管状の成形体
【課題】生分解性の管状の成形体であり、かつ、剛性およびじん性を有する管状の成形体を得ること。
【解決手段】管状の成形体は、少なくとも１層のＡ層、および、少なくとも１層のＢ層を有する管状の成形体であり、このＡ層が、ガラス転移温度が０℃以下である乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、及び、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類の樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成り、Ｂ層が、乳酸系樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成る。
【解決手段】管状の成形体は、少なくとも１層のＡ層、および、少なくとも１層のＢ層を有する管状の成形体であり、このＡ層が、ガラス転移温度が０℃以下である乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、及び、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類の樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成り、Ｂ層が、乳酸系樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は生分解性材料を使用した管状の成形体に関し、特に、剛性を保持しつつ、じん性を有する管状の成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭、オフィスビル、工場、公共施設等の上下水道、ガス、蒸気等のユーティリティ配管として一時的に仮設する必要がある場合に、ならびに、土木、園芸用品等で土中に埋設されるような用途に、金属パイプ、およびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やＡＢＳ等のプラスチックパイプが用いられている。これらのパイプは、使用期間が終了した時点で、あるいは不用になった時点で撤去の必要が生じるが、パイプが土中に埋設されていると撤去に多大な手間やコストがかかる。そのため、撤去されずに放置されることがあり、将来的な土地利用計画に不都合をきたすことがあった。そこで、撤去されずに放置されたとしても問題が生じないパイプ等が求められていた。
【０００３】
近年においては自然環境中で分解するプラスチックとして生分解性プラスチックが知られているが、生分解性プラスチックを用いたパイプは極くわずかしか知られていない。例えば、特開平１０−７８１７４号公報には、内層が生分解性プラスチック、外層が既存の樹脂からなるパイプが開示されているが、パイプ全体を生分解性に設計したものではないので、このパイプでは既存の樹脂部分が生分解せずに残存してしまう。また、特開平１１−３２３１０４号公報には、ポリアルキルアルカノエート系樹脂からなるパイプが開示されているが、剛性、強度に乏しく、特殊な用途でしか使用し得ないものであった。さらに、特開２０００−２３９２号公報にはポリ乳酸、または、ポリブチレンサクシネートからなる管状物又はバルブの端部封止用キャップが開示されているが、生分解性プラスチックの中でも乳酸系樹脂は剛性が高く、この点ではパイプ用途に好適と思われるが、そのままでは、脆くて、衝撃性に乏しく、一方、ポリブチレンサクシネートは耐衝撃性に優れるものの、軟質の樹脂であるため、剛性に乏しく、成形性にも乏しいためパイプ用途に用いることは難しかった。さらにまた、ポリ乳酸とポリブチレンサクシネートを単純にブレンドしたものでは、じん性、耐衝撃性、成形性等、パイプ、継ぎ手の管状物に要求される特性を全て満足することはできなかった。特開２００２−３４８８７７号公報、および、特開２００４−１１５３２２号公報には生分解性樹脂からなる植生管が開示されているが、これも特開２０００−２３９２号公報と同様にパイプ、継ぎ手の要求特性を満足できるものではなかった。また、両公報には生分解性樹脂に肥料成分を配合することが開示されているが、肥料成分を配合することにより成形時に著しい樹脂の分解を生じることがあり、実用的な技術とは言い難い。さらにまた、従来の技術においてはパイプに関する技術的アプローチはされていたかも知れないが、パイプとパイプを接合するための継ぎ手、および、パイプとパイプを接続するための手法については開示されていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−７８１７４号公報
【特許文献２】特開平１１−３２３１０４号公報
【特許文献３】特開２０００−２３９２号公報
【特許文献４】特開２００２−３４８８７７号公報
【特許文献５】特開２００４−１１５３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、従来の生分解性パイプでは成し得なかった、優れた剛性及びじん性を有する管状の成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の管状の成形体は、少なくとも１層のＡ層、および、少なくとも１層のＢ層を有する管状の成形体であり、前記Ａ層が、ガラス転移温度が０℃以下である乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、及び、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類の樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成り、前記Ｂ層が、乳酸系樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成ることを特徴とする。
【０００７】
本発明の成形体は、前記Ａ層および前記Ｂ層を、前記管状の成形体の外表面側からこの順に有することができる。
本発明においては、前記Ｂ層の内側に更にＡ層を有し、前記管状の成形体の外表面側から、Ａ層、Ｂ層およびＡ層をこの順に有することができる。
【０００８】
本発明において、前記Ｂ層は、曲げ弾性係数が１．５ＧＰａ以上であることが好ましい。また、前記Ａ層は、伸びが５％以上であることが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記成形体は接続部を有しており、該接続部は、前記成形体の両端部のうち少なくとも一方に存在することができる。
ここで、前記接続部は、受口形状または差口形状であることができる。
【００１０】
また、前記接続部は、前記成形体の両端部に存在していてもよく、この場合には、一方の端部の接続部は受口形状であり、他方の端部の接続部は差口形状であるか、あるいは、両端部の接続部が共に受口形状であるか共に差口形状であることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記受口形状がメスねじ形状であり、前記差口形状がオスねじ形状であることが好ましい。
【００１２】
本発明の成形体は、前記Ｂ層および前記Ａ層を、前記管状の成形体の外表面側からこの順に有することができる。
【００１３】
この成形体は接続部を有しており、該接続部は差口形状であって、前記成形体の両端部のうち少なくとも一方に存在することができる。
この差口形状はオスねじ形状であることができる。
【００１４】
本発明の成形体は、配管、土木・園芸用品または芯材として使用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の管状の成形体は、生分解性を有し、かつ、優れた剛性およびじん性を有する。したがって、上下水道、ガス、蒸気等のユーティリティ配管として一時的な仮設に有効に使用され、土木、園芸用品等で土中に埋設されるような用途にも有効に使用され、使用期間終了後に取り出して廃棄する必要がなく、環境にやさしい成形体である。また、接続部に関する技術的アプローチがあり、接続部において優れた特性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
本発明の成形体は管状の成形体であり、少なくとも１層のＡ層と、少なくとも１層のＢ層とを有する管状の成形体である。Ａ層およびＢ層は、それぞれ、管状の成形体の外層として配置されていても良いし、内層として配置されていても良い。すなわち、管状の成形体の外表面側から、例えば、Ａ層およびＢ層がこの順に配置されていても良いし、Ｂ層およびＡ層がこの順に配置されていてもよい。さらにまた、２層以上のＡ層を有していてもよく、２層以上のＢ層を有していてもよく、例えば、Ａ層、Ｂ層およびＡ層が、管状の成形体の外表面側からこの順に配置されていてもよい。かかる３層構成の場合には、Ａ層をスキン層、Ｂ層をコア層と呼んでも良い。本発明においては、本発明の効果を阻害しない範囲内で、Ａ層およびＢ層以外の他の層を含んでいてもよく、他の層は適当な位置に配置されていることができる。
【００１８】
本発明においては、管状の成形体の全体厚みに占めるＡ層の厚み割合が合計で、２０％以上、８０％以下であることが好ましく、３０％以上、７０％以下であることが更に好ましく、４０％以上、６０％以下であることが特に好ましい。Ａ層の厚みが２０％を下回る場合には、じん性を成形体に付与できないことがあり、８０％を上回る場合には、用途によっては剛性が不足することがある。
【００１９】
Ｂ層は、剛性付与に主に貢献し、管状の成形体の全体厚みに占めるＢ層の厚み割合が合計で、２０％以上、８０％以下であることが好ましく、３０％以上、７０％以下であることが更に好ましく、４０％以上、６０％以下であることが特に好ましい。Ｂ層の厚みが２０％を下回る場合には、剛性を成形体に付与できないことがあり、８０％を上回る場合には、用途によってはじん性が不足することがある。
【００２０】
ここで、Ａ層は、ガラス転移温度が０℃以下である乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、及び、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体から選ばれる少なくとも１種類の樹脂を主成分とする樹脂組成物を用いてなる。
また、Ｂ層は、乳酸系樹脂を主成分とする樹脂組成物を用いて成る。
【００２１】
ここで、「主成分」とは、主成分となる樹脂組成物の機能を妨げない範囲で他の成分を含有することを許容することを意味するものとし、特に主成分となる樹脂組成物の含有割合を特定するものではないが、主成分となる樹脂組成物（樹脂組成物が２成分以上からなる場合には、これらの合計量）は樹脂組成物中、５０重量％以上であり、好ましくは７０重量％以上であり、特に好ましくは９０重量％以上（１００重量％を含む）である。なお、本発明において上記以外でも「主成分」と表示した場合には、特にことわりがない限り上記と同様の意味を有するものとする。
【００２２】
（乳酸系樹脂）
本発明のＢ層の形成に用いられる乳酸系樹脂は、構造単位がＬ−乳酸であるポリ（Ｌ−乳酸）、構造単位がＤ−乳酸であるポリ（Ｄ−乳酸）、構造単位がＬ−乳酸及びＤ−乳酸である、ポリ（ＤＬ−乳酸）やこれらの混合体である。
【００２３】
乳酸系樹脂の重合法としては、縮合重合法、開環重合法などの公知のいずれかの方法を採用することができる。例えば、縮合重合法では、Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸、あるいはこれらの混合物を直接脱水縮合重合して任意の組成を有する乳酸系樹脂を得ることができる。
【００２４】
また、開環重合法では、適当な触媒を選択し、必要に応じて重合調整剤等を用いて、乳酸の環状二量体であるラクチドから乳酸系重合体を得ることができる。ラクチドには、Ｌ−乳酸の２量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−乳酸の２量体であるＤ−ラクチド、さらにＬ−乳酸とＤ−乳酸からなるＤＬ−ラクチドがあり、これらを必要に応じて混合して重合することにより任意の組成、結晶性をもつ乳酸系樹脂を得ることができる。
【００２５】
