JP2021172738A - 樹脂組成物、エミッタ、および点滴灌漑用チューブ - Google Patents

樹脂組成物、エミッタ、および点滴灌漑用チューブ Download PDF

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Abstract

【課題】生分解性を有し、短時間で容易に成形可能であり、かつ成形体が適度に柔軟性を有する樹脂組成物を提供すること。【解決手段】樹脂組成物は、ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）１００質量部と、特定の構造を有する脂肪族系ポリエステル１〜１０質量部と、を含む。前記ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）の量は、総質量の８０質量％以上である。【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂組成物、エミッタ、および点滴灌漑用チューブに関する。
近年、プラスチックによる環境汚染が問題となっており、生分解性の樹脂を主に含む樹脂組成物の需要が高まっている。このような樹脂組成物は、例えば農業用フィルムや包装容器等の分野で特に注目されている。樹脂組成物を各種形状に加工する方法としては、射出成形等による成形が一般的である。
一般的な射出成形法では、樹脂組成物を樹脂の融点以上に昇温させ、流動性を高めた状態で型に流し込む。その後、当該樹脂組成物を樹脂の結晶化温度以下に冷却することで、固化させる。しかしながら、生分解性樹脂として知られているポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）（以下、「ＰＢＡＴ」とも称する）は、結晶化速度が遅い。そのため、ＰＢＡＴを含む樹脂組成物を所望の形状に加工しようとすると、型に流し込んだ後、型から取り外すまでの時間（以下、「成形サイクル時間」とも称する）が非常に長い、という課題があった。
このような課題に対し、ＰＢＡＴに、リン酸エステル金属塩や、脂肪酸ナトリウム、タルク等を添加した樹脂組成物が提案されている（特許文献１）。当該特許文献１には、リン酸エステル金属塩等によって樹脂組成物の結晶性が高まる、と記載されている。
また、ＰＢＡＴに、ポリ乳酸（以下、「ＰＬＡ」とも称する）およびアジピン酸系可塑剤、を添加した樹脂組成物も提案されている（特許文献２）。当該特許文献２には、比較的硬質なＰＬＡと柔軟性の高いＰＢＡＴとを混合することで、所望の柔軟性および高い衝撃強度が両立する、と記載されている。
さらに、ＰＢＡＴと熱可塑性澱粉とを含む樹脂組成物も提案されている（非特許文献１）。当該非特許文献１の技術では、熱可塑性澱粉を添加することで、成形性を高めようとしている。
特開２０１３−１３３３６４号公報 特開２０１４−５４３５号公報
Seligra P. G., et al., "Influence of incorporation of starch nanoparticles in PBAT/TPS composite films", PolymInt, Vol.65, pp.938-945
しかしながら、特許文献１のように、ＰＢＡＴにリン酸エステル金属塩やタルク等を添加すると、射出成形時の流動性が低下しやすく、樹脂組成物を成形し難い、という課題があった。また、特許文献２の樹脂組成物は、ＰＬＡによって成形体の硬度が高まりやすく、ＰＢＡＴ由来の柔軟性を十分に活かすことができない、という課題があった。さらに、当該樹脂組成物では射出成形にかかる時間（成形サイクル時間）を短縮することは困難であった。
さらに、非特許文献１に記載の技術では、ＰＢＡＴと熱可塑性澱粉との相溶性が悪く、ＰＢＡＴ本来の柔軟性を損なうだけでなく、成形性も低下するという課題があった。以上のことから、生分解性を有し、成形性に優れ、かつ得られる成形物が適度に柔軟性を有する樹脂組成物の提供が望まれている。
本発明は、生分解性を有し、短時間で容易に成形可能であり、かつ成形体が適度に柔軟性を有する樹脂組成物の提供を目的とする。また、当該樹脂組成物を含むエミッタや点滴灌漑用チューブの提供も目的とする。
上記の課題を解決するため、本発明は、以下の樹脂組成物を提供する。
ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）１００質量部と、下記一般式で表される脂肪族系ポリエステル１〜１０質量部と、を含み、ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）の量が、総質量の８０質量％以上である、樹脂組成物。
Figure 2021172738
