JP3711580B2 - 生分解性コンクリート型枠 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、法面植生工法等に使用される生分解性コンクリート型枠に関するもので、より詳細には、生分解性プラスチックと無機充填剤との組成物から形成された生分解性コンクリート型枠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道線路、道路、堤防、土地造成等の建設並びに災害復旧等により形成された法面の土砂崩壊や侵食を防止するため、植生及び土止め用のコンクリート製型枠を設けることが行われている。
【０００３】
コンクリート製型枠を形成させるための型枠としては、エキスパンドメタルやメタルラス等の金網類や既成の単位枠体の複数を連結させたもの等が広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような枠組みは、コンクリートを所定の形状及び寸法に固化させるために必要不可欠のものではあるが、コンクリートが固化した後には不必要なものであり、これをそのまま法面に残す場合、法面の美観を損ね、また腐食等によりそれが崩れ落ちる等の危険性もある。
【０００５】
一方、コンクリートの固化後に型枠を撤去するには、傾斜面での作業に慣れた格別の作業員を必要とし、また撤去のための費用もかなりのものとなるいう不都合がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、コンクリートを固化させるまでは十分な強度が得られると共に、コンクリート固化後には速やかに分解して土に還元できるような撤去不要な軽量の生分解性コンクリート型枠を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、（Ａ）ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルと（Ｂ）ビニルアルコール単位を含有する熱可塑性樹脂とを含む生分解性プラスチックとアルカリ金属炭酸塩から成る無機充填剤とを含有する組成物から一体成形された対向平板部とこれらを連結する多数の中間壁を備えた中空成形シートから成ることを特徴とする生分解性コンクリート型枠が提供される。
【０００９】
無機充填剤としては、公地の任意の充填剤が使用されるが、生分解性の点で、炭酸カルシウムがもっとも好適である。生分解性プラスチック１００重量部当たり無機充填剤が２４乃至４２重量部存在することが好ましい。
【００１０】
無機充填剤が下記数式（１）
ｋ2 ×ｄｎ≧Ｌ≧ｋ1 ×ｄｎ ‥‥（１）
式中、Ｌは無機充填剤配合プラスチック中の粒子間距離（μｍ）であり、ｄｎは無機充填剤の平均粒径（μｍ）であり、ｋ1 及びｋ2 はそれぞれ０．３２及び０．５８の数である、
を満足する量で含有させると、極めて満足すべき生分解性が得られた。
【００１１】
【作用】
本発明のコンクリート型枠は、一体成形された対向平板部（ライナー）とこれらを連結する多数の中間壁（中間芯、リブ）を備えた中空成形シートから成るが、この中空成形シートを生分解性プラスチックと無機充填剤とを含有する組成物から形成したことが特徴である。
【００１２】
即ち、このコンクリート型枠は、対向平板部とこれらを連結する中間壁とから成るため、中空であって、運搬、輸送に当たって軽量であると共に、強度的にも強固な構造となっている。
【００１３】
型枠の中空成形シートを生分解性プラスチックで形成し、施工時には十分な機械的強度が維持されると共に、施工完了後には、水分及び微生物の作用により、生分解されて土に還元するという望ましい作用が得られるものである。この型枠は少なくとも土中に埋設されて設けられているため、微生物と水分の作用を確実に受け、生分解が加速されるという利点がある。
【００１４】
本発明に用いる生分解性プラスチックには、炭酸カルシウム等の無機充填剤を含有させることが重要である。即ち、この無機充填剤はコンクリート型枠の機械的強度や硬度を高めるばかりではなく、生分解性プラスチックの生分解性を高めるという予想外の効果をもたらす。この事実は後述する例を参照することにより明白となろう。