さらに、耐熱性を向上させる等の必要に応じ、乳酸系樹脂の本質的な性質を損なわない範囲で、例えば、乳酸系樹脂成分を９０質量％以上含有する範囲内で、少量の共重合成分を添加することができる。少量の共重合成分としては、テレフタル酸のような非脂肪族ジカルボン酸及び／又はビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物のような非脂肪族ジオール等を用いることができる。さらにまた、分子量増大を目的として少量の鎖延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ化合物、酸無水物等を使用することもできる。
【００２６】
乳酸系樹脂は、さらに、乳酸および／または乳酸以外のα−ヒドロキシカルボン酸等の他のヒドロキシカルボン酸単位との共重合体であっても、脂肪族ジオールおよび／または脂肪族ジカルボン酸との共重合体であってもよい。
【００２７】
他のヒドロキシカルボン酸単位としては、乳酸の光学異性体（Ｌ−乳酸に対してはＤ−乳酸、Ｄ−乳酸に対してはＬ−乳酸）、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシｎ−酪酸、２−ヒドロキシ３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ３−メチル酪酸、２−メチル乳酸、２−ヒドロキシカプロン酸等の２官能脂肪族ヒドロキシカルボン酸やカプロラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン類が挙げられる。
【００２８】
乳酸系樹脂に共重合される上記脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。また、上記脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカン二酸等が挙げられる。
【００２９】
本発明に使用される乳酸系樹脂は、重量平均分子量が５万以上、４０万以下の範囲が好ましく、１０万以上、２５万以下の範囲がより好ましい。乳酸系樹脂の重量平均分子量が５万未満では機械物性等の実用物性がほとんど発現されないことがあり、４０万より大きい場合には、溶融粘度が高すぎて成形加工性に劣ることがある。
【００３０】
本発明に好ましく使用される乳酸系樹脂の代表的なものとしては、三井化学（株）製の「レイシア」シリーズ、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ」シリーズ等が商業的に入手可能なものとして挙げられる。
【００３１】
本発明の管状の成形体におけるＡ層は、上記したように、脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、および、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含有する樹脂組成物を用いて成る。但し、この脂肪族ポリエステルは、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルであり、かつ、ガラス転移温度が０℃以下であることが必要であり、−２０℃以下であることが好ましい。Ａ層に用いられる乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルのガラス転移温度が０℃以下であることにより、成形体に優れた耐衝撃性を付与することができる。
【００３２】
（乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル）
Ａ層に用いられる乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとしては、例えば、乳酸系樹脂を除く、ポリヒドロキシカルボン酸、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸とを縮合して得られる脂肪族ポリエステル、環状ラクトン類を開環重合して得られる脂肪族ポリエステル、合成系脂肪族ポリエステル、菌体内で生合成される脂肪族ポリエステルなどを挙げることができる。
【００３３】
上記「ポリヒドロキシカルボン酸」としては、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシ−ｎ−酪酸、２−ヒドロキシ−３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸、２−ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体や共重合体を挙げることができる。
【００３４】
上記「脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸とを縮合して得られる脂肪族ポリエステル」としては、以下に列挙する脂肪族ジオール及び脂肪族ジカルボン酸の中からそれぞれ１種類または２種類以上を選んで縮合して得られる重合体、あるいは、必要に応じて更にイソシアネート化合物等でジャンプアップして得られる所望の重合体等を挙げることができる。
【００３５】
上記「脂肪族ジオール」としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等を代表的なものとして挙げることができ、上記「脂肪族ジカルボン酸」としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等を代表的なものとして挙げることができる。
【００３６】
上記「環状ラクトン類を開環縮合して得られる脂肪族ポリエステル」としては、環状モノマーであるε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等を１種類以上選択して重合することにより得られるものを挙げることができる。
【００３７】
上記「合成系脂肪族ポリエステル」としては、環状酸無水物とオキシラン類、例えば、無水コハク酸とエチレンオキサイド、プロピオンオキサイド等との共重合体等を挙げることができる。
【００３８】
上記の「菌体内で生合成される脂肪族ポリエステル」としては、アルカリゲネスユートロファスを始めとする菌体内でアセチルコエンチームＡ（アセチルＣｏＡ）により生合成される脂肪族ポリエステル等を挙げることができる。この脂肪族ポリエステルは、主にポリ−β−ヒドロキシ酪酸（ポリ３ＨＢ）であるが、プラスチックとしての実用特性向上のために、吉草酸ユニット（ＨＶ）を共重合し、ポリ（３ＨＢ−ＣＯ−３ＨＶ）の共重合体にすることが工業的に有利である。一般的には、ＨＶ共重合比は０〜４０％である。さらに長鎖のヒドロキシアルカノエートを共重合してもよい。
【００３９】
ここで、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数字（単位も含む））として表示した場合には、「Ｘ以上、Ｙ以下」を意図し、「Ｘより大きくＹよりも小さいことが好ましい」旨の意図も包含する。なお、本発明において上記以外でも「Ｘ〜Ｙ」と表示した場合には、特にことわりがない限り上記と同様の意味を有するものとする。
【００４０】
上記「乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル」としては、例えば、コハク酸と１，４−ブタンジオールとアジピン酸とを重合して得られる昭和高分子社製の「ビオノーレ」シリーズ、ε−カプロラクトンを開環縮合して得られるダイセル化学工業（株）製の「セルグリーン」シリーズ等を商業的に入手することができるものとして挙げることができる。
【００４１】
（芳香族脂肪族ポリエステル）
Ａ層の形成に用いられる芳香族脂肪族ポリエステルとしては、脂肪族鎖の間に芳香環を導入することによって結晶性を低下させた芳香族脂肪族ポリエステル等が挙げられる。例えば、芳香族ジカルボン酸成分、脂肪族ジカルボン酸成分、および脂肪族ジオール成分を縮合して得られる芳香族脂肪族ポリエステルが用いられる。
【００４２】
上記芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、上記脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられる。また、上記脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。なお、芳香族ジカルボン酸成分、脂肪族ジカルボン酸成分あるいは脂肪族ジオール成分は、それぞれ２種類以上を用いてもよい。
【００４３】
本発明において、最も好適な芳香族ジカルボン酸成分はテレフタル酸であり、最も好適な脂肪族ジカルボン酸成分はアジピン酸であり、最も好適な脂肪族ジオール成分は１，４−ブタンジオールである。
【００４４】
上記「芳香族脂肪族ポリエステル」の代表的なものとしては、テトラメチレンアジペートとテレフタレートとの共重合体、ポリブチレンアジペートとテレフタレートとの共重合体等が挙げられる。テトラメチレンアジペートとテレフタレートとの共重合体としては、例えば、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製の「Ｅａｓｔａｒ Ｂｉｏ」を商業的に入手することができ、また、ポリブチレンアジペートとテレフタレートとの共重合体としては、例えば、ＢＡＳＦ社製の「Ｅｃｏｆｌｅｘ」を商業的に入手することができる。
【００４５】
（乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体）
Ａ層に用いられる「乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体」は、その共重合体中に占める乳酸系樹脂の割合が特定の範囲内であることが好ましい。例えば、耐熱性の観点から言えば、乳酸系樹脂の割合が、１０質量％以上であることが好ましく、更に好ましくは２０質量％以上である。例えば、じん性の付与効果の観点から言えば、乳酸系樹脂の割合が８０質量％以下であることが好ましく、更に好ましくは７０質量％以下である。
【００４６】
乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体を製造する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ジオールとジカルボン酸を脱水縮合して得られるポリエステルまたはポリエーテルポリオールを、ラクチドと開環重合するか、あるいは、エステル交換反応させて得る方法や、ジオールとジカルボン酸を脱水縮合して得られるポリエステルまたはポリエーテルポリオールを、乳酸系樹脂と脱水・脱グリコール縮合、またはエステル交換反応することによって得る方法等が挙げられる。なお、乳酸系樹脂としては、上述のＢ層の形成に使用される乳酸系樹脂を適宜、用いることができる。
【００４７】
上記ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ペプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオール等の直鎖状ジオール、プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，３−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−ヘキサンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール等の分岐鎖状ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリオールが挙げられる。
【００４８】
また、上記ジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の直鎖状ジカルボン酸、メチルコハク酸、ジメチルコハク酸、エチルコハク酸、２−メチルグルタル酸、２−エチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、３−エチルグルタル酸、２−メチルアジピン酸、２−エチルアジピン酸、３−メチルアジピン酸、３−エチルアジピン酸、メチルグルタル酸等の分岐状ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサハイドロフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、無水フタル酸、ビスフェノールＡ、ビフェノール等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