 （一般式中、Ｒ１およびＲ４は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ２およびＲ３は、炭素数２〜５のアルキル基を表し、Ｇは炭素数２〜１２のアルキル基を表し、ｎは２〜１０の整数を表す）
本発明は、以下のエミッタを提供する。
灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面、かつ前記チューブの内外を連通する吐出口に対応する位置に接合されたとき、前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に前記チューブ外に吐出するためのエミッタであって、前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、前記灌漑用液体を前記吐出口に吐出するための吐出部と、前記取水部および前記吐出部を繋ぐ流路と、を有し、上記の樹脂組成物を含む、エミッタ。
本発明は、以下の点滴灌漑用チューブも提供する。
チューブと、前記チューブに配置された上記のエミッタと、を有する、点滴灌漑用チューブ。
本発明に係る樹脂組成物は、生分解性を有し、かつ短時間で効率よく成形可能である。また、得られる成形体が高い柔軟性を有する。したがって、点滴灌漑用のチューブやこれに用いるエミッタ等、種々の用途に適用可能である。
図１は、本発明の樹脂組成物を用いた点滴灌漑用チューブの一例を示す断面図である。 図２Ａは、図１に示す点滴灌漑用チューブのエミッタの平面図であり、図２Ｂは、当該エミッタの底面図であり、図２Ｃは当該エミッタの左側面図であり、図２Ｄは、当該エミッタの右側面図である。 図３は、図２ＡのＡ−Ａ線における断面図である。 図４Ａは、図２Ａ〜図２Ｄに示すエミッタの組み立て前の底面図であり、図４Ｂは、当該エミッタの組み立て前の平面図であり、図４Ｃは、図４ＡのＡ−Ａ線における断面図である。
以下、樹脂組成物について詳しく説明し、その後、これを含むエミッタやチューブについて説明する。
１．樹脂組成物
本発明の樹脂組成物は、ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）（ＰＢＡＴ）と、特定の構造を有する脂肪族系ポリエステルとを含む。当該樹脂組成物中のポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）の量は、８０質量％以上である。
上述のように、従来のＰＢＡＴを含む樹脂組成物では、成形時の高い流動性と、高い結晶化温度と、を兼ね備えることが難しかった。また、成形性を高めるために結晶核剤等を添加すると、得られる成形体の柔軟性が低下してしまう、という課題もあった。
これに対し、本発明者らは、ＰＢＡＴと共に、特定の構造を有する脂肪族系ポリエステルを含めることで、樹脂組成物の溶融粘度が低くなること、さらに当該樹脂組成物の結晶化温度が高まることを見出した。これらによって、本発明の樹脂組成物は、成形体を短い成形サイクルで効率的に生産可能である。つまり、当該樹脂組成物は、硬質の樹脂（例えばＰＬＡ等）や結晶核剤等を添加しなくても、成形可能である。一方で、上記脂肪族系ポリエステルは、得られる成形体の柔軟性を低下させない。したがって、得られる成形体が、ＰＢＡＴ由来の適度な柔軟性を有する。このような樹脂組成物は、例えばダイヤフラム等によって流量調整を行う、点滴灌漑用チューブ用のエミッタ等の成形材料にも適用可能である。
以下、本発明の樹脂組成物の各成分について説明する。なお、本発明の樹脂組成物は、ＰＢＡＴおよび脂肪族系ポリエステル以外の成分を含んでいてもよい。他の成分の例には、脂肪族系エステル化合物や、リン酸金属塩等が含まれる。
・ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）（ＰＢＡＴ）
ＰＢＡＴは、生分解性を有する樹脂であり、本発明の樹脂組成物では、樹脂組成物の総量に対して８０％以上を占める主成分である。ＰＢＡＴの含有量は、樹脂組成物の全量に対して８５〜９９質量％が好ましく、９０〜９９質量％がより好ましい。ＰＢＡＴの含有量が当該範囲であると、所望の柔軟性を有し、かつ加工性が良好な樹脂組成物が得られる。
ＰＢＡＴは、アジピン酸とテレフタル酸と１，４−ブタンジオールを縮重合して得られる重合体である。ＰＢＡＴにおけるアジピン酸由来の構造単位の量は、ＰＢＡＴを構成する構造単位の総量に対して、１０〜５０モル％程度が好ましく、１５〜４０モル％がより好ましい。一方、テレフタル酸由来の構造単位の量は、ＰＢＡＴを構成する構造単位の総量に対して、５〜４５モル％程度が好ましく、８〜３５モル％がより好ましい。さらに、１，４−ブタンジオール由来の構造単位の量は、５〜４５モル％程度が好ましく、１０〜３０モル％がより好ましい。
