CN110036052A - 成型体以及成型体的应用 - Google Patents
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Abstract
成型体由脂肪族聚酯形成，上述脂肪族聚酯为选自由聚乙醇酸以及乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物构成的组中的至少一种，温度23℃下的单轴抗压强度高于250MPa且在350MPa以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种成型体以及成型体的应用。
背景技术
由作为脂肪族聚酯之一的聚乙醇酸(以下也称为PGA)形成的成型体被用作要求大的抗压强度的坑井挖掘用构件。以往，有如下报告：由PGA形成的成型体(以下也称为PGA成型体)的单轴抗压强度为50～200MPa的范围(专利文献1)。需要说明的是，在本说明书中，坑井是指油井以及气井的总称。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第2014/0076571号说明书
发明内容
发明要解决的问题
另一方面，关于坑井挖掘用构件，作为构件的小型化以及低价化要求的一环，有削减材料使用量等的要求。为了充分满足上述要求，需要进一步增大以往已报告的单轴抗压强度。本发明是根据这样的背景而做出的。本发明人等对超过以往已报告的单轴抗压强度的最大值即200MPa的PGA成型体的实现进行了研究，结果是成功地开发出了超过250MPa的高的单轴抗压强度的PGA成型体，结果达成了本发明。
技术方案
为了解决上述问题，本发明的一方案的成型体的特征在于，所述成型体由脂肪族聚酯形成，上述脂肪族聚酯为选自由聚乙醇酸以及乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物构成的组中的至少一种，温度23℃下的单轴抗压强度高于250MPa且在350MPa以下。
本发明的一方案的井下工具含有上述成型体。
本发明的一方案的坑井挖掘方法使用上述(8)所述的井下工具来进行坑井的挖掘或坑井处理。
本发明的一方案的成型体的制造方法为一种由脂肪族聚酯形成的成型体的制造方法，所述制造方法包括：注入工序，将含有单体的组合物注入模具中；以及成型工序，通过在压力10MPa以上且小于180MPa的加压条件下、温度150℃以上且200℃以下，使上述单体聚合而成型出成型体，上述单体含有乙醇酸单体，上述组合物中的该乙醇酸单体的含量为70质量％以上。
有益效果
根据本发明的一方案，可提供一种具有高的单轴抗压强度的成型体。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。在本说明书中，在简称为“单体”的情况下，统指乙醇酸单体和乙醇酸单体以外的单体。
(乙醇酸)
乙醇酸为由下述化学式(1)所示的化合物。
[化学式1]
(乙交酯)
乙交酯为乙醇酸的两分子间环状酯，为由下述化学式(2)所示的化合物。
[化学式2]
乙交酯的制造方法没有特别限定，一般而言，可通过将乙醇酸低聚物热解聚而得到。作为乙醇酸低聚物的解聚法，例如可采用：美国专利第2,668,162号说明书所述的熔融解聚法、日本特开2000-119269号公报所述的固相解聚法、日本特开平9-328481号公报所述的溶液解聚法等。也可使用K.Chujo等的Die Makromolekulare Cheme,100(1967),262-266中报告的作为氯乙酸盐的环状缩合物而得到的乙交酯。
在本说明书中，将乙醇酸和乙交酯统称为乙醇酸单体。作为乙醇酸单体，特别优选使用高纯度的乙醇酸单体。
(聚乙醇酸)
在本说明书中，聚乙醇酸(以下也称为PGA)意指，通过使乙醇酸单体聚合而得到的均聚物。
PGA的制造方法没有特别限定。PGA可通过例如乙醇酸的缩合聚合(缩聚)、乙交酯的开环聚合进行制造。从容易使PGA高分子量化的观点考虑，优选的是由乙交酯的开环聚合实现的制造方法。