【００４９】
また、上記「乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体」は、イソシアネート化合物やカルボン酸無水物を用いて所定の分子量に調整することが可能である。ただし、加工性、耐久性の面から、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体は、重量平均分子量が５万〜３０万の範囲であることが好ましく、１０万〜２５万の範囲であることが更に好ましい。
【００５０】
乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体の構造としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等が挙げられる。本発明において、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体は何れの構造でもよいが、耐衝撃性の改良効果および透明性の観点から、ブロック共重合体および／またはグラフト共重合体であることが好ましい。
【００５１】
乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体がランダム共重合体であるものとしては、三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ」シリーズ等が商業的に入手可能なものとして挙げられ、ブロック共重合体またはグラフト共重合体としては、大日本インキ化学工業（株）製の「プラメート」シリーズ等が商業的に入手可能なものとして挙げられる。
【００５２】
本発明においては、Ａ層、Ｂ層などの各層には、本発明の効果を阻害しない範囲内で、更に、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、可塑剤、顔料、染料等の添加剤を配合することができる。
【００５３】
本発明の管状の成形体を構成するＡ層は、伸びが５％以上であることが好ましく、１０％以上であることが更に好ましい。Ａ層の伸びが５％以上であれば、輸送時および使用時に管の破壊等を生じることがない。また、管状の成形体を構成するＢ層は、曲げ弾性率が１．５ＧＰａ以上であることが好ましく、２．０ＧＰａ以上であることが更に好ましい。Ｂ層の曲げ弾性率が１．５ＧＰａ以上であれば、特に長尺の管を使用する場合に、たわみ、変形等を生じることなく使用することができる。
なお、本発明において剛性の評価は、成形体の曲げ弾性率で表示されるが、管状の成形体の曲げ弾性率が２．０ＧＰａ以上であることが好ましく、２．５ＧＰａ以上であることが更に好ましい。成形体の曲げ弾性率が２．０ＧＰａ以上であれば、充分な剛性を有することになる。本発明において曲げ弾性率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定されたものである。
【００５４】
本発明において、じん性は曲げ許容量で表示される。本発明において曲げ許容量は、後述の実施例に記載の測定方法により測定されたものである。管状の成形体および接続部の曲げ許容量が、それぞれ３００ｍｍ以上であれば、優れたじん性を有することになる。
【００５５】
本発明の管状の成形体は、１または２以上の接続部を有することができ、接続部の形状は、例えば、受口形状、差口形状にすることができる。接続部は、例えば、管状の成形体の一方の端部に、あるいは、両方の端部に設けることができる。両方の端部に接続部を有する場合には、両方の端部の接続部が受口形状の接続部であっても良いし、両方の端部の接続部が差口形状の接続部であっても良いし、あるいは、一方の端部の接続部が受口形状の接続部であり、他方の端部の接続部が差口形状の接続部であっても良い。成形体の端部をこのような形状にすれば、２本以上の成形体の受口形状の接続部と差口形状の接続部とを順々に接続していくことができる。ここで、受口形状とは、嵌合しうる凹部形状であり、差口形状とは、嵌合しうる凸部形状であり、これらの受口形状と差口形状とが嵌合可能であれば、いかなる形状であっても良い。例えば、受口形状として「メスねじ加工」したもの、差口形状として「オスねじ加工」したもの等を使用することができる。
【００５６】
本発明の管状成形体の２本以上を、その接続部同士で接合すれば管形状を延長することができる。あるいは、本発明の管状成形体の接続部に、一般的な管状成形体からなる継ぎ手管状体を接合しても良く、このようにしても管形状を延長することができる。この場合、一般的な管状成形体の端部には、接合可能な差口形状または受口形状が形成されていることが好ましく、また、この材料としては、例えば、塩化ビニル等のプラスチック等が挙げられる。接合部は、接合される一方が受口形状であり、接合される他方が差口形状であることが好ましい。
【００５７】
本発明においては、外表面側からＡ層／Ｂ層の２層構成の管状の成形体の端部に接続部が形成されている場合には、受口形状の接続部を形成することが好ましく、外表面側からＢ層／Ａ層の２層構成の管状の成形体の場合には、差口形状の接続部を形成することが好ましい。また、外表面側からＡ層／Ｂ層／Ａ層の３層構成の管状の成形体の場合には、受口形状の接続部でも差口形状の接続部でも形成することができる。例えば、外表面側からＡ層／Ｂ層の２層構成の管状の成形体の端部に形成された受口形状の接続部に、外表面側からＢ層／Ａ層の２層構成の管状の成形体の端部に形成された差口形状の接続部を嵌め込んで接合部を形成することができる。
【００５８】
管状の成形体に、接続部として受口形状または差口形状の加工を施すと、この接続部となる成形体部分の厚さは、接続部以外の管状の成形体本体の厚さよりも薄くなる。したがって、本来ならば、接続部の強度が管状成形体本体の強度よりも著しく劣ることになる。しかしながら、本発明によれば、管状成形体本体自体が優れた剛性および靭性を有しており、しかも、受口形状の接続部と差口形状の接続部が嵌合（接合）して接合部を形成するならば、接続後の接合部は管状成形体本体と同じ厚さになるので、接合部に引張力あるいは曲げ力が加わっても、接合部に亀裂、破断等が生じることは無い。すなわち、本発明によれば、本来ならば管状の成形体の弱点となりうる接合部においても、非常に優れた剛性およびじん性を有しており、優れた特性を有する管状の成形体を提供することができる。
【００５９】
本発明の管状の成形体は、通常の押出成形により形成することができる。例えば、Ａ層およびＢ層を形成する樹脂組成物を各々の押出機に投入し、所定の層構成となる口金にて賦形する。また、口金賦形以降のフォーマー、冷却水槽、引取機、切断機、巻取機等の各条件は、特に限定されることなく、適宜調整されることが好ましい。
【００６０】
本発明の管状の成形体は、一般家庭、オフィスビル、工場、公共施設等の上下水道、ガス、蒸気等のユーティリティ配管として、一時的に仮設する必要がある場合に使用することができる。また、土木、園芸用品等として土中に埋設されるような用途にも使用することができる。本発明の管状の成形体は、優れた剛性、じん性を有するため、使用期間中は各用途に適した優れた実用特性を有し、しかも、使用期間が終了して不用となった場合には、土中に埋設した状態で生分解することができるので、土中から取り出し撤去する必要がない。したがって、撤去のための多大なコストが不要となり、土中に永久に保存されることはないので環境問題を発生することもない。さらにまた、管状成形体では接続部が弱点となるが、本発明では優れた接続部を実現することができるので、接続部において、亀裂、破断等が生じることもない。
【実施例】
【００６１】
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の応用が可能である。また、以下の実施例において使用された測定方法および評価方法を下記に示す。
【００６２】
（１）曲げ許容量
じん性の評価として、曲げ許容量を測定した。すなわち、外径１１４ｍｍ、内径１００ｍｍ、長さ２０００ｍｍの管状の成形体（パイプ）を形成した。この管状の成形体（パイプ）の両端を自由端とする梁の中心部に荷重を徐々にかけていき、管状の成形体（パイプ）が完全に破損する直前の曲げ量を測定した。曲げ量が３００ｍｍ以上である場合を記号「○」、曲げ量が３００ｍｍ未満である場合を記号「×」で表示した。
【００６３】
（２）接合部の曲げ許容量
接合部のじん性の評価として、接合部の曲げ許容量を測定した。すなわち、接合部において、上記「（１）曲げ許容量」と同様の測定を行い、曲げ量を測定した。曲げ量が３００ｍｍ以上である場合を記号「○」、曲げ量が３００ｍｍ未満である場合を記号「×」で表示した。
【００６４】
（３）曲げ弾性率
剛性の評価として、曲げ弾性率を測定した。すなわち、外径１１４ｍｍ、内径１００ｍｍの管状の成形体（パイプ）から、長さ１３０ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を切り出して、この試験片について曲げ弾性係数を測定した。曲げ弾性係数が２．０ＧＰａ以上である場合を記号「○」、２．０ＧＰａ未満である場合を記号「×」で表示した。
【００６５】
［実施例１］
（Ａ層用樹脂組成物の作製）
乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ ＡＤ９２Ｗ」、重量平均分子量１６万）を用い、ポリブチレンサクシネート・アジペートからなる樹脂組成物を得た。
【００６６】
（Ｂ層用樹脂組成物の作製）
結晶性ポリ乳酸（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ」、重量平均分子量２０万）と、無機フィラーとしてタルク（日本タルク（株）製の「ミクロエースＬ１」、平均粒径４．９μｍ）とを、質量比が９０：１０の割合となるようにドライブレンドして、Ｂ層用の樹脂組成物を作製した。
【００６７】
（管状の成形体の作製）
得られたＡ層用樹脂組成物およびＢ層用樹脂組成物を、管状の３層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、Ａ層およびＢ層の押出機は、それぞれ、クラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、３層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、Ａ層およびＢ層のスクリュー設定温度は１７５℃であり、Ａ層のスクリュー回転数は４５ｒｐｍ、Ｂ層のスクリュー回転数は５０ｒｐｍの条件のもと、Ａ層／Ｂ層／Ａ層の３層からなる管状の成形体を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、外径が１１４ｍｍであり、スキン層（Ａ層）厚みが合計で４ｍｍ、コア層（Ｂ層）の厚みが３ｍｍであった。なお、得られた成形体のＢ層の曲げ弾性率は４．５ＧＰａであり、また、Ａ層の伸びは１００％であった。
【００６８】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６９】
［実施例２］
実施例１において作製した管状の成形体から、長さ１０００ｍｍのパイプを２本切り出し、一方のパイプの端部にオスねじ加工を施し、残りのパイプの端部にメスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施したパイプの端部とを嵌め込み、２本のパイプを接合した。得られた接合部について、接合部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７０】
［実施例３］
（Ｂ層用樹脂組成物の作製）
結晶性ポリ乳酸（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ」、重量平均分子量２０万）と、無機フィラーとしてタルク（日本タルク（株）製の「ミクロエースＬ１」、平均粒径４．９μｍ）とを、質量比が９０：１０の割合となるようにドライブレンドして、外層用としてＢ層用の樹脂組成物を作製した。