ＰＢＡＴは、アジピン酸、テレフタル酸、および１，４−ブタンジオール由来の構成単位以外にも、本発明の目的および効果を損なわない範囲で、他の成分由来の構造単位を一部に含んでいてもよい。他の成分の例には、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラヒドロフラン等のジヒドロキシ化合物；グリコール酸、Ｄ−乳酸、Ｌ−乳酸、Ｄ，Ｌ−乳酸、６−ヒドロキシヘキサン酸、グリコリド（１，４−ジオキサン−２，５−ジオン）、Ｄ−ジラクチド（３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン）、Ｌ−ジラクチド（３，６−ジメチル−１，４−ジオキサン−２，５−ジオン）、ｐ−ヒドロキシ安息香酸等のヒドロキシカルボン酸が含まれる。これら由来の構造単位の量は、ＰＢＡＴを構成する構造単位の総量に対して３０モル％以下が好ましい。
上記ＰＢＡＴの重量平均分子量は、樹脂組成物の用途や成形温度に応じて適宜選択されるが、３０００〜１００００００が好ましく、２００００〜６０００００がより好ましく、５００００〜４０００００がさらに好ましい。ＰＢＡＴの上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される標準ポリスチレン換算値である。ＰＢＡＴの重量平均分子量が当該範囲であると、樹脂組成物を成形する際の流動性が所望の範囲になりやすい。
ＰＢＡＴのキャピラリーレオメーターによって測定される、せん断速度２０ｓ−１で２００℃における粘度は、１０００〜３０００Ｐａ・ｓが好ましく、１２００〜２５００Ｐａ・ｓがより好ましい。粘度が当該範囲であると、樹脂組成物の粘度が所望の範囲に収まりやすく、射出成型等によって加工しやすい。
ＰＢＡＴは、上記各成分を重合して調製してもよいが、市販品であってもよい。ＰＢＡＴの市販品の例には、ＢＡＳＦ社製のエコフレックス（ｅｃｏｆｌｅｘ）等が含まれる。
・脂肪族系ポリエステル
脂肪族系ポリエステルは、後述の特定の構造を有するポリエステル樹脂であり、樹脂組成物が脂肪族系ポリエステルを含むと、樹脂組成物の溶融粘度が高まり、さらには比較的高い温度で樹脂組成物を硬化（結晶化）できる。
当該脂肪族系ポリエステルの量は、樹脂組成物の総量に対して０．５〜９質量％が好ましく、１〜８質量％がより好ましい。また、上記ＰＢＡＴ１００質量部に対する脂肪族系ポリエステルの量は１〜１０質量部であればよいが、１〜９質量部が好ましく、２〜８質量部がより好ましい。脂肪族系ポリエステルの量が１質量部以上であると、比較的低温でも流動性が良好になる。一方、脂肪族系ポリエステルの量が１０質量部より多いと、結晶化温度は下がるものの、得られる成形体においてブリードアウトが生じることがある、また、脂肪族ポリエステルの量が当該範囲であると、得られる成形体が適度な柔軟性を有するため、弾性を必要とする用途に適用できる。
また、上述の脂肪族系ポリエステルの量を上記範囲とすることで、ＰＢＡＴ本来の柔軟性を低下させることなく、樹脂組成物の成形性を高めることが可能である。
脂肪族系ポリエステルは、下記一般式で表される重合体である。
Figure 2021172738
 上記一般式中、Ｒ１およびＲ４は、それぞれ独立に、炭素数１〜１２のアルキル基を表す。Ｒ１およびＲ４の炭素数は３〜１１がより好ましく、５〜１０がさらに好ましい。なお、Ｒ１およびＲ４は直鎖状であってもよく、分岐していてもよい。また、Ｒ１およびＲ４は同一であってもよく、異なっていてもよい。
一方、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立に炭素数２〜５のアルキル基を表す。Ｒ２およびＲ３は、通常、ジカルボン酸由来の構造である。当該Ｒ２およびＲ３の炭素数が２〜５であると、脂肪族系ポリエステルと上述のＰＢＡＴとの親和性が高くなり、樹脂組成物の溶融粘度が低下しやすくなり、さらにはＰＢＡＴが結晶化しやすくなる。なお、Ｒ２およびＲ３は分岐していてもよいが、直鎖状がより好ましい。さらにＲ２およびＲ３は異なっていてもよいが、通常同一の構造である。また、Ｒ２およびＲ３は、いずれも炭素数４、すなわちアジピン酸由来の構造であることが特に好ましい。
一方、Ｇは炭素数２〜１２のアルキル基を表し、通常、ジオール由来の構造である。Ｇの炭素数は２〜１０がより好ましく、３〜８がさらに好ましい。Ｇは直鎖状であってもよく、分岐していてもよい。Ｇの炭素数が上記範囲であると、上述のＰＢＡＴと脂肪族系ポリエステルとの親和性が高まりやすい。
さらに、ｎは２〜１０の整数を表し、２〜９がより好ましく、２〜８がさらに好ましい。ｎの数は、脂肪族系ポリエステルの粘度等に合わせて調整できる。なお、脂肪族系ポリエステルの共軸二重円筒型回転粘度計を用いて角周波数１Ｈｚで、２５℃における測定される粘度は、１００〜１００００ｍＰａ・ｓが好ましく、３００〜５０００ｍＰａ・ｓがより好ましい。脂肪族系ポリエステルの粘度が当該範囲であると、樹脂組成物の粘度が所望の範囲に収まりやすい。