例如，开环聚合的催化剂可使用：有机羧酸锡、卤化锡以及卤化锑等催化剂和磷酸酯等助催化剂。例如，通过进行将少量的催化剂添加于乙交酯中，以120℃～230℃的范围内的温度进行加热，保持规定时间的开环聚合，可将该乙交酯聚合。需要说明的是，本实施方式的PGA包含含有用于聚合的催化剂的物质。
PGA的重均分子量优选为50000以上且1000000以下，更优选为60000以上且800000以下，进一步优选为70000以上且500000以下。通过将PGA的重均分子量设为上述的范围内，具有如下优点：在通过聚合来制造PGA时，不会使聚合速度极度降低，另外，通过聚合而得到的PGA容易体现高的单轴抗压强度。
(乙醇酸单体以外的单体)
本实施方式的乙醇酸单体以外的单体只要是可与乙醇酸或乙交酯共聚的单体，就没有特别限定。作为该单体，例如可列举：羟基羧酸、丙交酯类以及内酯类。作为羟基羧酸，例如可列举：乳酸、2-羟基乙酸、2-羟基丙酸、2-羟基丁酸、3-羟基丙酸以及4-羟基丁酸等。另外，作为丙交酯类，可列举作为乳酸的二聚物的丙交酯等，作为内酯类，可列举γ-己内酯、β-丙内酯、β-丁内酯等。
(共聚物)
本实施方式的共聚物为将乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体共聚而成的共聚物。乙醇酸单体相对于共聚物所含的所有单体的比例没有特别限定，但是优选为80质量％以上且小于100质量％，更优选为80质量％以上且99质量％以下，进一步优选为80质量％以上且95质量％以下。通过使乙醇酸单体的比例为上述的范围内，起到了可将含有共聚物的成型体的水解性控制为理想值的效果。
共聚物的制造方法没有特别限定。共聚物可通过例如乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的缩合聚合、乙交酯与乙交酯以外的环状酯的开环聚合进行制造。
共聚物的重均分子量优选为50000以上且1000000以下，更优选为60000以上且800000以下，进一步优选为70000以上且500000以下。通过将共聚物的重均分子量设为上述的范围内，具有如下优点：在通过聚合来制造PGA时，不会使聚合速度极度降低，另外，通过聚合而得到的共聚物容易体现高的单轴抗压强度。
(脂肪族聚酯)
本实施方式的脂肪族聚酯为(i)PGA、(ii)乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物、或(iii)PGA与、乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物的混合物中的任一种。上述共聚物可为一种共聚物，也可为多种共聚物的混合物。
在脂肪族聚酯为PGA与、乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物的混合物的情况下，PGA的比例没有特别限定，但优选为1质量％以上且小于100质量％，更优选为10质量％以上且99质量％以下，进一步优选为30质量％以上且99质量％以下。通过使PGA的比例为上述的范围内，起到了由脂肪族聚酯形成的成型体容易体现高的单轴抗压强度的效果。
另外，在脂肪族聚酯为PGA与乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物的混合物的情况下，该脂肪酸聚酯的制造方法不限于将PGA与、乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物混合的方法。例如，也可通过以规定的比率将乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体混合而引起聚合，制造以规定的比例混合有PGA与、乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物的脂肪族聚酯。