【００７１】
（Ａ層用樹脂組成物の作製）
乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ ＡＤ９２Ｗ」、重量平均分子量１６万）からなる樹脂組成物（内層用）を得た。
【００７２】
（管状の成形体の作製）
得られたＢ層用樹脂組成物（外層用）およびＡ層用樹脂組成物（内層用）を、管状の２層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、Ａ層およびＢ層の押出機は、それぞれ、にクラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、２層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、Ａ層およびＢ層のスクリュー設定温度は１７５℃であり、Ａ層およびＢ層のスクリュー回転数は、それぞれ、４５ｒｐｍであった。かかる条件のもと、成形体の外表面側から、Ｂ層／Ａ層の２層からなる管状の成形体を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、Ａ層の厚みが３．５ｍｍ、Ｂ層の厚みが３．５ｍｍであった。なお、得られた成形体のＢ層の曲げ弾性率は４．５ＧＰａであり、また、Ａ層の伸びは１００％であった。
【００７３】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７４】
［実施例４］
実施例３において作製した管状の成形体から長さ１０００ｍｍのパイプを切り出し、そのパイプの一方の端部にオスねじ加工を施した。同様のサイズの管状の塩化ビニル管の一方の端部に、メスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施した塩化ビニル管端部とを嵌め込み接合部を形成した。得られた接合部について、接合部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７５】
［実施例５］
（Ａ層用樹脂組成物の作製）
乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ ＡＤ９２Ｗ」、重量平均分子量１６万）からなる樹脂組成物（外層用）を得た。
【００７６】
（Ｂ層用樹脂組成物の作製）
結晶性ポリ乳酸（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ」、重量平均分子量２０万）と、無機フィラーとしてタルク（日本タルク（株）製の「ミクロエースＬ１」、平均粒径４．９μｍ）とを、質量比が９０：１０の割合となるようにドライブレンドして、内層用としてＢ層用の樹脂組成物を作製した。
【００７７】
（管状の成形体の作製）
得られたＡ層用樹脂組成物（外層用）およびＢ層用樹脂組成物（内層用）を、管状の２層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、Ａ層およびＢ層の押出機は、それぞれ、クラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、２層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、Ａ層およびＢ層のスクリュー設定温度は１７５℃であり、Ａ層およびＢ層のスクリュー回転数は、それぞれ、４５ｒｐｍであった。かかる条件のもと、成形体の外表面側から、Ａ層／Ｂ層の２層からなる管状の成形体を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、Ａ層の厚みが３．５ｍｍ、Ｂ層の厚みが３．５ｍｍであった。なお、得られた成形体のＢ層の曲げ弾性率は４．５ＧＰａであり、また、Ａ層の伸びは１００％であった。
【００７８】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７９】
［実施例６］
実施例５において作製した管状の成形体から長さ１０００ｍｍのパイプを切り出し、そのパイプの一方の端部にメスねじ加工を施した。同様のサイズの管状の塩化ビニル管の一方の端部に、オスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施した塩化ビニル管端部とを嵌め込み接合部を形成した。得られた接合部について、接合部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８０】
［比較例１］
（Ｂ層用樹脂組成物の作製）
結晶性ポリ乳酸（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ」、重量平均分子量２０万）と、無機フィラーとしてタルク（日本タルク（株）製の「ミクロエースＬ１」、平均粒径４．９μｍ）とを、質量比が９０：１０の割合となるようにドライブレンドして樹脂組成物（単層用）を作製した。
【００８１】
（管状の成形体の作製）
得られたＢ層用樹脂組成物（単層用）を、管状の単層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、押出機はクラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、単層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、スクリュー設定温度は１７５℃であり、スクリュー回転数は４５ｒｐｍであった。かかる条件のもと、管状の成形体（単層）を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、厚みが７ｍｍであった。
【００８２】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８３】
［比較例２］
比較例１において作製した管状の成形体から長さ１０００ｍｍのパイプを切り出し、そのパイプの一方の端部にメスねじ加工を施した。同様のサイズの管状の塩化ビニル管の一方の端部に、オスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施した塩化ビニル管端部とを嵌合して接続部を形成した。得られた接続部について、接続部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８４】
［比較例３］
（Ａ層用樹脂組成物の作製）
乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ ＡＤ９２Ｗ」、重量平均分子量１６万）からなる樹脂組成物（単層用）を得た。
【００８５】
（管状の成形体の作製）
得られたＡ層用樹脂組成物（単層用）を、管状の単層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、押出機はクラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、単層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、スクリュー設定温度は１７５℃であり、スクリュー回転数は４５ｒｐｍであった。かかる条件のもと、管状の成形体（単層）を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、厚みが７ｍｍであった。
【００８６】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８７】
［比較例４］
比較例３において作製した管状の成形体から長さ１０００ｍｍのパイプを切り出し、そのパイプの一方の端部にメスねじ加工を施した。同様のサイズの管状の塩化ビニル管の一方の端部に、オスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施した塩化ビニル管端部とを嵌合して接続部を形成した。得られた接続部について、接続部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
表１から明らかなように、実施例１、３、５の管状の成形体は、曲げ許容量が３００ｍｍ以上であって優れたじん性を有するものであり、また、これらの成形体は、曲げ弾性率が２．０ＧＰａ以上であって優れた剛性も有するものであることが分かった。しかも、これらの管状の成形体は、さらに接続部を形成した実施例２、４、６についても、接合部の曲げ許容量が３００ｍｍ以上であり、優れたじん性を示した。
【００９０】
一方、単層構成の管状の成形体である比較例１、３は、曲げ許容量または曲げ弾性率が所定数値レベルに達しておらず、じん性または剛性に劣っていることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の管状の成形体は、生分解性を有し、かつ、優れた剛性およびじん性を有する。したがって、一般家庭、オフィスビル、工場、公共施設等の上下水道、ガス、蒸気等のユーティリティ配管として一時的な仮設に有効に使用され、土木、園芸用品等で土中に埋設されるような用途にも有効に使用されるが、使用期間終了後に取り出して廃棄する必要がない。また、接合部においても優れた特性を発揮することができるので、接合部において、亀裂、破断等が生じることもない。
【技術分野】
【０００１】
本発明は生分解性材料を使用した管状の成形体に関し、特に、剛性を保持しつつ、じん性を有する管状の成形体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般家庭、オフィスビル、工場、公共施設等の上下水道、ガス、蒸気等のユーティリティ配管として一時的に仮設する必要がある場合に、ならびに、土木、園芸用品等で土中に埋設されるような用途に、金属パイプ、およびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）やＡＢＳ等のプラスチックパイプが用いられている。これらのパイプは、使用期間が終了した時点で、あるいは不用になった時点で撤去の必要が生じるが、パイプが土中に埋設されていると撤去に多大な手間やコストがかかる。そのため、撤去されずに放置されることがあり、将来的な土地利用計画に不都合をきたすことがあった。そこで、撤去されずに放置されたとしても問題が生じないパイプ等が求められていた。
【０００３】
近年においては自然環境中で分解するプラスチックとして生分解性プラスチックが知られているが、生分解性プラスチックを用いたパイプは極くわずかしか知られていない。例えば、特開平１０−７８１７４号公報には、内層が生分解性プラスチック、外層が既存の樹脂からなるパイプが開示されているが、パイプ全体を生分解性に設計したものではないので、このパイプでは既存の樹脂部分が生分解せずに残存してしまう。また、特開平１１−３２３１０４号公報には、ポリアルキルアルカノエート系樹脂からなるパイプが開示されているが、剛性、強度に乏しく、特殊な用途でしか使用し得ないものであった。さらに、特開２０００−２３９２号公報にはポリ乳酸、または、ポリブチレンサクシネートからなる管状物又はバルブの端部封止用キャップが開示されているが、生分解性プラスチックの中でも乳酸系樹脂は剛性が高く、この点ではパイプ用途に好適と思われるが、そのままでは、脆くて、衝撃性に乏しく、一方、ポリブチレンサクシネートは耐衝撃性に優れるものの、軟質の樹脂であるため、剛性に乏しく、成形性にも乏しいためパイプ用途に用いることは難しかった。さらにまた、ポリ乳酸とポリブチレンサクシネートを単純にブレンドしたものでは、じん性、耐衝撃性、成形性等、パイプ、継ぎ手の管状物に要求される特性を全て満足することはできなかった。特開２００２−３４８８７７号公報、および、特開２００４−１１５３２２号公報には生分解性樹脂からなる植生管が開示されているが、これも特開２０００−２３９２号公報と同様にパイプ、継ぎ手の要求特性を満足できるものではなかった。また、両公報には生分解性樹脂に肥料成分を配合することが開示されているが、肥料成分を配合することにより成形時に著しい樹脂の分解を生じることがあり、実用的な技術とは言い難い。さらにまた、従来の技術においてはパイプに関する技術的アプローチはされていたかも知れないが、パイプとパイプを接合するための継ぎ手、および、パイプとパイプを接続するための手法については開示されていない。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−７８１７４号公報