脂肪族系ポリエステルの重量平均分子量は４００〜８０００が好ましく、５００〜５０００がより好ましく、８００〜３０００がさらに好ましい。脂肪族系ポリエステルの重量平均分子量が当該範囲であると、脂肪族系ポリエステルの粘度が所望の範囲に収まりやすく、ＰＢＡＴと混合しやすくなる。脂肪族系ポリエステルの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定される、標準ポリスチレン換算値である。
当該脂肪族系ポリエステルは、例えばジカルボン酸とジオールとを公知の方法で重合することによって調製できる。調製に使用するジカルボン酸の例には、グルタル酸、アジピン酸またはピメリン酸が含まれる。また、当該調製に使用するジオールの例には、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２，２−ジエチル−１，３−プロパンジオール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，５−ヘキサンジオール、１，６−ヘキサンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２−エチル−１，３−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオール、１，７−ヘプタンジオール、１，８−オクタンジオール、１，２−オクタンジオール等が含まれる。
・脂肪族系エステル化合物
樹脂組成物は、炭素数２〜５の脂肪酸由来の構造を含む脂肪族系エステル化合物をさらに含んでいてもよい。本明細書における脂肪族系エステル化合物とは、一分子中のエステル結合の数が２以下である低分子量のエステル化合物である。脂肪族系エステル化合物の例には、炭素数２〜５のアルキル基を有するジカルボン酸と一価のアルコールとの反応物等が含まれる。
樹脂組成物が、当該脂肪族系エステル化合物を含むと、脂肪族系エステル化合物が結晶促進剤として機能し、樹脂組成物の結晶化温度が高まりやすくなる。ただし、脂肪族系エステル化合物の量が過剰であると、得られる成形体の柔軟性が損なわれやすい。したがって、脂肪族系エステル化合物の量は、ＰＢＡＴ１００質量部に対して５質量部以下が好ましく、０．１〜４質量部がより好ましい。脂肪族系エステル化合物の量が当該範囲であると、得られる成形体が過度に硬くなり難い。
上記脂肪族系エステル化合物は、グルタル酸、アジピン酸、またはピメリン酸由来の構造を含むことが好ましく、アジピン酸由来の構造を含むことが特に好ましい。脂肪族系エステル化合物が、アジピン酸由来の構造を有すると、上述のＰＢＡＴと脂肪族系エステル化合物との親和性が非常に良好になり、脂肪族系エステル化合物がＰＢＡＴの結晶化を促進しやすい。
また、上記アジピン酸等と反応させるアルコールの例には、炭素数が２〜１２である、直鎖状または分岐の一価のアルコールが含まれる。一価のアルコールの例には、エタノール、ブタノール、イソブチルアルコール、イソノニルアルコール、イソデシルアルコール、２−エチルヘキサノール、ｎ-オクタノール、ｎ-デシルアルコール、ブチルジグリコール等が含まれる。
脂肪族系エステル化合物の分子量は１５０〜５００が好ましく、２００〜４５０がより好ましく、２５０〜４００がさらに好ましい。脂肪族系エステル化合物の分子量が当該範囲であると、樹脂組成物の結晶性が良好になりやすい。
・リン酸エステル金属塩
樹脂組成物は、特定の構造を有するリン酸エステル金属塩をさらに含んでいてもよい。リン酸エステル金属塩は結晶核剤として機能するため、リン酸エステル金属塩を含む樹脂組成物では、結晶化温度が高くなる。
ただし、当該リン酸エステル金属塩の量が過剰になると、得られる成形体の柔軟性が低くなる。そこで、当該リン酸エステル金属塩の量は、ＰＢＡＴ１００質量部に対して５質量部以下が好ましく、０．１〜２質量部がより好ましい。リン酸金属塩の量が当該範囲であると、得られる成形体が過度に硬くなり難い。
リン酸エステル金属塩は、以下の一般式で表される。
Figure 2021172738
 上記一般式中、Ａ１およびＡ２は、それぞれ独立に水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表す。Ａ１およびＡ２は同一であってもよく、異なっていてもよい。また、Ａ３〜Ａ６は、それぞれ独立に炭素数１〜１２のアルキル基を表し、これらは同一であってもよく、異なっていてもよい。また、Ａ１〜Ａ６は、直鎖状であってもよく、分岐していてもよい。