在不违背本实施方式的目的的范围内，根据需要，本实施方式的脂肪族聚酯也可含有热稳定剂、光稳定剂、增塑剂、增强材料以及封端材料等。特别是，通过含有填料等增强材料，变得容易体现高的单轴抗压强度。例如，在脂肪族聚酯的原料为PGA、乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物、或它们的混合物的情况下，可认为在制造PGA、或乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物时使用的催化剂包含于脂肪族聚酯中。这样的含有催化剂的脂肪族聚酯也包含于本实施方式的脂肪族聚酯中。
(组合物)
本实施方式的组合物用于制造由脂肪酸聚酯形成的成型体，含有乙醇酸单体。在将脂肪酸聚酯设为含有乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物的脂肪酸聚酯的情况下，组合物含有乙醇酸单体以外的单体。在此情况下，组合物中的乙醇酸单体的含量为70质量％以上。通过使乙醇酸单体的含量为上述的范围内，起到了容易体现高的单轴抗压强度的效果。
优选的是，组合物所含的乙醇酸单体为乙交酯。通过使乙醇酸单体为乙交酯，起到了源自组合物中的单体的羧酸浓度少，并且可抑制脂肪族聚酯的水解的效果。
组合物可含有聚合引发剂。作为聚合引发剂，例如可使用：水、1-十二烷醇、丙二醇、甘油等具有羟基的化合物。聚合引发剂优选为1-十二烷醇、丙二醇。通过使聚合引发剂为1-十二烷醇、丙二醇，起到了可得到直链的聚合物，容易得到高结晶化度且具有高的单轴抗压强度的成型体的效果。虽然组合物中的聚合引发剂的添加量与目标聚合物的分子量相关，但是，相对于组合物中的乙交酯、丙交酯类、内酯类的总质量，聚合引发剂的添加量优选为0.01质量％以上且1质量％以下。通过使聚合引发剂的含量为上述的范围内，起到了可得到体现高的单轴抗压强度的聚合物的效果。
组合物可含有催化剂。作为催化剂，例如可使用：二氯化锡二水合物、辛酸锡、氧化锑、氯化镁、氯化铝。优选的是，催化剂为二氯化锡二水合物。通过使催化剂为二氯化锡二水合物，起到了组合物的着色少的效果。组合物中的催化剂的含量优选为1ppm以上且10000ppm以下，更优选为3ppm以上且3000ppm以下，进一步优选为10ppm以上且1000ppm以下。通过使催化剂的含量为上述的范围内，起到了可以抑制产生因单体的聚合造成的发热过度，以生产率高的聚合反应速度进行聚合的效果。
在不违背本实施方式的目的的范围内，根据需要，本实施方式的组合物也可含有热稳定剂、光稳定剂、增塑剂以及封端材料等。
(成型体的制造方法)
本实施方式的成型体的制造方法只要是可制造本实施方式的成型体的方法即可，没有特别限定。例如，可以由单体制造PGA的颗粒，由颗粒来成型出成型体，也可不经由颗粒，通过一边将单体聚合一边成型的方法来成型出成型体(成型工序)。作为成型的方法，例如可列举固化挤出、浇铸聚合等。
优选的是，本实施方式的成型体的制造方法为通过将组合物注入模具中(注入工序)，在模具内引起单体的聚合来进行成型体的成型的制造方法。可不经由颗粒而通过将单体聚合，将成型体的制造方法简化。
在本实施方式中，在压力10MPa以上且小于180MPa，优选在压力30MPa以上且175MPa以下，更优选在压力50MPa以上且170MPa以下的加压条件下进行单体的聚合。通过在上述的加压条件下进行单体的聚合，可防止在成型体的内部形成空隙。
加压的方法没有特别限定。在本实施方式中，优选的是，通过将注入组合物并进行密封的模具浸渍于液体中，将该液体加压，来进行加压。根据上述构成，由于可以以各向同性压力将组合物加压，因此起到了可得到密度均匀的成型体的效果。另外，根据上述构成，起到了进一步抑制成型体的内部的空隙的产生的效果、以及抑制因加压的压力分布导致的成型体的裂纹的效果。
将液体加压的方法没有特别限定。例如，可使用通过活塞将液体加压的方法、通过泵将液体加压的方法。优选的是，液体被活塞加压。根据上述构成，起到了液体的压力波动小的效果。