【特許文献２】特開平１１−３２３１０４号公報
【特許文献３】特開２０００−２３９２号公報
【特許文献４】特開２００２−３４８８７７号公報
【特許文献５】特開２００４−１１５３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、従来の生分解性パイプでは成し得なかった、優れた剛性及びじん性を有する管状の成形体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の管状の成形体は、少なくとも１層のＡ層、および、少なくとも１層のＢ層を有する管状の成形体であり、前記Ａ層が、ガラス転移温度が０℃以下である乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、及び、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類の樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成り、前記Ｂ層が、乳酸系樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成ることを特徴とする。
【０００７】
本発明の成形体は、前記Ａ層および前記Ｂ層を、前記管状の成形体の外表面側からこの順に有することができる。
本発明においては、前記Ｂ層の内側に更にＡ層を有し、前記管状の成形体の外表面側から、Ａ層、Ｂ層およびＡ層をこの順に有することができる。
【０００８】
本発明において、前記Ｂ層は、曲げ弾性係数が１．５ＧＰａ以上であることが好ましい。また、前記Ａ層は、伸びが５％以上であることが好ましい。
【０００９】
本発明において、前記成形体は接続部を有しており、該接続部は、前記成形体の両端部のうち少なくとも一方に存在することができる。
ここで、前記接続部は、受口形状または差口形状であることができる。
【００１０】
また、前記接続部は、前記成形体の両端部に存在していてもよく、この場合には、一方の端部の接続部は受口形状であり、他方の端部の接続部は差口形状であるか、あるいは、両端部の接続部が共に受口形状であるか共に差口形状であることが好ましい。
【００１１】
本発明においては、前記受口形状がメスねじ形状であり、前記差口形状がオスねじ形状であることが好ましい。
【００１２】
本発明の成形体は、前記Ｂ層および前記Ａ層を、前記管状の成形体の外表面側からこの順に有することができる。
【００１３】
この成形体は接続部を有しており、該接続部は差口形状であって、前記成形体の両端部のうち少なくとも一方に存在することができる。
この差口形状はオスねじ形状であることができる。
【００１４】
本発明の成形体は、配管、土木・園芸用品または芯材として使用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の管状の成形体は、生分解性を有し、かつ、優れた剛性およびじん性を有する。したがって、上下水道、ガス、蒸気等のユーティリティ配管として一時的な仮設に有効に使用され、土木、園芸用品等で土中に埋設されるような用途にも有効に使用され、使用期間終了後に取り出して廃棄する必要がなく、環境にやさしい成形体である。また、接続部に関する技術的アプローチがあり、接続部において優れた特性を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明の範囲が以下に説明する実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
本発明の成形体は管状の成形体であり、少なくとも１層のＡ層と、少なくとも１層のＢ層とを有する管状の成形体である。Ａ層およびＢ層は、それぞれ、管状の成形体の外層として配置されていても良いし、内層として配置されていても良い。すなわち、管状の成形体の外表面側から、例えば、Ａ層およびＢ層がこの順に配置されていても良いし、Ｂ層およびＡ層がこの順に配置されていてもよい。さらにまた、２層以上のＡ層を有していてもよく、２層以上のＢ層を有していてもよく、例えば、Ａ層、Ｂ層およびＡ層が、管状の成形体の外表面側からこの順に配置されていてもよい。かかる３層構成の場合には、Ａ層をスキン層、Ｂ層をコア層と呼んでも良い。本発明においては、本発明の効果を阻害しない範囲内で、Ａ層およびＢ層以外の他の層を含んでいてもよく、他の層は適当な位置に配置されていることができる。
【００１８】
本発明においては、管状の成形体の全体厚みに占めるＡ層の厚み割合が合計で、２０％以上、８０％以下であることが好ましく、３０％以上、７０％以下であることが更に好ましく、４０％以上、６０％以下であることが特に好ましい。Ａ層の厚みが２０％を下回る場合には、じん性を成形体に付与できないことがあり、８０％を上回る場合には、用途によっては剛性が不足することがある。
【００１９】
Ｂ層は、剛性付与に主に貢献し、管状の成形体の全体厚みに占めるＢ層の厚み割合が合計で、２０％以上、８０％以下であることが好ましく、３０％以上、７０％以下であることが更に好ましく、４０％以上、６０％以下であることが特に好ましい。Ｂ層の厚みが２０％を下回る場合には、剛性を成形体に付与できないことがあり、８０％を上回る場合には、用途によってはじん性が不足することがある。
【００２０】
ここで、Ａ層は、ガラス転移温度が０℃以下である乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、及び、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体から選ばれる少なくとも１種類の樹脂を主成分とする樹脂組成物を用いてなる。
また、Ｂ層は、乳酸系樹脂を主成分とする樹脂組成物を用いて成る。
【００２１】
ここで、「主成分」とは、主成分となる樹脂組成物の機能を妨げない範囲で他の成分を含有することを許容することを意味するものとし、特に主成分となる樹脂組成物の含有割合を特定するものではないが、主成分となる樹脂組成物（樹脂組成物が２成分以上からなる場合には、これらの合計量）は樹脂組成物中、５０重量％以上であり、好ましくは７０重量％以上であり、特に好ましくは９０重量％以上（１００重量％を含む）である。なお、本発明において上記以外でも「主成分」と表示した場合には、特にことわりがない限り上記と同様の意味を有するものとする。
【００２２】
（乳酸系樹脂）
本発明のＢ層の形成に用いられる乳酸系樹脂は、構造単位がＬ−乳酸であるポリ（Ｌ−乳酸）、構造単位がＤ−乳酸であるポリ（Ｄ−乳酸）、構造単位がＬ−乳酸及びＤ−乳酸である、ポリ（ＤＬ−乳酸）やこれらの混合体である。
【００２３】
乳酸系樹脂の重合法としては、縮合重合法、開環重合法などの公知のいずれかの方法を採用することができる。例えば、縮合重合法では、Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸、あるいはこれらの混合物を直接脱水縮合重合して任意の組成を有する乳酸系樹脂を得ることができる。
【００２４】
また、開環重合法では、適当な触媒を選択し、必要に応じて重合調整剤等を用いて、乳酸の環状二量体であるラクチドから乳酸系重合体を得ることができる。ラクチドには、Ｌ−乳酸の２量体であるＬ−ラクチド、Ｄ−乳酸の２量体であるＤ−ラクチド、さらにＬ−乳酸とＤ−乳酸からなるＤＬ−ラクチドがあり、これらを必要に応じて混合して重合することにより任意の組成、結晶性をもつ乳酸系樹脂を得ることができる。
【００２５】
さらに、耐熱性を向上させる等の必要に応じ、乳酸系樹脂の本質的な性質を損なわない範囲で、例えば、乳酸系樹脂成分を９０質量％以上含有する範囲内で、少量の共重合成分を添加することができる。少量の共重合成分としては、テレフタル酸のような非脂肪族ジカルボン酸及び／又はビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物のような非脂肪族ジオール等を用いることができる。さらにまた、分子量増大を目的として少量の鎖延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ化合物、酸無水物等を使用することもできる。
【００２６】
乳酸系樹脂は、さらに、乳酸および／または乳酸以外のα−ヒドロキシカルボン酸等の他のヒドロキシカルボン酸単位との共重合体であっても、脂肪族ジオールおよび／または脂肪族ジカルボン酸との共重合体であってもよい。
【００２７】
他のヒドロキシカルボン酸単位としては、乳酸の光学異性体（Ｌ−乳酸に対してはＤ−乳酸、Ｄ−乳酸に対してはＬ−乳酸）、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシｎ−酪酸、２−ヒドロキシ３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ３−メチル酪酸、２−メチル乳酸、２−ヒドロキシカプロン酸等の２官能脂肪族ヒドロキシカルボン酸やカプロラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン類が挙げられる。
【００２８】
乳酸系樹脂に共重合される上記脂肪族ジオールとしては、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。また、上記脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカン二酸等が挙げられる。
【００２９】
本発明に使用される乳酸系樹脂は、重量平均分子量が５万以上、４０万以下の範囲が好ましく、１０万以上、２５万以下の範囲がより好ましい。乳酸系樹脂の重量平均分子量が５万未満では機械物性等の実用物性がほとんど発現されないことがあり、４０万より大きい場合には、溶融粘度が高すぎて成形加工性に劣ることがある。
【００３０】
本発明に好ましく使用される乳酸系樹脂の代表的なものとしては、三井化学（株）製の「レイシア」シリーズ、Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ」シリーズ等が商業的に入手可能なものとして挙げられる。
【００３１】
本発明の管状の成形体におけるＡ層は、上記したように、脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、および、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種の樹脂を主成分として含有する樹脂組成物を用いて成る。但し、この脂肪族ポリエステルは、乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルであり、かつ、ガラス転移温度が０℃以下であることが必要であり、−２０℃以下であることが好ましい。Ａ層に用いられる乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルのガラス転移温度が０℃以下であることにより、成形体に優れた耐衝撃性を付与することができる。
【００３２】
（乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル）
Ａ層に用いられる乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとしては、例えば、乳酸系樹脂を除く、ポリヒドロキシカルボン酸、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸とを縮合して得られる脂肪族ポリエステル、環状ラクトン類を開環重合して得られる脂肪族ポリエステル、合成系脂肪族ポリエステル、菌体内で生合成される脂肪族ポリエステルなどを挙げることができる。
【００３３】