Ｍは、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、および遷移金属原子からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属原子を表し、その例には、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ａｌ、Ｍｇ、Ｃａ等が含まれ、Ｌｉ、Ｎａ、Ａｌがより好ましい。ｎは１または２を表す。
・その他
樹脂組成物は、本発明の目的および効果を損なわない範囲において、上記以外の成分を含んでいてもよい。上記以外の成分の例には、劣化防止を目的とした紫外線吸収剤や酸化防止剤等が含まれる。
・樹脂組成物の調製方法および成形方法
上述の樹脂組成物は、ＰＢＡＴや脂肪族系ポリエステル、脂肪族系エステル化合物、さらにはリン酸エステル金属塩等を混合し、公知の方法で混練すること等によって調製できる。
上記樹脂組成物の２００℃における溶融粘度は、３００〜１５００Ｐａ・ｓが好ましく、５００〜１２００Ｐａ・ｓがより好ましい。樹脂組成物の溶融粘度が当該範囲であると、流動性が高まり、後述の点滴灌漑用チューブのエミッタなど、微細な構造の成形物の製造に適用しやすくなる。なお、溶融粘度は、キャピラリーレオメーターによって剪断速度２０ｓ−１で測定される値である。
一方、上記樹脂組成物の結晶化温度は、５０〜９５℃であることが好ましく、６０〜８５℃であることがより好ましい。結晶化温度が当該範囲であると、比較的短時間に樹脂組成物を硬化させることができ、成形時のサイクル時間を短くできる。結晶化温度は、示差走査熱量計によって測定される値である。具体的には、室温から２００℃まで１０℃／分で昇温させて２００℃で５分間保持した後、−１０℃／分で−５０℃まで冷却したときに得られるチャートにおいて、冷却過程における発熱のピークトップとして観察される値である。
また、上述の樹脂組成物は、公知の方法によって、成形できる。成形方法の例には、射出成形、押出成形、中空成形、圧縮成形、トランスファー成形、カレンダー成形等が含まれ、これらの中でも特に射出成形が好ましい。射出成形は、インサート成形、ガスアシスト射出成形、射出圧縮成形等のいずれであってもよい。
２．点滴灌漑用チューブ（エミッタおよびチューブ）
本発明の樹脂組成物の用途は特に制限されず、生分解性が要求される用途、例えば点滴灌漑用チューブのエミッタやチューブに用いることができる。エミッタやチューブが、生分解性を有すると、これらが不要になった際、土壌埋設処理やコンポスト処理することができ、環境に負荷をかけることなく処理できる。ただし、上述の樹脂組成物の用途は、エミッタおよびチューブに制限されない。また、エミッタは、上述の樹脂組成物を射出成形すること等によって形成でき、チューブは、上述の樹脂組成物を押出成形すること等によって形成できる。
以下、本発明の樹脂組成物を使用可能な点滴灌漑用チューブ（エミッタおよびチューブ）の一例について、図面を用いて説明する。ただし、本発明のエミッタおよびチューブは、以下の構造に限定されない。
図１に、点滴灌漑用チューブ１００の断面図を示す。図１に示すように、点滴灌漑用チューブ１００は、チューブ１１０およびエミッタ１２０を有する。上述の樹脂組成物は、チューブ１１０およびエミッタ１２０のいずれにも使用可能である。ここで、チューブ１１０内を流動させる灌漑用液体の例には、水、液体肥料、農薬およびこれらの混合液が含まれる。
チューブ１１０は、灌漑用液体を流すための管であり、その軸方向に沿って、所定の間隔（例えば、２００ｍｍ以上５００ｍｍ以下）で灌漑用液体を吐出するための複数の吐出口１１１を有する。チューブ１１０の吐出口１１１の開口部の直径は、灌漑用液体を吐出できれば特に限定されない。図１に示す実施の形態では、吐出口１１１の開口部の直径は、１．５ｍｍである。チューブ１１０の軸方向に垂直な断面形状および断面積は、チューブ１１０の内部にエミッタ１２０を配置できれば特に限定されない。
一方、エミッタ１２０は、チューブ１１０の内壁面１１２、かつ上記吐出口１１１に対応する位置に接合される部材であり、点滴灌漑用チューブ１００からの灌漑用液体の吐出量を調整するための部材である。チューブ１１０とエミッタ１２０との接合方法は、特に限定されず、これらは溶着されていてもよく、接着剤によって接合されていてもよい。
図２Ａに、エミッタ１２０の平面図を示し、図２Ｂに当該エミッタ１２０の底面図を示す。さらに、図２Ｃに、左側面図を示し、図２Ｄに右側面図を示す。図３は、図２ＡにおけるＡ−Ａ線における断面図である。
エミッタ１２０の形状は、図２Ａ〜図２Ｄに示すように、四隅がＲ面取りされた略矩形状である。エミッタ１２０の大きさは、特に限定されず、吐出口１１１から吐出される灌漑用液体の所望の量に基づいて、適宜決定されればよい。本実施の形態では、エミッタ１２０の長辺方向の長さは１９ｍｍであり、短辺方向の長さは８ｍｍであり、高さは２．７ｍｍである。