将注入了组合物的模具浸渍的液体没有特别限定，例如可使用水、硅油。优选的是，浸渍组合物的液体为硅油。通过使用硅油，可将该硅油加热至300℃左右，因此可将组合物置于300℃左右的温度条件下。
在本实施方式中，在温度140℃以上且250℃以下，优选在温度145℃以上且230℃以下，更优选在温度150℃以上且200℃以下，进行单体的聚合。通过以上述的温度条件进行单体的聚合，可以以合适的聚合速度引起单体的聚合。另外，在制造PGA的情况下，通过以200℃以下进行聚合，可在聚合进行的同时进行结晶化。即使为200℃以上的聚合温度，也可通过在聚合结束后以200℃以下的温度进行保持来进行结晶化。需要说明的是，在本实施方式中，上述的温度条件为注入了含有单体的组合物的模具所暴露的温度条件。例如，在将注入了组合物的模具浸渍于液体中而进行加热的实施方式中，温度条件意指，将注入了组合物的模具浸渍的液体的温度。
另外，在本实施方式中，可以在将注入了组合物的模具加压前，以170℃加热10分钟左右。根据上述构成，由于可在加压前将组合物中的乙交酯酸单体完全熔化，因此难以引起成型物的形状不良、橡胶模具的破损，可将组合物良好地加压。
聚合时间只要是可将单体充分地聚合的时间即可，没有特别限定，可根据温度条件、压力条件等进行调节。另外，聚合时间也可根据催化剂浓度进行调节。聚合时间优选为1小时以上且48小时以下。通过使聚合时间为上述的范围内，起到了可谋求成型体的生产率的提高，并且可抑制因聚合导致的发热的效果。
在本实施方式中使用的模具优选具有可挠性。通过使模具具有可挠性，可将模具内的组合物适当地加压。模具的原材料没有特别限定。例如，可使用由硅橡胶、氟橡胶制成的模具。通过使模具的原材料为硅橡胶、氟橡胶，起到了模具可在本实施方式的单体的聚合温度下进行使用，橡胶难以因单体而劣化，并且可再利用的效果。
将注入了组合物的模具密封的方法没有特别限定。例如可通过以硅胶塞将模具的注入口封闭的方法来进行密封。优选的是，注入了组合物的模具通过以硅胶塞将模具的注入口封闭的方法进行密封。
在本实施方式中，优选的是，在将组合物注入模具中之后，将组合物脱气。通过将组合物脱气，可将成型体的表面精加工为平滑，另外，可防止在成型体的内部形成空隙。脱气的方法没有特别限定，例如可通过减压抽吸等进行脱气。可以将注入成型体并进行密封的模具进一步装入由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)等构成的袋中，将袋口密封。根据上述构成，可防止在加压时从硅胶模具的间隙漏出组合物，污染浸渍组合物的液体等。
通过将注入组合物并进行密封的可挠性的模具浸渍于液体中，在规定的温度条件下将该液体加压，将组合物加压并进行成型，将这种方法称为温等静压法。作为本实施
方式的成型体的制造方法，可合适地使用温等静压(也称为WIP，Warm IsostaticPress)法。作为通过WIP法来制造成型体的装置，例如可使用(株)神户制钢所制的WIP装置。
(成型体)
本实施方式的成型体意指，由本实施方式的脂肪族聚酯形成，该脂肪族聚酯被成型而成的成型体，其形状以及大小没有特别限定。另外，成型体可为未进行二次成型而被利用的成型体，也可为通过机械加工而二次成型的机械加工用坯料。由于本实施方式的成型体具有高的单轴抗压强度，因此可作为要求高强度的成型体而合适地使用。作为要求高强度的成型体，例如可列举坑井的挖掘或坑井处理所用的构件。作为这样的构件，例如可列举：压裂球、坑井挖掘用塞、芯轴(芯棒)、环等。这样的构件的大小没有特别限定，但是例如可设为直径约1cm的螺钉、直径12cm、高度30cm的柱型等符合目的的大小。成型体可为：作为未进行二次成型而被利用的成型体的实施方式的成型体；以及二次成型之前的机械加工用坯料大于5mm直径的粒子的成型体。在成型体大于5mm直径的粒子时，在成型体的内部，单体进行聚合的条件容易产生差异，成型体的密度容易变得不均匀。然而，根据本实施方式，由于可提供密度均匀的成型体，因此，即使为大于5mm直径的粒子的成型体，也可使密度均匀地进行成型。(机械加工用坯料)
