより、合成樹脂製ベンド管１の湾曲部、すなわち、架橋部２の曲がり戻り力を低減し、経時変化による角度戻りを抑えることが可能となる。
【００１９】
また、合成樹脂製ベンド管１の両端部に、未架橋部３を形成することにより、この未架橋部３を使用して他の合成樹脂製管と公知の例えばＥＦ接続（電熱線を埋め込んだ管継手を用いた加熱溶融によるポリエチレン管等の接続方法）或いはバッド融着接合（管端面同士をヒータで加熱溶融して突き合わせて融合させるポリエチレン管等の接続方法）などにより接続することができる。
【００２０】
以下、前記合成樹脂製ベンド管1の製造方法について、詳細に説明する。図１は、製造装置の特に直線状に伸びた直管に曲げ加工を施す加工装置４によるベンド管製造工程の初期の状態を示す斜視図である。この加工装置４は、平板からなる基台４Ａと、この基台４Ａ上に所定間隔を存して固定された支持部材５、５と、これら支持部材５、５に両端部が回動自在に支持され、基台４Ａ上にてほぼ１８０度回動可能なフレーム６と、フレーム６の両端部に回動自在に支持された管支持部材７と、前記フレーム６にスライド自在に支持された管押圧部材８とから構成されている。
【００２１】
また、前記フレーム６は平面視コ字形状の一対の支持板１１、１１と、この両支持板１１、１１間の端部に設けられた支持部１０、１０とから構成されている。前記管支持部材７は前記支持部１０、１０の近傍において両支持板１１、１１に支軸１１Ａ、１１Ａを介して回動自在に支持され、外周面には円弧状の溝１２が形成されている。さらに、管押圧部材８は、断面が円弧状を呈する押圧面１３が形成された平面視円弧状の押圧部１４と、この押圧部１４の中央部に接続され両支持板１１、１１間に設けられたガイド部材（図示せず）によりスライド自在にガイドされる操作部１５とを備えている。また、１６は基台４Ａの上に固定され、加工対象の中空円筒状の原管１７の一端が当接する位置決め部材であり、この管１７が位置決め部材１６に当接したときには、両管支持部材７の中間位置において、管押圧部材８の中央部に原管１７の中央部が位置するように位置決め部材１６は設けられている。
【００２２】
なお、前記原管１７の径と、前記管支持部材７外周面に形成された円弧状の溝１２及び管押圧部材８の断面円弧状の押圧面１３の径とは同じ径に形成されているものする。従って、径の異なる原管１７を加工する場合には、同径の溝を有する管支持部材７及び同径の押圧面を有する管押圧部材８を使用する必要がある。また、最終的な曲げ角度が異なる場合には、その角度に合った押圧面が形成された押圧部を備えた管押圧部材８を使用する必要があり、更には油圧及びＮＣ制御でコントロールして角度設定する必要がある。
【００２３】
上記のように構成された加工装置４を使用して合成樹脂製ベンド管１を製造するときには、先ず電子線を透過しない被覆部材１７Ａにより両端部の外周面を覆った直管である高密度のポリエチレン樹脂製の原管１７を加工装置４の一端から図１に矢印にて示したように一端側の管支持部材７の溝１２に沿って手動又は自動的にスライドさせ、その先端を他端側の管支持部材７の溝１２を通過させ、図２に示したように先端を位置決め部材１６に当接させる。この当接により、管押圧部材８の操作部１５が原管１７の中央部に面するように位置することとなる。
【００２４】
次の工程では、例えば油圧を利用し、操作部１５に対して図２に矢印にて示した方向に力を加え、操作部１５を前記ガイド部材（図示せず）に沿ってスライドさせる。すると、原管１７は両端より内側の部分が管支持部材７に支持された状態で管押圧部材８の押圧部１４に押圧され、図３に示したように円弧状に、例えば曲げ角４５度に湾曲する。
【００２５】
なお、この原管１７の曲げ工程において、この原管１７を予備加熱した状態で曲げるようにしてもよい。更に、図７に示すような曲げ加工の際の原管１７の扁平防止部材１８を配設して、管押圧部材８の押圧部１４による押圧の際に原管１７の外側が扁平状に変形するのを防止するように、原管１７と略同径の湾曲面１８Ａで原管１７の外側面をあり程度の圧力で受け止めながら押圧部１４で押圧する。このように扁平状にならないようにするのは、扁平状になると原管１７をガスや上下水道の管等に使用した場合にガス等の流量が変化することとなるからである。