エミッタ１２０は、チューブ１１０側から灌漑用液体を取り込むための取水部１３１と、チューブ１１０の吐出口１１１に対応する位置に配置され、チューブ１１０の吐出口１１１に灌漑用液体を吐出するための吐出部１３７と、これらをつなぐ溝１３２（流路１４２）と、を有する。ただし、本実施の形態のエミッタ１２０は、流路１４２と吐出部１３７との間に流量調整部１３６をさらに有する。
取水部１３１は、エミッタ１２０の表面側（チューブ１１０軸方向中心側）に配置された、灌漑用液体をエミッタ１２０内に取り込むための構造である。当該取水部１３１は、取水側スクリーン部１４６および取水用貫通孔１４７を有する。取水側スクリーン部１４６は、灌漑用液体中の浮遊物が取水用貫通孔１４７内に侵入することを防止するための構造である。
溝１３２は、図２Ｂに示すように、エミッタ１２０の裏面側（チューブ１１０の内壁面１１２側）に配置されており、当該溝１３２とチューブ１１０とに囲まれた領域が灌漑用液体の流路１４２となる。溝１３２は、取水部１３１の取水用貫通孔１４７と流量調整部１３６とをつないでいればよく、直線状であってもよく、曲線状であってもよく、ジグザグ状であってもよい。本実施形態では、直線状の溝と、ジグザグ状の溝とが組み合わせられている。ジグザグ状の領域では、取水部１３１から取り入れられた灌漑用液体の圧力を減圧させることができる。
流量調整部１３６は、エミッタ１２０内に取り入れられた灌漑用液体の吐出量を調整するための構造である。図３に示すように、流量調整部１３６は、台座１６１と、当該台座１６１に対向するダイヤフラム部１５３と、台座１６１側からエミッタ１２０の裏面側を繋ぐ連通孔１５１と、台座１６１に配置された連絡溝１６２と、溝１３２（流路１４２）から灌漑用液体を流量調整部１３６側（台座１６１とダイヤフラム部１５３との間）に取り入れるための切り欠き溝１５０（図４Ｂ参照）と、を有する。流量調整部１３６では、灌漑用液体を、切り欠き溝１５０を介して台座１６１とダイヤフラム部１５３との間に取り込み、連通孔１５１を介して吐出部１３７側に流動させる。
このような流量調整部１３６を有するエミッタ１２０は、第１本体部１２ａと第２本体部１２０ｂとで構成される。そこで、流量調整部１３６の構造をわかりやすくするため、エミッタ１２０を組み立てる前の構造、すなわち第１本体部１２０ａおよび第２本体部１２０ｂの構造を図４Ａ〜図４Ｃに示す。図４Ａは、第１本体部１２０ａおよび第２本体部１２０ｂの裏面側の構造を示し、図４Ｂは第１本体部１２０ａおよび第２本体部１２０ｂの表面側の構造を示す。図４Ｃは、図４ＡのＡ−Ａ線における断面図を示す。エミッタ１２０を製造する際には、第１本体部１２０ａおよび第２本体部１２０ｂを繋ぐヒンジ１２３を切り離し、第２本体部１２０ｂを第１本体部１２０ａの裏面側に嵌合させる。このとき、台座１６１と、ダイヤフラム部１５３とが対向するように、第１本体部１２０ａおよび第２本体部１２０ｂを嵌合させる。
切り欠き溝１５０は、溝１３２（流路１４２）から導入される灌漑用液体を台座１６１とダイヤフラム部１５３との間に適切に導くために使用される。切り欠き溝１５０の形状は、上記機能を発揮できれば、特に限定されない。本実施の形態では、切り欠き溝１５０は、直線状に形成されている。
台座１６１は、灌漑用液体の圧力により変形したダイヤフラム部１５３が接触する領域である。台座１６１の形状は、特に限定されない。台座１６１の形状は、曲面であってもよいし、平面であってもよい。本実施の形態では、台座１６１の形状は、平面である。台座１６１が配置された平面の一部には、切り欠き溝１５０が形成されている。
連通孔１５１は、台座１６１とダイヤフラム部１５３との間に流入した灌漑用液体をチューブ１１０の吐出部１３７に向けて流動させるために使用される孔である。本実施の形態では、連通孔１５１は、台座１６１の中央部分に開口している。連通孔１５１の開口部の大きさも特に限定されず、適宜設定できる。
連絡溝１６２は、ダイヤフラム部１５３が撓んで台座１６１に接触した状態でも灌漑用液体を連通孔１５１に導くための溝である。連絡溝１６２の一方の端部は、連通孔１５１に連絡している。連絡溝１６２の他方の端部は、ダイヤフラム部１５３と台座１６１とが接触する領域より外側に配置される。
ダイヤフラム部１５３は、チューブ１１０内を流れる灌漑用液体の圧力によって台座１６１側に撓むことが可能であれば特に制限されず、本実施の形態におけるダイヤフラム部１５３の平面視形状は、円形状である。本実施の形態において、ダイヤフラム部１５３は、エミッタ１２０の他の構成（取水部１３１や流路１４２）と一体に成形されている。
一方、吐出部１３７は、上述の流量調整部１３６の貫通孔１５１を介してエミッタ１２０側に流動する灌漑用液体を一時的に貯留するための領域である。吐出部１３７に到達した灌漑用液体は、吐出口１１１から外部に排出される。