优选的是，本实施方式的成型体为机械加工用坯料。需要说明的是，在本说明书中，机械加工用坯料是指，用于通过进行切削、开孔、切割等机械加工而成型为各种树脂零部件等二次成型体的成型体。由于本实施方式的机械加工用坯料的内部几乎不存在空隙，因此可以成品率良好地成型出二次成型体。二次成型体的形状以及用途没有特别限定。由于本实施方式的二次成型体具有高的单轴抗压强度，因此可合适地用于要求高强度的用途。例如，二次成型体可作为坑井的挖掘或坑井处理所用的构件。作为这样的构件，可列举：后述的井下工具以及作为井下工具的构件的压裂球、坑井挖掘用塞、芯轴、环等。
(压裂球)
优选的是，本实施方式的成型体为压裂球(frac ball)。压裂球是用于在水力压裂时调节裂缝所形成的位置的构件。水力压裂法的详情如日本特开2016-160694号公报所述。由于压裂球是特别要求高强度的构件，因此可合适地有效利用成型体的高的单轴抗压强度。压裂球的形状没有特别限定，例如可设为以往已知的形状，具体而言，例如可设为国际公开号WO2014/024827所述的形状的压裂球。
(芯轴)
优选的是，本实施方式的成型体为坑井挖掘用塞所具备的芯轴。由于芯轴是特别要求高强度的构件，因此可合适地有效利用成型体的高的单轴抗压强度。芯轴的形状没有特别限定，例如可设为以往已知的形状。芯轴可具有中空部，也可为直径沿着轴向发生变化的形状，也可为在外表面具有固定部、阶梯部、凹部、凸部等的形状。芯轴可设为例如直径20mm～200mm的圆棒、外径50mm～200mm且内径5mm～100mm的中空管等。另外，芯轴作为中空管，可为内径均匀，一部分例如端部的外径被扩径的形状的中空管。需要说明的是，坑井挖掘用塞是指，闭塞、固定坑井孔的塞。另外，坑井孔意指，用于形成坑井而设置的孔，有时也称为“潜孔(downhole)”。在本实施方式中，坑井挖掘用塞具备例如芯轴(可为实心，也可具有中空部)和设置于与芯轴的轴向正交的外周面上的各种井下工具构件。
(井下工具)
优选的是，本实施方式的成型体用作井下工具的构件。由于对井下工具要求高强度，因此可合适地有效利用成型体的高的单轴抗压强度。需要说明的是，在本说明书中，将用于坑井的挖掘、或坑井的闭塞、压裂等各种坑井处理，设置于坑井内的装置或其构件称为井下工具。井下工具的形状没有特别限定，例如可制成以往已知的形状。
(成型体的位于最深部的部分)
在本实施方式中，“成型体的位于最深部的部分”意指，包含距离成型体的所有表面最远的部位的、成型体的连续的部分。在评价成型体的位于最深部的部分时，例如若成型体为实心的圆柱型，则以包含圆柱的中心轴上的位置，并且圆柱的一半高度的位置的区域的方式，切出试验片即可。例如若成型体为筒型(具有中空部的情况)，则以包含筒的侧壁的一半厚度的位置，并且筒的一半高度的位置的区域的方式，切出试验片即可。(成型体的位于表面的部分)
在本实施方式中，“成型体的位于表面的部分”意指，包括成型体的表面的至少一点的、成型体的连续的部分。在评价成型体的位于表面的部分时，例如若成型体为实心的圆柱型，则以包含圆柱的侧壁面的至少一点的方式，切出试验片即可。例如，若成型体为筒型(具有中空部的情况)，则以包含筒的外壁面的至少一点的方式，切出试验片即可。
(单轴抗压强度)
在本说明书中，单轴抗压强度意指，试验片所能承受的最大压缩载荷除以与压缩力垂直的试验片的截面积所得的值。在本说明书中，单轴抗压强度是指根据JIS K7178测定的值。
本实施方式的成型体的单轴抗压强度在规定的范围内意指，即使使用从成型体的任何部分切出的试验片来测定单轴抗压强度，单轴抗压强度也落在该规定的范围内。在本实施方式中，分别测定成型体的位于最深部的部分的单轴抗压强度和成型体的位于表面的部分的单轴抗压强度。一般而言，由于成型体的位于最深部的部分容易产生空隙，因此单轴抗压强度低，另一方面，由于成型体的位于表面的部分难以产生空隙，因此单轴抗压强度高。
有时根据成型体的形状，难以切出试验片。在此情况下，对于单轴抗压强度而言，将整个成型体看作试验片，与进行试验片的切出的情况同样地进行评价即可。