【００２６】
また、被覆部材１７Ａにより原管１７の両端部の外周面を覆うのは、次の工程の電子線の照射工程前であればよい。この被覆部材１７Ａはこの電子線を透過しない鉛で作製された一面を開口せる有底円筒状のもので構成し、これを原管１７の両端部に被せる、詳述すると被覆部材１７Ａと原管１７とを遊嵌（少し隙間を存する状態で嵌合）させるものであるが、この被覆部材１７Ａは鉛だけで作製されたものに限らず、例えば内層をステンレスで外層を鉛で作製したものでもよい。
【００２７】
次の工程では、加工装置４の例えば上方に設けられた図示しない照射装置から湾曲加工された前記原管１７に高エネルギー電離性放射線である、例えば電子線を照射する。この電子線のエネルギー水準の許容範囲は吸収線量が５０ＫＧｙ（キログレイ）以上〜１０００ＫＧｙ未満であり、好ましくは１００ＫＧｙ以上〜８００ＫＧｙ未満であり、照射時間と架橋反応との関係を考慮し、５００ＫＧｙ前後のエネルギー水準が一層好ましい。
【００２８】
なお、５０ＫＧｙ（キログレイ）未満であると、高エネルギー電離性放射線である電子線の照射後、曲げられた原管１７の曲げの戻りが大きく、また１０００ＫＧｙ以上であると照射時の熱量が大きいので原管１７が溶け易くなる。
【００２９】
このように電子線を上方から原管１７の一方の面、図３における表面に照射することにより、原管１７の被覆部材１７Ａに被覆されていない部分では架橋反応が発生し、ポリエチレン樹脂の高分子の鎖が任意の位置で、互いに直接または複数個の結合を介して化学的に連結する。すなわち、原管１７において電子線が照射された湾曲部分は架橋部２となる。この工程において、原管１７の両端部は被覆部材１７Ａにより外周面が覆われているため、電子線による架橋反応は発生せず、両端部は未架橋部３となる。
【００３０】
次の工程では、手動または自動的に、図３に矢印にて示したようにフレーム６を先ず９０度の回動によって、フレーム６及び原管１７は図４に示した状態、すなわち基台４Ａに対してフレーム６が直角に立っている状態になり、さらにフレーム６を９０度回動させることよって、図５に示したように、原管１７は裏返され、図３の状態と反対側の原管１７の面（裏面）が上方を向き表裏の面が代わる。
【００３１】
この状態にて、上記の工程と同様に上方から電子線を原管１７に照射すると、中空円筒状の原管１７の肉厚が厚い場合でも、両端の被覆部材１７Ａに覆われている部分以外の照射された部分は確実に架橋部２となり（架橋部２が形成され）、両端部は未架橋部３となる。この場合、両端部の未架橋部３は管支持部材７及び管押圧部材８より外側に位置しているので、湾曲せず直管の状態を保たれる。そして、油圧により操作部１５を引き、加工装置４から以上のように作製された合成樹脂製ベンド管1を手動または自動的に取り外し、さらに図６に示すように被覆部材１７Ａを当該ベンド管１より取り外す。
【００３２】
以上のように、加工装置４に原管１７を支持させ、湾曲加工させた状態にして、両端部を除く表裏両面に電子線を照射することにより、図６に示したような未架橋部３が両端部に残され、両未架橋部３の間に架橋部２が形成された合成樹脂製ベンド管１が製造される。そして、上記のように原管１７を裏返し、表裏両面に電子線を照射することにより、原管１７に電子線を極力均一に照射することが可能になり、架橋部２を均一に形成することができる。
【００３３】
このように、原管１７の表裏両面に電子線を満遍無く照射することが望ましいが、本実施形態のように表裏両面を交互に照射したものに限らず、二方向、三方向、四方向から交互に又は同時に照射してもよいし、原管又は照射装置を回転させながら照射するようにしてもよい。さらには、原管の径が小さいものにあっては、一方向からの照射でも足りる場合もある。
【００３４】