当該エミッタ１２０では、取水部１３１から取り込まれた灌漑用液体が、溝１３２（流路１４２）を介して流量調整部１３６に流れ込む。流量調整部１３６では、灌漑用液体が、切り欠き溝１５０を介して台座１６１とダイヤフラム部１５３との間に取り込まれる。ここで、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が低い場合には、流量調整部１３６のダイヤフラム部１５３と台座１６１とが略平行となり、灌漑用液体が吐出部１３７側に容易に流動する。一方、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が高くなると、本発明の材料は適切な弾性率を有しているため、流量調整部１３６のダイヤフラム部１５３が台座１６１側に撓む。その結果、ダイヤフラム部１５３と台座１６１との間隙が少なくなり、連通孔１５１側から吐出部１３７側に灌漑用液体が流動しにくくなる。そして、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力が非常に高い場合には、ダイヤフラム部１５３と台座１６１とが密着する。つまり、ダイヤフラム部１５３によって台座１６１が塞がれる。ただしこの場合も、一定量の灌漑用液体は、連絡溝１６２を介して、連通孔１５１内に流れ込む。
チューブ１１０内を流れる灌漑用液体の圧力が低い場合には、エミッタ１２０内に取り込まれる灌漑用液体の量が少なくなり、チューブ１１０内を流れる灌漑用液体の圧力が高い場合には、エミッタ１２０内に取り込まれる灌漑用液体の量が多くなる。そこで、流量調整部１３６によって、上述のように吐出部１３７側に流れ込む灌漑用液体の量を調整することで、チューブ１１０内の灌漑用液体の圧力に関わらず、連通孔１５１から吐出部１３７側に流動する灌漑用液体の量を略一定に保つことができる。
本発明を実施例に基づき詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
［材料の準備］
・ＰＢＡＴ：ＢＡＳＦ社製、製品名Ｅｃｏｆｌｅｘ Ｃ１２００
・脂肪族系ポリエステルＢ−１：ＡＤＥＫＡ社製、ＰＮ７６５０（アジピン酸系ポリエステル、２５℃、角周波数１Ｈｚ、共軸二重円筒型回転粘度計で測定の粘度：３０００ｍＰａ・ｓ）
・脂肪族系ポリエステルＢ−２：ＡＤＥＫＡ社製、ＰＮ７１６０（アジピン酸系ポリエステル、２５℃、角周波数１Ｈｚ、共軸二重円筒型回転粘度計で測定の粘度：１５０ｍＰａ・ｓ）
・脂肪族系ポリエステルＢ−３：ＪＰｌｕｓ社製、Ｄ６２３（アジピン酸系ポリエステル、２５℃、角周波数１Ｈｚ、共軸二重円筒型回転粘度計で測定の粘度：３０００ｍＰａ・ｓ）
・脂肪族系エステル化合物：富士フィルム和光純薬社製、アジピン酸ジイソノニル（２５℃、角周波数１Ｈｚ、共軸二重円筒型回転粘度計で測定の粘度：１６ｍＰａ・ｓ）
・リン酸エステル金属塩：東京化成工業株式会社製、２，２’−メチレンビス（４，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）リン酸ナトリウム
［実施例１］
（樹脂組成物の調製）
ＰＢＡＴ １００質量部と、脂肪族系ポリエステルＢ−１ １質量部とを混合し、１６０℃、２本ロールミルで５分間混練して樹脂組成物を得た。
［実施例２〜１３および比較例１〜６］
表１および表２に示すように、組成を変更した以外は、実施例１と同様に樹脂組成物を調製した。
［評価］
実施例および比較例の樹脂組成物の２００℃における溶融粘度、当該樹脂組成物の結晶化温度、成形体の外観の評価、およびブリードアウトの有無を以下の方法で確認した。結果を表１に示す。
・樹脂組成物の２００℃における溶融粘度の測定
樹脂組成物を２００℃にしたときの粘度を、キャピラリーレオメーターにて、剪断速度２０ｓ−１で測定した。得られた溶融粘度について、以下の基準で評価した。
〇：１２００Ｐａ・ｓ以下
△：１２００Ｐａ・ｓ超１５００Ｐａ・ｓ以下
×：１５００Ｐａ・ｓ超
・樹脂組成物の結晶化温度の測定
各樹脂組成物をカッターなどで薄く削り取った。得られた薄片（約８ｍｇ）をＤＳＣ測定用パンに挿入、密着させた。そして、示差走査熱量計（株式会社リガク製、製品名ＤＳＣｖｅｓｔａ）を用いて当該サンプルの結晶化温度を測定した。具体的には、１０℃／分で２００℃まで昇温させて５分間保持した後、−１０℃／分で−５０℃まで冷却した。そして、得られたチャートにおいて、冷却過程における発熱のピークトップを、樹脂組成物の結晶化温度とした。
・サイクル時間２０秒での成形体外観の評価
当該樹脂組成物を射出成形機（住友重機械工業株式会社製、製品名ＳＥ３０Ｓ）に導入し、２００℃に加熱するとともに、６０℃の金型内に導入し、図４Ａ〜図４Ｃに示す構造を有する成形体を得た。そして、１０秒間冷却し、成形体を金型から取り外した。射出成形にかかった時間（サイクル時間）は２０秒であった。当該成形体を組み立てて、エミッタとした。エミッタについて、目視および光学顕微鏡で外観を評価した。評価基準は以下である。