本实施方式的成型体的温度23℃下的单轴抗压强度高于250MPa且在350MPa以下，优选为260MPa以上且350MPa以下，更优选为270MPa以上且350MPa以下。通过使单轴抗压强度在上述的范围内，可将成型体合适地用作坑井挖掘用的构件。
(密度)
在本说明书中，试验片的密度意指，考虑存在于试验片的内部的空隙，不考虑试验片的开气孔的表观密度。在本说明书中，“空隙”意指，成型体的表面与内部空间不连接的闭口气孔(closed pore)。另外，在本说明书中，密度是指按照阿基米德法(Archimedesmethod)(JIS Z8807)测定的值。需要说明的是，在开气孔(open pore)中，成型体的表面与内部空间相连。可评价为：如果密度高，则存在于试验片的内部的空隙少。
如果成型体大，则从成型体切出试验片，如后所述那样，通过求出成型体的位于最深部的部分的密度和成型体的位于表面的部分的密度，能评价成型体的密度的均匀性。在成型体小，试验片的切出困难的情况下，通过求出整个成型体的密度，能评价成型体的密度是否为足够大的值。
(成型体的密度)
成型体的密度优选为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下，更优选为1.57g/cm3以上且1.67g/cm3以下，进一步优选为1.58g/cm3以上且1.65g/cm3以下。通过使成型体的密度为上述的范围内，可将成型体用于要求高强度的用途。需要说明的是，在简称为成型体的密度的情况下，是指将整个成型体看作试验片而求出的密度。
(成型体的位于最深部的部分的密度)
成型体的位于最深部的部分的密度优选为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下，更优选为1.57g/cm3以上且1.67g/cm3以下，进一步优选为1.58g/cm3以上且1.65g/cm3以下。通过使成型体的位于最深部的部分的密度为上述的范围内，可提供强度高的成型体。
(成型体的位于表面的部分的密度)
成型体的位于表面的部分的密度优选为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下，更优选为1.57g/cm3以上且1.67g/cm3以下，进一步优选为1.58g/cm3以上且1.65g/cm3以下。通过使成型体的位于表面的部分的密度为上述的范围内，可提供强度高的成型体。
(成型体的位于最深部的部分的密度与位于表面的部分的密度之差)
在本实施方式中，成型体的位于最深部的部分的密度与成型体的位于表面的部分的密度之差优选小于0.02g/cm3，更优选为0.01g/cm3以下。通过使成型体的位于最深部的部分的密度与成型体的位于表面的部分的密度之差为上述的范围内，可提供密度均匀的成型体。因此，具有如下优点：可防止因成型体的密度不均匀而使应力集中于密度低的部位，从而导致成型体破损。
(坑井挖掘方法)
使用本实施方式的成型体来进行坑井的挖掘或坑井处理的坑井挖掘方法也为本申请发明的范畴。
(坑井的挖掘)
在本说明书中，坑井的挖掘意指，为了得到石油或天然气等油气资源，对地进行挖掘而设置坑井、以及进一步对设置的坑井进行挖掘。本实施方式的坑井的挖掘没有特别限定。例如，可进行以往已知的坑井的挖掘。(坑井处理)
在本说明书中，坑井处理意指，为了得到石油或天然气等油气资源而在坑井中进行的一系列处理之中排除了挖掘的作业。例如是指：通过水力压裂法对坑井进行处理、进行坑井孔的闭塞、固定等。本实施方式的坑井处理没有特别限定。例如，可进行以往已知的坑井处理。
根据以上说明明显可知，对于本实施方式的成型体而言，优选的是，密度为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下。另外，对于本实施方式的成型体而言，优选的是，成型体的位于最深部的部分的密度为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下。另外，对于本实施方式的成型体而言，优选的是，成型体的位于表面的部分的密度为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下。另外，优选的是，本实施方式的成型体的位于最深部的部分的密度与位于表面的部分的密度之差小于0.02g/cm3。