上記「ポリヒドロキシカルボン酸」としては、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシ−ｎ−酪酸、２−ヒドロキシ−３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸、２−ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカルボン酸の単独重合体や共重合体を挙げることができる。
【００３４】
上記「脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸とを縮合して得られる脂肪族ポリエステル」としては、以下に列挙する脂肪族ジオール及び脂肪族ジカルボン酸の中からそれぞれ１種類または２種類以上を選んで縮合して得られる重合体、あるいは、必要に応じて更にイソシアネート化合物等でジャンプアップして得られる所望の重合体等を挙げることができる。
【００３５】
上記「脂肪族ジオール」としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等を代表的なものとして挙げることができ、上記「脂肪族ジカルボン酸」としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等を代表的なものとして挙げることができる。
【００３６】
上記「環状ラクトン類を開環縮合して得られる脂肪族ポリエステル」としては、環状モノマーであるε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等を１種類以上選択して重合することにより得られるものを挙げることができる。
【００３７】
上記「合成系脂肪族ポリエステル」としては、環状酸無水物とオキシラン類、例えば、無水コハク酸とエチレンオキサイド、プロピオンオキサイド等との共重合体等を挙げることができる。
【００３８】
上記の「菌体内で生合成される脂肪族ポリエステル」としては、アルカリゲネスユートロファスを始めとする菌体内でアセチルコエンチームＡ（アセチルＣｏＡ）により生合成される脂肪族ポリエステル等を挙げることができる。この脂肪族ポリエステルは、主にポリ−β−ヒドロキシ酪酸（ポリ３ＨＢ）であるが、プラスチックとしての実用特性向上のために、吉草酸ユニット（ＨＶ）を共重合し、ポリ（３ＨＢ−ＣＯ−３ＨＶ）の共重合体にすることが工業的に有利である。一般的には、ＨＶ共重合比は０〜４０％である。さらに長鎖のヒドロキシアルカノエートを共重合してもよい。
【００３９】
ここで、「Ｘ〜Ｙ」（Ｘ、Ｙは任意の数字（単位も含む））として表示した場合には、「Ｘ以上、Ｙ以下」を意図し、「Ｘより大きくＹよりも小さいことが好ましい」旨の意図も包含する。なお、本発明において上記以外でも「Ｘ〜Ｙ」と表示した場合には、特にことわりがない限り上記と同様の意味を有するものとする。
【００４０】
上記「乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル」としては、例えば、コハク酸と１，４−ブタンジオールとアジピン酸とを重合して得られる昭和高分子社製の「ビオノーレ」シリーズ、ε−カプロラクトンを開環縮合して得られるダイセル化学工業（株）製の「セルグリーン」シリーズ等を商業的に入手することができるものとして挙げることができる。
【００４１】
（芳香族脂肪族ポリエステル）
Ａ層の形成に用いられる芳香族脂肪族ポリエステルとしては、脂肪族鎖の間に芳香環を導入することによって結晶性を低下させた芳香族脂肪族ポリエステル等が挙げられる。例えば、芳香族ジカルボン酸成分、脂肪族ジカルボン酸成分、および脂肪族ジオール成分を縮合して得られる芳香族脂肪族ポリエステルが用いられる。
【００４２】
上記芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、上記脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられる。また、上記脂肪族ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。なお、芳香族ジカルボン酸成分、脂肪族ジカルボン酸成分あるいは脂肪族ジオール成分は、それぞれ２種類以上を用いてもよい。
【００４３】
本発明において、最も好適な芳香族ジカルボン酸成分はテレフタル酸であり、最も好適な脂肪族ジカルボン酸成分はアジピン酸であり、最も好適な脂肪族ジオール成分は１，４−ブタンジオールである。
【００４４】
上記「芳香族脂肪族ポリエステル」の代表的なものとしては、テトラメチレンアジペートとテレフタレートとの共重合体、ポリブチレンアジペートとテレフタレートとの共重合体等が挙げられる。テトラメチレンアジペートとテレフタレートとの共重合体としては、例えば、Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製の「Ｅａｓｔａｒ Ｂｉｏ」を商業的に入手することができ、また、ポリブチレンアジペートとテレフタレートとの共重合体としては、例えば、ＢＡＳＦ社製の「Ｅｃｏｆｌｅｘ」を商業的に入手することができる。
【００４５】
（乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体）
Ａ層に用いられる「乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体」は、その共重合体中に占める乳酸系樹脂の割合が特定の範囲内であることが好ましい。例えば、耐熱性の観点から言えば、乳酸系樹脂の割合が、１０質量％以上であることが好ましく、更に好ましくは２０質量％以上である。例えば、じん性の付与効果の観点から言えば、乳酸系樹脂の割合が８０質量％以下であることが好ましく、更に好ましくは７０質量％以下である。
【００４６】
乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体を製造する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、ジオールとジカルボン酸を脱水縮合して得られるポリエステルまたはポリエーテルポリオールを、ラクチドと開環重合するか、あるいは、エステル交換反応させて得る方法や、ジオールとジカルボン酸を脱水縮合して得られるポリエステルまたはポリエーテルポリオールを、乳酸系樹脂と脱水・脱グリコール縮合、またはエステル交換反応することによって得る方法等が挙げられる。なお、乳酸系樹脂としては、上述のＢ層の形成に使用される乳酸系樹脂を適宜、用いることができる。
【００４７】
上記ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，７−ペプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，９−ノナンジオール、１，１０−デカンジオール、１，１１−ウンデカンジオール、１，１２−ドデカンジオール等の直鎖状ジオール、プロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，２−ペンタンジオール、１，３−ペンタンジオール、１，４−ペンタンジオール、２，３−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、１，２−ヘキサンジオール、１，３−ヘキサンジオール、１，４−ヘキサンジオール、１，５−ヘキサンジオール等の分岐鎖状ジオール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリオールが挙げられる。
【００４８】
また、上記ジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ノナンジカルボン酸、デカンジカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、ドデカンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の直鎖状ジカルボン酸、メチルコハク酸、ジメチルコハク酸、エチルコハク酸、２−メチルグルタル酸、２−エチルグルタル酸、３−メチルグルタル酸、３−エチルグルタル酸、２−メチルアジピン酸、２−エチルアジピン酸、３−メチルアジピン酸、３−エチルアジピン酸、メチルグルタル酸等の分岐状ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ヘキサハイドロフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、無水フタル酸、ビスフェノールＡ、ビフェノール等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
【００４９】
また、上記「乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体」は、イソシアネート化合物やカルボン酸無水物を用いて所定の分子量に調整することが可能である。ただし、加工性、耐久性の面から、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体は、重量平均分子量が５万〜３０万の範囲であることが好ましく、１０万〜２５万の範囲であることが更に好ましい。
【００５０】
乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体の構造としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体等が挙げられる。本発明において、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体は何れの構造でもよいが、耐衝撃性の改良効果および透明性の観点から、ブロック共重合体および／またはグラフト共重合体であることが好ましい。
【００５１】
乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸の共重合体がランダム共重合体であるものとしては、三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ」シリーズ等が商業的に入手可能なものとして挙げられ、ブロック共重合体またはグラフト共重合体としては、大日本インキ化学工業（株）製の「プラメート」シリーズ等が商業的に入手可能なものとして挙げられる。
【００５２】
本発明においては、Ａ層、Ｂ層などの各層には、本発明の効果を阻害しない範囲内で、更に、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、滑剤、可塑剤、顔料、染料等の添加剤を配合することができる。
【００５３】
本発明の管状の成形体を構成するＡ層は、伸びが５％以上であることが好ましく、１０％以上であることが更に好ましい。Ａ層の伸びが５％以上であれば、輸送時および使用時に管の破壊等を生じることがない。また、管状の成形体を構成するＢ層は、曲げ弾性率が１．５ＧＰａ以上であることが好ましく、２．０ＧＰａ以上であることが更に好ましい。Ｂ層の曲げ弾性率が１．５ＧＰａ以上であれば、特に長尺の管を使用する場合に、たわみ、変形等を生じることなく使用することができる。
なお、本発明において剛性の評価は、成形体の曲げ弾性率で表示されるが、管状の成形体の曲げ弾性率が２．０ＧＰａ以上であることが好ましく、２．５ＧＰａ以上であることが更に好ましい。成形体の曲げ弾性率が２．０ＧＰａ以上であれば、充分な剛性を有することになる。本発明において曲げ弾性率は、後述の実施例に記載の測定方法により測定されたものである。
【００５４】
本発明において、じん性は曲げ許容量で表示される。本発明において曲げ許容量は、後述の実施例に記載の測定方法により測定されたものである。管状の成形体および接続部の曲げ許容量が、それぞれ３００ｍｍ以上であれば、優れたじん性を有することになる。
【００５５】