○：外観不良なし
△：軽微なヒケまたは軽微なショートが見られた
×：ヒケ、ショート、反りねじれが生じた、もしくは成形不能であった
・成形体からのブリードアウトの有無の確認
上述のように作製したエミッタを室温で１週間放置した。その後、エミッタの表面状態を目視で確認し、ブリードアウトの有無を確認した。そして、以下の基準で評価した。
〇：ブリードアウト確認されなかった
△：ブリードアウトが微量に確認された
×：ブリードアウトが多量に確認された
Figure 2021172738
Figure 2021172738
上記表１および表２に示されるように、ＰＢＡＴ１００質量部に対して、特定の構造の脂肪族系ポリエステルを含む場合には、いずれも２００℃における溶融粘度が低かった（実施例１〜１３）。さらに、これらの実施例では、結晶化温度が６９℃以上であり、比較的短時間で成形を行うことができた。
これに対し、ＰＢＡＴ１００質量部に対して、特定の構造の脂肪族系ポリエステルの量が１０質量部を超えると、ブリードアウトが生じやすくなった（比較例５および６）。さらに、脂肪族系ポリエステル樹脂を一切含まない場合には２００℃における溶融粘度が高くなった（比較例１〜４）。
本発明の樹脂組成物は、使用後に環境に負荷をかけることなく、土壌埋設処理やコンポスト処理できる。また、当該樹脂組成物によれば、効率よく成形体を製造できる。したがって、点滴灌漑用チューブ（エミッタやチューブ等）や、各種包装部材等、多種多様な用途に適用可能である。
１００ 点滴灌漑用チューブ
１１０ チューブ
１１１ 吐出口
１１２ 内壁面
１２０ エミッタ
１２０ａ 第１本体部
１２０ｂ 第２本体部
１２３ ヒンジ
１３１ 取水部
１３２ 溝
１３６ 流量調整部
１３７ 吐出部
１４２ 流路
１４６ 取水側スクリーン部
１４７ 取水用貫通孔
１５０ 切り欠き溝
１５１ 連通孔
１５３ ダイヤフラム部
１６１ 台座
１６２ 連絡溝

Claims (6)

  1. ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）１００質量部と、
    下記一般式で表される脂肪族系ポリエステル１〜１０質量部と、
    を含み、
    ポリ（ブチレンアジペート／テレフタレート）の量が、総質量の８０質量％以上である、樹脂組成物。
    Figure 2021172738
     （一般式中、Ｒ１およびＲ４は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ２およびＲ３は、炭素数２〜５のアルキル基を表し、Ｇは炭素数２〜１２のアルキル基を表し、ｎは２〜１０の整数を表す）
  2. 炭素数２〜５の脂肪酸由来の構造を含む脂肪族系エステル化合物を５質量部以下、さらに含む、
    請求項１に記載の樹脂組成物。
  3. 下記一般式で表されるリン酸エステル金属塩を５質量部以下、さらに有する、
    請求項１または２に記載の樹脂組成物。
    Figure 2021172738
     （一般式中、Ａ１およびＡ２は、水素原子または炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ａ３〜Ａ６は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｍは、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、および遷移金属原子からなる群から選ばれる少なくとも一種の金属原子を表し、ｎは１〜２の整数を表す）
  4. 灌漑用液体を流通させるチューブの内壁面、かつ前記チューブの内外を連通する吐出口に対応する位置に接合されたとき、前記チューブ内の前記灌漑用液体を前記吐出口から定量的に前記チューブ外に吐出するためのエミッタであって、
    前記灌漑用液体を取り入れるための取水部と、
    前記灌漑用液体を前記吐出口に吐出するための吐出部と、
    前記取水部および前記吐出部を繋ぐ流路と、
    を有し、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、
    エミッタ。
  5. チューブと、
    前記チューブに配置された請求項４に記載のエミッタと、
    を有する、点滴灌漑用チューブ。
  6. 前記チューブが、請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂組成物を含む、
    請求項５に記載の点滴灌漑用チューブ。
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