另外，优选的是，本实施方式的成型体为压裂球。另外，优选的是，本实施方式的成型体为坑井挖掘用塞所具备的芯轴。
另外，在本实施方式的成型体的制造方法中，优选的是，乙醇酸单体为乙交酯。另外，在本实施方式的成型体的制造方法中，优选的是，模具具有可挠性，将组合物注入模具中之后，将该模具密封并浸渍于液体中，通过对该液体施加压力而将组合物置于加压条件下。
实施例
以下，基于实施例对本发明的一实施方式进行更详细的说明，但本发明不限定于此。
(单轴抗压强度的测定)
按照JIS K7178，以10mm×10mm的截面积，使厚度4mm的试验片以10mm/min的速度进行压缩，得到了压缩应变-压缩应力曲线。将所得的压缩应变-压缩应力曲线的拐点作为单轴抗压强度。在拐折前试验片发生断裂时，将断裂时刻的应力作为单轴抗压强度。
(密度的测定)
通过阿基米德法，使用A&D Company,Limited制的比重测定试剂盒AD-1653，在温度25℃下使用乙醇来进行密度的测定。分别测定了从位于最深部的部分切出的试验片以及从位于表面的部分切出的试验片的密度。针对每个部位，测定两个试验片的密度，计算出其平均值。
(重均分子量的测定)
将从试验片切出的约10mg浸于0.5ml的DMSO中，在150℃下进行加热，冷却至室温，得到了样品溶液。用六氟异丙醇(以下也称为HFIP)将样品溶液定容至10ml，进行了测定。作为测定装置，使用了shodexGPC-104(检测器：RI，色谱柱：HFIP-606M×2)。作为溶剂，使用了以5mM的浓度将CF3COONa溶解在HFIP中的溶剂。作为重均分子量的标准物质，使用聚甲基丙烯酸甲酯(也称为PMMA)，计算出重均分子量。
(未反应的乙交酯浓度的测定)
将作为内标物质含有4-氯二苯甲酮(也称为CBP)0.4mg的2ml二甲基亚砜(也称为DMSO)添加至从试验片切出的约100mg中，在150℃下进行约10分钟的加热而使其溶解，冷却至室温后，进行过滤，得到了滤液。通过气相色谱法对该滤液进行分析。作为测定装置，使用了GC-2010。将色谱柱温度设为5分钟、150℃之后，以20℃/min进行升温，设为3分钟、270℃。进样温度设定为180℃。
(样品的准备)
<实施例1>
对于乙交酯，以成为0.15摩尔％的方式添加丙二醇，加热至100℃而使乙交酯熔化后，以成为30ppm的方式添加作为催化剂的二氯化锡二水合物(关东化学(株)制)，准备了组合物。将熔化的120g的组合物注入到一端封闭的壁厚3mm、内径长度150mm的硅胶管中，进行脱气后，用硅胶塞将注入口封闭，准备了样品。将该样品装入到具备有Al层压层的PET袋中。然后，将PET袋内部真空脱气，通过热熔接将PET袋的开口部密封。
<实施例2～9、比较例1以及比较例2>
与实施例1同样地，进行了实施例2～9以及比较例1以及比较例2的样品的准备。
(WIP装置内的加压下聚合)
<实施例1>
在(株)神户制钢所制的WIP装置(容器尺寸最大载荷980MPa)内使硅油循环，将该硅油加热至规定温度。将样品浸渍于WIP装置内的加热的硅油中，在常压下加热10分钟。将硅油加压至50MPa，在170℃下进行了2小时的样品内的组合物的聚合。在聚合结束后，将WIP装置减压，从WIP装置取出样品。
<实施例2～9、比较例1以及比较例2>
如表1所示那样设定压力条件、温度条件以及反应时间，除此以外，与实施例1同样地，进行了实施例2～9以及比较例1及比较例2的聚合。(评价)
从硅胶管取出成型体，从成型体的位于最深部的部分以及成型体的位于表面的部分，分别以10mm×10mm×4mm的尺寸切出试验片。将试验片用于单轴抗压强度、密度、重均分子量、未反应的乙交酯浓度的评价。结果示于表1。