【００１５】
本発明では、生分解性プラスチックとして、ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルを含有するもの、最も好適には、（Ａ）ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルと（Ｂ）ビニルアルコール単位を含有する熱可塑性樹脂とを９５：５乃至５０：５０の重量比で含む組成物を用いる。
【００１６】
上記生分解性飽和ポリエステルは、生分解性プラスチックの中でも機械的特性に優れており、しかも良好な生分解性を有していおり、これらの特性は無機充填剤、特に炭酸カルシウムとの組み合わせで特に顕著に発現される。
【００１７】
上記飽和ポリエステルにビニルアルコール基含有重合体を配合すると、生分解性が一層加速され、優れた結果が得られる。これは、ビニールアルコール含有重合体が吸水性を有すると共に、水溶性を有し、これが全体の生分解を加速するためと思われる。
【００１８】
無機充填剤は、生分解性プラスチック１００重量部当たり２４乃至４２重量部となる量で用いるのがよく、上記量よりも少ないと硬度や生分解性の改善が不十分であり、一方上記量よりも多いと成形性が低下したり、成形物が脆くなるので好ましくない。
【００１９】
無機充填剤を下記式（１）
ｋ2 ×ｄｎ≧Ｌ≧ｋ1 ×ｄｎ ‥‥（１）
式中、Ｌは無機充填剤配合プラスチック中の粒子間距離（μｍ）であり、ｄｎは無機充填剤の平均粒径（μｍ）であり、ｋ1 及びｋ2 はそれぞれ０．３２及び０．５８の数である、
を満足する量で含有させるのが最もよい。
【００２０】
炭酸カルシウムの混合量の範囲を規定する為、２軸押し出し機及びホットプレスを用い、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）の樹脂組成が
（Ａ）：（Ｂ）＝６５：３５
物に粒径の異なる（ｄｎ＝１．２５μｍ、１．８μｍ、３．６μｍ）の３種の炭酸カルシウムを適量混合し、炭酸カルシウム重量組成の異なる粘弾性測定用シートを成形した。本炭酸カルシウム組成分率の異なる試験シートを用い２５℃の定温度での粘弾性測定を行った。結果を図１に示した（図１では代表例として、平均粒径ｄｎ＝３．６μｍの結果のみ示した）。
【００２１】
図１より、炭酸カルシウム添加量が増加するに従い、弾性率は不連続な３種の曲線を描く事が解った。この不連続曲線中、炭酸カルシウム低混合量の領域（混合量２０ｗｔ％までの領域）のシート片は、１８０°屈曲時、柔らかく折れ曲がり、炭酸カルシウム未含有のシート片と同等の柔軟性を示した。又、炭酸カルシウム混合量の高い領域（４５ｗｔ％以上の領域）においては、１８０°屈曲時すべてのシート片が割れた。一方、これら炭酸カルシウム低混合量及び高混合量の２種類の領域を除いた中間領域のシート片は、屈曲時に割れが観察されなかった。
【００２２】
このことから、図１で得られた不連続な３種の弾性率を、炭酸カルシウム混合量の少ない柔らかい領域、炭酸カルシウム混合量の高いもろさが発現する領域と最適混合量領域の３種に区分した。
【００２３】
以上のことから、屈曲時の割れが発現せず且つ弾性率が向上した領域として、図１に示した中間領域を炭酸カルシウム混合量の適性範囲であるとした。一般に、ポリマーに炭酸カルシウム等の無機充填剤を充填する場合、成形物の機械的強度特性は、無機充填剤の平均粒径とその混合量から推定した下記式２の粒子間距離の関数で表現する事ができる。
【００２４】
Ｌ＝ｄｎ［（π／６Ｖｆ）1/3 −１］ ‥‥（２）
ここで、
Ｖｆ＝ρｍ×Ｗｆ／［（ρｍ−ρｃ）×Ｗｆ＋ρｃ］
である、
式中 ρｍ＝樹脂層の比重
ρｃ＝炭酸カルシウムの比重
Ｗｆ＝炭酸カルシウム重量分率
Ｖｆ＝炭酸カルシウム容積分率
ｄｎ＝炭酸カルシウム平均粒径
Ｌ ＝炭酸カルシウム粒子間距離
【００２５】