上記のように、合成樹脂製ベンド管１は製造されるが、電子線の照射時のエネルギーにより照射後の経時変化によるベンド管の曲げ角度の変化は異なり、実験によれば、高密度のポリエチレン樹脂製の呼び径５０ミリメートルの原管を４５度曲げて電子線を照射した場合において、電子線の照射時のエネルギーが例えば２００ＫＧｙの場合には、未照射の合成樹脂製ベンド管と比較して時間経過に伴う曲げ角度の減少、すなわち戻りが少なくなり、照射時のエネルギーが例えば６００ＫＧｙの場合には、時間経過に伴う戻りがほとんどないベンド管が原管の加熱工程無しで作製できた。
【００３５】
なお、電子線の照射時のエネルギー水準のゲル分率は５８％が架橋条件の目安であるが、上記実験によれば、未照射の場合が６．７％であり、２００ＫＧｙの場合は４６．２％であり、６００ＫＧｙの場合は５８．１％であった。
【００３６】
また、実験によれば、外径が１８０ｍｍ〜４００ｍｍ程度の大口径の原管において、９０度曲げで顕著な効果が得られた。
【００３７】
以上、上記のように合成樹脂製ベンド管１を製造することにより、経時変化による角度戻りを抑えた樹脂製ベンド管の製造が可能になり、且つ製造時には、原管の加熱工程が不要になるので、生産性に優れ、量産化も可能になる。
【００３８】
なお、上記実施態様の説明において、ポリオレフィン系の合成樹脂製のベンド管として高密度のポリエチレン樹脂製のものを用いた場合について説明したが、低密度のポリエチレン樹脂製のものやポリプロピレン樹脂製の原管を用いてもよいが、ポリプロピレン樹脂は通常の雰囲気中、すなわち空気中での高エネルギー電離性放性放射線の照射では、架橋反応が発生しにくく、架橋部分を形成しにくいため、不活性ガス雰囲気中或いは真空状態の中にて高エネルギー電離性放性放射線を照射することが好ましい。
【００３９】
また、上記実施態様において、高エネルギー電離性放射線として電子線を用いたが、この電子線の他に、コバルト６０ガンマ線（γ線）或いはＸ線などを用いても良い。
【００４０】
さらに、合成樹脂製ベンド管の一端部のみを未架橋部とし他の部分総てを架橋部としても良いし、合成樹脂製ベンド管の全てを架橋部としても良い。
【００４１】
また、樹脂製ベンド管の内面、外面或いは内外両面に合成樹脂よりも高強度であり塑性加工可能な材料よりなる薄肉管部を設けることにより、合成樹脂製ベンド管の経時変化により曲げ戻ろうとする力を抑えることができ、この結果、ベンド角の曲げ戻りを防止することが可能になる。
【００４２】
以上本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ベンド管製造工程の初期の状態を示す斜視図である。
【図２】ベンド管製造工程の加工装置によるベンド管支持状態を示す斜視図である。
【図３】ベンド管製造工程の加工装置によるベンド管曲げ状態及び電子線の照射状態を示す斜視図である。
【図４】ベンド管製造工程の加工装置によるベンド管回動状態を示す斜視図である。
【図５】ベンド管製造工程のベンド管裏面への電子線の照射状態を示す斜視図である。
【図６】加工装置及び製造されたベンド管の斜視図である。
【図７】曲げ加工の際の原管の扁平防止部材の斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１              合成樹脂製ベンド管
２              架橋部
３              未架橋部
４              加工装置
６              フレーム
７              管支持部材
８              管押圧部材
１３            押圧面
１４            押圧部
１５            操作部
１７            原管
１７Ａ          被覆部材
【図１】
2005219417.tif 000003
【図２】
2005219417.tif 000004
【図３】
2005219417.tif 000005
【図４】
2005219417.tif 000006
【図５】
2005219417.tif 000007
【図６】
2005219417.tif 000008
【図７】
2005219417.tif 000009