[表1]
如表1所示，在实施例1～9中，可得到23℃下的单轴抗压强度高于250MPa且在350MPa以下的成型体。在比较例1的成型体中，单轴抗压强度低，为160MPa以上且244MPa以下。在比较例2中，乙交酯的聚合没有进行，处于仅仅用手触摸成型体就变形的状态，无法得到具有足够强度的成型体。
另外，在实施例1～9中，可得到位于最深部的部分的密度为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下，位于表面的部分的密度为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下，并且，位于最深部的部分的密度与位于表面的部分的密度之差小于0.02g/cm3的成型体。相对于此，在比较例1的成型体中，位于最深部的部分的密度低，为1.55g/cm3。另外，在比较例1的成型体中，位于最深部的部分的密度与位于表面的部分的密度之差也高，为0.02g/cm3。在比较例2中，由于乙交酯的聚合没有进行，无法得到具有足够的强度的成型体，因此无法测定密度。
本发明并不限定于上述的各实施方式，在权利要求所示的范围内可以进行各种变更，对分别在不同的实施方式中公开的技术方案进行适当组合而得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。
工业上的可利用性
本发明通过使温度23℃下的单轴抗压强度高于250MPa且在350MPa以下，可用作要求高强度的坑井挖掘用的构件。
Claims (12)
1.一种成型体，其特征在于，
所述成型体由脂肪族聚酯形成，所述脂肪族聚酯为选自由聚乙醇酸、以及、乙醇酸单体与乙醇酸单体以外的单体的共聚物构成的组中的至少一种，温度23℃下的单轴抗压强度高于250MPa且在350MPa以下。
2.根据权利要求1所述的成型体，其特征在于，
密度为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下。
3.根据权利要求1或2所述的成型体，其特征在于，
所述成型体的位于最深部的部分的密度为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下。
4.根据权利要求3所述的成型体，其特征在于，
所述成型体的位于表面的部分的密度为1.56g/cm3以上且1.70g/cm3以下。
5.根据权利要求4所述的成型体，其特征在于，
所述位于最深部的部分的密度与所述位于表面的部分的密度之差小于0.02g/cm3。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的成型体，其特征在于，
所述成型体为压裂球。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的成型体，其特征在于，
所述成型体为坑井挖掘用塞所具备的芯轴。
8.一种井下工具，其含有权利要求1至7中任一项所述的成型体。
9.一种坑井挖掘方法，其特征在于，
使用权利要求8所述的井下工具来进行坑井的挖掘或坑井处理。
10.一种成型体的制造方法，其特征在于，所述成型体由脂肪族聚酯形成，所述制造方法包括：
注入工序，将含有单体的组合物注入模具中；以及
成型工序，通过在压力10MPa以上且小于180MPa的加压条件下、温度150℃以上且200℃以下，使所述单体聚合而成型出成型体，
所述单体含有乙醇酸单体，所述组合物中的所述乙醇酸单体的含量为70质量％以上。
11.根据权利要求10所述的成型体的制造方法，其特征在于，
所述乙醇酸单体为乙交酯。
12.根据权利要求10或11所述的成型体的制造方法，其特征在于，
所述模具具有可挠性，在将所述组合物注入所述模具中之后，将所述模具密封并浸渍于液体中，通过对所述液体施加压力，而将所述组合物置于所述加压条件下。
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