本発明の管状の成形体は、１または２以上の接続部を有することができ、接続部の形状は、例えば、受口形状、差口形状にすることができる。接続部は、例えば、管状の成形体の一方の端部に、あるいは、両方の端部に設けることができる。両方の端部に接続部を有する場合には、両方の端部の接続部が受口形状の接続部であっても良いし、両方の端部の接続部が差口形状の接続部であっても良いし、あるいは、一方の端部の接続部が受口形状の接続部であり、他方の端部の接続部が差口形状の接続部であっても良い。成形体の端部をこのような形状にすれば、２本以上の成形体の受口形状の接続部と差口形状の接続部とを順々に接続していくことができる。ここで、受口形状とは、嵌合しうる凹部形状であり、差口形状とは、嵌合しうる凸部形状であり、これらの受口形状と差口形状とが嵌合可能であれば、いかなる形状であっても良い。例えば、受口形状として「メスねじ加工」したもの、差口形状として「オスねじ加工」したもの等を使用することができる。
【００５６】
本発明の管状成形体の２本以上を、その接続部同士で接合すれば管形状を延長することができる。あるいは、本発明の管状成形体の接続部に、一般的な管状成形体からなる継ぎ手管状体を接合しても良く、このようにしても管形状を延長することができる。この場合、一般的な管状成形体の端部には、接合可能な差口形状または受口形状が形成されていることが好ましく、また、この材料としては、例えば、塩化ビニル等のプラスチック等が挙げられる。接合部は、接合される一方が受口形状であり、接合される他方が差口形状であることが好ましい。
【００５７】
本発明においては、外表面側からＡ層／Ｂ層の２層構成の管状の成形体の端部に接続部が形成されている場合には、受口形状の接続部を形成することが好ましく、外表面側からＢ層／Ａ層の２層構成の管状の成形体の場合には、差口形状の接続部を形成することが好ましい。また、外表面側からＡ層／Ｂ層／Ａ層の３層構成の管状の成形体の場合には、受口形状の接続部でも差口形状の接続部でも形成することができる。例えば、外表面側からＡ層／Ｂ層の２層構成の管状の成形体の端部に形成された受口形状の接続部に、外表面側からＢ層／Ａ層の２層構成の管状の成形体の端部に形成された差口形状の接続部を嵌め込んで接合部を形成することができる。
【００５８】
管状の成形体に、接続部として受口形状または差口形状の加工を施すと、この接続部となる成形体部分の厚さは、接続部以外の管状の成形体本体の厚さよりも薄くなる。したがって、本来ならば、接続部の強度が管状成形体本体の強度よりも著しく劣ることになる。しかしながら、本発明によれば、管状成形体本体自体が優れた剛性および靭性を有しており、しかも、受口形状の接続部と差口形状の接続部が嵌合（接合）して接合部を形成するならば、接続後の接合部は管状成形体本体と同じ厚さになるので、接合部に引張力あるいは曲げ力が加わっても、接合部に亀裂、破断等が生じることは無い。すなわち、本発明によれば、本来ならば管状の成形体の弱点となりうる接合部においても、非常に優れた剛性およびじん性を有しており、優れた特性を有する管状の成形体を提供することができる。
【００５９】
本発明の管状の成形体は、通常の押出成形により形成することができる。例えば、Ａ層およびＢ層を形成する樹脂組成物を各々の押出機に投入し、所定の層構成となる口金にて賦形する。また、口金賦形以降のフォーマー、冷却水槽、引取機、切断機、巻取機等の各条件は、特に限定されることなく、適宜調整されることが好ましい。
【００６０】
本発明の管状の成形体は、一般家庭、オフィスビル、工場、公共施設等の上下水道、ガス、蒸気等のユーティリティ配管として、一時的に仮設する必要がある場合に使用することができる。また、土木、園芸用品等として土中に埋設されるような用途にも使用することができる。本発明の管状の成形体は、優れた剛性、じん性を有するため、使用期間中は各用途に適した優れた実用特性を有し、しかも、使用期間が終了して不用となった場合には、土中に埋設した状態で生分解することができるので、土中から取り出し撤去する必要がない。したがって、撤去のための多大なコストが不要となり、土中に永久に保存されることはないので環境問題を発生することもない。さらにまた、管状成形体では接続部が弱点となるが、本発明では優れた接続部を実現することができるので、接続部において、亀裂、破断等が生じることもない。
【実施例】
【００６１】
以下に実施例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の応用が可能である。また、以下の実施例において使用された測定方法および評価方法を下記に示す。
【００６２】
（１）曲げ許容量
じん性の評価として、曲げ許容量を測定した。すなわち、外径１１４ｍｍ、内径１００ｍｍ、長さ２０００ｍｍの管状の成形体（パイプ）を形成した。この管状の成形体（パイプ）の両端を自由端とする梁の中心部に荷重を徐々にかけていき、管状の成形体（パイプ）が完全に破損する直前の曲げ量を測定した。曲げ量が３００ｍｍ以上である場合を記号「○」、曲げ量が３００ｍｍ未満である場合を記号「×」で表示した。
【００６３】
（２）接合部の曲げ許容量
接合部のじん性の評価として、接合部の曲げ許容量を測定した。すなわち、接合部において、上記「（１）曲げ許容量」と同様の測定を行い、曲げ量を測定した。曲げ量が３００ｍｍ以上である場合を記号「○」、曲げ量が３００ｍｍ未満である場合を記号「×」で表示した。
【００６４】
（３）曲げ弾性率
剛性の評価として、曲げ弾性率を測定した。すなわち、外径１１４ｍｍ、内径１００ｍｍの管状の成形体（パイプ）から、長さ１３０ｍｍ、幅１５ｍｍの試験片を切り出して、この試験片について曲げ弾性係数を測定した。曲げ弾性係数が２．０ＧＰａ以上である場合を記号「○」、２．０ＧＰａ未満である場合を記号「×」で表示した。
【００６５】
［実施例１］
（Ａ層用樹脂組成物の作製）
乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ ＡＤ９２Ｗ」、重量平均分子量１６万）を用い、ポリブチレンサクシネート・アジペートからなる樹脂組成物を得た。
【００６６】
（Ｂ層用樹脂組成物の作製）
結晶性ポリ乳酸（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ」、重量平均分子量２０万）と、無機フィラーとしてタルク（日本タルク（株）製の「ミクロエースＬ１」、平均粒径４．９μｍ）とを、質量比が９０：１０の割合となるようにドライブレンドして、Ｂ層用の樹脂組成物を作製した。
【００６７】
（管状の成形体の作製）
得られたＡ層用樹脂組成物およびＢ層用樹脂組成物を、管状の３層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、Ａ層およびＢ層の押出機は、それぞれ、クラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、３層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、Ａ層およびＢ層のスクリュー設定温度は１７５℃であり、Ａ層のスクリュー回転数は４５ｒｐｍ、Ｂ層のスクリュー回転数は５０ｒｐｍの条件のもと、Ａ層／Ｂ層／Ａ層の３層からなる管状の成形体を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、外径が１１４ｍｍであり、スキン層（Ａ層）厚みが合計で４ｍｍ、コア層（Ｂ層）の厚みが３ｍｍであった。なお、得られた成形体のＢ層の曲げ弾性率は４．５ＧＰａであり、また、Ａ層の伸びは１００％であった。
【００６８】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００６９】
［実施例２］
実施例１において作製した管状の成形体から、長さ１０００ｍｍのパイプを２本切り出し、一方のパイプの端部にオスねじ加工を施し、残りのパイプの端部にメスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施したパイプの端部とを嵌め込み、２本のパイプを接合した。得られた接合部について、接合部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７０】
［実施例３］
（Ｂ層用樹脂組成物の作製）
結晶性ポリ乳酸（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ」、重量平均分子量２０万）と、無機フィラーとしてタルク（日本タルク（株）製の「ミクロエースＬ１」、平均粒径４．９μｍ）とを、質量比が９０：１０の割合となるようにドライブレンドして、外層用としてＢ層用の樹脂組成物を作製した。
【００７１】
（Ａ層用樹脂組成物の作製）
乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ ＡＤ９２Ｗ」、重量平均分子量１６万）からなる樹脂組成物（内層用）を得た。
【００７２】
（管状の成形体の作製）
得られたＢ層用樹脂組成物（外層用）およびＡ層用樹脂組成物（内層用）を、管状の２層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、Ａ層およびＢ層の押出機は、それぞれ、にクラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、２層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、Ａ層およびＢ層のスクリュー設定温度は１７５℃であり、Ａ層およびＢ層のスクリュー回転数は、それぞれ、４５ｒｐｍであった。かかる条件のもと、成形体の外表面側から、Ｂ層／Ａ層の２層からなる管状の成形体を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、Ａ層の厚みが３．５ｍｍ、Ｂ層の厚みが３．５ｍｍであった。なお、得られた成形体のＢ層の曲げ弾性率は４．５ＧＰａであり、また、Ａ層の伸びは１００％であった。
【００７３】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７４】
［実施例４］
実施例３において作製した管状の成形体から長さ１０００ｍｍのパイプを切り出し、そのパイプの一方の端部にオスねじ加工を施した。同様のサイズの管状の塩化ビニル管の一方の端部に、メスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施した塩化ビニル管端部とを嵌め込み接合部を形成した。得られた接合部について、接合部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７５】
［実施例５］
（Ａ層用樹脂組成物の作製）
乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ ＡＤ９２Ｗ」、重量平均分子量１６万）からなる樹脂組成物（外層用）を得た。
【００７６】
（Ｂ層用樹脂組成物の作製）
結晶性ポリ乳酸（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ」、重量平均分子量２０万）と、無機フィラーとしてタルク（日本タルク（株）製の「ミクロエースＬ１」、平均粒径４．９μｍ）とを、質量比が９０：１０の割合となるようにドライブレンドして、内層用としてＢ層用の樹脂組成物を作製した。
【００７７】
（管状の成形体の作製）
得られたＡ層用樹脂組成物（外層用）およびＢ層用樹脂組成物（内層用）を、管状の２層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、Ａ層およびＢ層の押出機は、それぞれ、クラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、２層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、Ａ層およびＢ層のスクリュー設定温度は１７５℃であり、Ａ層およびＢ層のスクリュー回転数は、それぞれ、４５ｒｐｍであった。かかる条件のもと、成形体の外表面側から、Ａ層／Ｂ層の２層からなる管状の成形体を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、Ａ層の厚みが３．５ｍｍ、Ｂ層の厚みが３．５ｍｍであった。なお、得られた成形体のＢ層の曲げ弾性率は４．５ＧＰａであり、また、Ａ層の伸びは１００％であった。
【００７８】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００７９】
［実施例６］
実施例５において作製した管状の成形体から長さ１０００ｍｍのパイプを切り出し、そのパイプの一方の端部にメスねじ加工を施した。同様のサイズの管状の塩化ビニル管の一方の端部に、オスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施した塩化ビニル管端部とを嵌め込み接合部を形成した。得られた接合部について、接合部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８０】
［比較例１］
（Ｂ層用樹脂組成物の作製）
結晶性ポリ乳酸（Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ社製の「Ｎａｔｕｒｅ Ｗｏｒｋｓ ４０３２Ｄ」、重量平均分子量２０万）と、無機フィラーとしてタルク（日本タルク（株）製の「ミクロエースＬ１」、平均粒径４．９μｍ）とを、質量比が９０：１０の割合となるようにドライブレンドして樹脂組成物（単層用）を作製した。
【００８１】
（管状の成形体の作製）
得られたＢ層用樹脂組成物（単層用）を、管状の単層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、押出機はクラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、単層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、スクリュー設定温度は１７５℃であり、スクリュー回転数は４５ｒｐｍであった。かかる条件のもと、管状の成形体（単層）を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、厚みが７ｍｍであった。
【００８２】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８３】
［比較例２］
比較例１において作製した管状の成形体から長さ１０００ｍｍのパイプを切り出し、そのパイプの一方の端部にメスねじ加工を施した。同様のサイズの管状の塩化ビニル管の一方の端部に、オスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施した塩化ビニル管端部とを嵌合して接続部を形成した。得られた接続部について、接続部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８４】
［比較例３］
（Ａ層用樹脂組成物の作製）
乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート（三菱化学（株）製の「ＧＳ Ｐｌａ ＡＤ９２Ｗ」、重量平均分子量１６万）からなる樹脂組成物（単層用）を得た。
【００８５】
（管状の成形体の作製）
得られたＡ層用樹脂組成物（単層用）を、管状の単層成形用の押出機に供給して成形体を作製した。すなわち、押出機はクラウスマッファイ社製のスクリュー径４５ｍｍの押出機を用い、単層成形用の口金（φ１１４ｍｍ用の口金）を用いて賦形し、外径が１１４ｍｍの円形となる整形具を用いた。また、スクリュー設定温度は１７５℃であり、スクリュー回転数は４５ｒｐｍであった。かかる条件のもと、管状の成形体（単層）を作製し、冷却して成形体を得た。得られた成形体は、厚みが７ｍｍであった。
【００８６】
（測定および評価）
得られた管状の成形体について、曲げ許容量、および、曲げ弾性率の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８７】
［比較例４］
比較例３において作製した管状の成形体から長さ１０００ｍｍのパイプを切り出し、そのパイプの一方の端部にメスねじ加工を施した。同様のサイズの管状の塩化ビニル管の一方の端部に、オスねじ加工を施した。オスねじ加工を施したパイプの端部と、メスねじ加工を施した塩化ビニル管端部とを嵌合して接続部を形成した。得られた接続部について、接続部曲げ許容量の評価を行った。その結果を表１に示す。
【００８８】
【表１】
【００８９】
表１から明らかなように、実施例１、３、５の管状の成形体は、曲げ許容量が３００ｍｍ以上であって優れたじん性を有するものであり、また、これらの成形体は、曲げ弾性率が２．０ＧＰａ以上であって優れた剛性も有するものであることが分かった。しかも、これらの管状の成形体は、さらに接続部を形成した実施例２、４、６についても、接合部の曲げ許容量が３００ｍｍ以上であり、優れたじん性を示した。
【００９０】
一方、単層構成の管状の成形体である比較例１、３は、曲げ許容量または曲げ弾性率が所定数値レベルに達しておらず、じん性または剛性に劣っていることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明の管状の成形体は、生分解性を有し、かつ、優れた剛性およびじん性を有する。したがって、一般家庭、オフィスビル、工場、公共施設等の上下水道、ガス、蒸気等のユーティリティ配管として一時的な仮設に有効に使用され、土木、園芸用品等で土中に埋設されるような用途にも有効に使用されるが、使用期間終了後に取り出して廃棄する必要がない。また、接合部においても優れた特性を発揮することができるので、接合部において、亀裂、破断等が生じることもない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１層のＡ層、および、少なくとも１層のＢ層を有する管状の成形体であり、前記Ａ層が、ガラス転移温度が０℃以下である乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、及び、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類の樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成り、前記Ｂ層が、乳酸系樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成ることを特徴とする成形体。
【請求項２】
前記Ａ層および前記Ｂ層を、前記管状の成形体の外表面側からこの順に有することを特徴とする請求項１に記載の成形体。
【請求項３】
前記Ｂ層の内側に更にＡ層を有し、前記管状の成形体の外表面側から、Ａ層、Ｂ層およびＡ層をこの順に有することを特徴とする請求項２に記載の成形体。
【請求項４】
前記Ｂ層は、曲げ弾性係数が１．５ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項５】
前記Ａ層は、伸びが５％以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項６】
前記成形体は接続部を有しており、該接続部は、前記成形体の両端部のうち少なくとも一方に存在することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項７】
前記接続部は受口形状であるか、または差口形状であることを特徴とする請求項６に記載の成形体。
【請求項８】
前記接続部は、前記成形体の両端部に存在し、一方の端部の接続部は受口形状であり、他方の端部の接続部は差口形状であることを特徴とする請求項６に記載の成形体。
【請求項９】
前記接続部は、前記成形体の両端部に存在し、該両端部の接続部が共に受口形状であるか、あるいは、共に差口形状であることを特徴とする請求項６に記載の成形体。
【請求項１０】
前記受口形状がメスねじ形状であり、前記差口形状がオスねじ形状であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項１１】
前記Ｂ層および前記Ａ層を、前記管状の成形体の外表面側からこの順に有することを特徴とする請求項１、及び４から５のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項１２】
前記成形体は接続部を有しており、該接続部は差口形状であって、前記成形体の両端部のうち少なくとも一方に存在することを特徴とする請求項１１に記載の成形体。
【請求項１３】
前記差口形状がオスねじ形状であることを特徴とする請求項１２に記載の成形体。
【請求項１４】
前記成形体を、配管、土木・園芸用品または芯材として使用することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項１】
少なくとも１層のＡ層、および、少なくとも１層のＢ層を有する管状の成形体であり、前記Ａ層が、ガラス転移温度が０℃以下である乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族ポリエステル、及び、乳酸系樹脂とジオール・ジカルボン酸との共重合体からなる群から選ばれる少なくとも１種類の樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成り、前記Ｂ層が、乳酸系樹脂を主成分として含む樹脂組成物から成ることを特徴とする成形体。
【請求項２】
前記Ａ層および前記Ｂ層を、前記管状の成形体の外表面側からこの順に有することを特徴とする請求項１に記載の成形体。
【請求項３】
前記Ｂ層の内側に更にＡ層を有し、前記管状の成形体の外表面側から、Ａ層、Ｂ層およびＡ層をこの順に有することを特徴とする請求項２に記載の成形体。
【請求項４】
前記Ｂ層は、曲げ弾性係数が１．５ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項５】
前記Ａ層は、伸びが５％以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項６】
前記成形体は接続部を有しており、該接続部は、前記成形体の両端部のうち少なくとも一方に存在することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項７】
前記接続部は受口形状であるか、または差口形状であることを特徴とする請求項６に記載の成形体。
【請求項８】
前記接続部は、前記成形体の両端部に存在し、一方の端部の接続部は受口形状であり、他方の端部の接続部は差口形状であることを特徴とする請求項６に記載の成形体。
【請求項９】
前記接続部は、前記成形体の両端部に存在し、該両端部の接続部が共に受口形状であるか、あるいは、共に差口形状であることを特徴とする請求項６に記載の成形体。
【請求項１０】
前記受口形状がメスねじ形状であり、前記差口形状がオスねじ形状であることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項１１】
前記Ｂ層および前記Ａ層を、前記管状の成形体の外表面側からこの順に有することを特徴とする請求項１、及び４から５のいずれか１項に記載の成形体。
【請求項１２】
前記成形体は接続部を有しており、該接続部は差口形状であって、前記成形体の両端部のうち少なくとも一方に存在することを特徴とする請求項１１に記載の成形体。
【請求項１３】
前記差口形状がオスねじ形状であることを特徴とする請求項１２に記載の成形体。
【請求項１４】
前記成形体を、配管、土木・園芸用品または芯材として使用することを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の成形体。
【公開番号】特開２０１０−８９２６８（Ｐ２０１０−８９２６８Ａ）
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５８５５６（Ｐ２００８−２５８５５６）
【出願日】平成２０年１０月３日（２００８．１０．３）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月２２日（２０１０．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月３日（２００８．１０．３）
【出願人】（０００００６１７２）三菱樹脂株式会社 (1,977)
【Ｆターム（参考）】
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