ここで、炭酸カルシウム低混合量領域（柔らかい）と炭酸カルシウム適性混合範囲間の転移点をＬ1 、炭酸カルシウム適性混合範囲と炭酸カルシウム高含量領域（脆い）間の転移点をＬ2 とし、関係式（１）式から、炭酸カルシウムの平均粒径（ｄｎ）と弾性率の転移点粒子間距離（Ｌ）の関係を求めた（図２）。更に、同試料を用い、１８０゜屈曲時の割れの観測結果も図２に示した。図２中の記号、×は１８０゜屈曲時割れ有り、○は１８０゜屈曲時割れなし、■は１８０゜屈曲時柔らかすぎる、をそれぞれ示す。
【００２６】
図２から、炭酸カルシウム適性混合範囲を用いた転移点粒子間距離（Ｌ）と平均粒径（ｄｎ）と係数ｋで表現して、前記式（１）が導かれた。式（１）における係数ｋ1 ，ｋ2 はそれぞれｋ1 ＝０．３２及びｋ2 ＝０．５８の値となった。本数値を重量組成比に換算した場合、炭酸カルシウムの最適混合範囲は、２４ｗｔ％から４２ｗｔ％となった。
【００２７】
【実施例】
生分解性コンクリート型枠として用いる中空成形シートの一例を示す図３（斜視図）及び図４（IV−IV断面図）において、この中空成形シート１は、生分解性プラスチック組成物から一体に押出成形された互いに平行な一対の平板部２，３をそれぞれ備えており、これらの平板部２，３は所定の間隔で配置された多数の中間壁４によって連結されている。この構造の結果として、シート１内には、平板部２、３及び中間壁４、４で区画された中空室５が形成されている。この具体例では、中空成形シート１内に、中空室５が１列に並んでいるが、中空室５を上下に２列あるいは３列に並べるようにすることも可能である。
【００２８】
中空成形シートの寸法は、特に制限されないが、一般に平板部の厚みが０．１乃至４．０ｍｍ、特に０．２乃至２．０ｍｍ、中間壁の厚みが０．１乃至４．０ｍｍ、特に０．２乃至２．０ｍｍ、平板部間の間隔が１．５乃至３０ｍｍ、特に３乃至１５ｍｍ、中間壁間の間隔が２．５乃至３０ｍｍ、特に３乃至１５ｍｍにあるのがよい。
【００２９】
この中空成形シート１は、生分解性プラスチックと無機充填剤とを含有する組成物を、混練し、押出成形することにより得られる。
【００３０】
この押出成形用金型１０の構造を示す図５（正面図）、図６（VI−VI断面図）及び図７（中子の斜視図）において、この金型１０は上下の案内板１１，１２を備えており、これらの間に中子１３が配置されている。中子１３は上下の案内板１１，１２に対して浮いた状態でボルト１４によって支持されている。そして中子１３と案内板１１との間および中子１３と案内板１２との間にはそれぞれスリット１５，１６が形成されるようになっている。そして中子１３はその断面形状がほぼ羽子板状をなすとともに、その先端にはスリット１７が一定の間隔で形成されている。このスリット１７は中子１３の先端よりも適当な深さまで切込まれるとともに、その上下は傾斜面に構成され、これらの上下の傾斜面は先端が一致するような形状となっている。
【００３１】
生分解性プラスチック及び無機充填剤を含有する組成物を、押出機（図示せず）によって、溶融して金型１０を通して押し出す。
金型１０内において、溶融樹脂の一部は、上下のスリット１５，１６を通して押出され、上下の平板部を形成する。さらに樹脂の残りの一部は中子１３のスリット１７内に流込み、このスリット１７から前面側（図６の右側）へ押出され、上記平板部を連結する多数の中間壁を形成する。
【００３２】
生分解性プラスチックとしては、それ自体公知の任意のものが使用されるが、好適には、ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする生分解性の飽和ポリエステル樹脂が使用される。この飽和ポリエステル樹脂は、少なくともフィルムを形成し得る分子量を有するべきであり、一般にその数平均分子量は、１×１０4 乃至５０×１０4 、特に５×１０4 乃至２０×１０4 の範囲にあるのがよい。好適な飽和ポリエステル樹脂の例は、ポリ−β−ヒドロキシアルカノエート、或いは脂肪族ポリラクトン乃至ポリ−ω−ヒドロキシアルカノエート或いはこれらの共重合体である。
【００３３】
ポリ−β−ヒドロキシアルカノエートとしては、下記化学式（Ｉ）
式中、Ｒは直鎖或いは分岐鎖のアルキル基である、
で表される反復単位、例えば、
３−ヒドロキシブチレート［Ｒ＝−ＣＨ3 、３ＨＢ］、
３−ヒドロキシバリレート［Ｒ＝−ＣＨ2 ＣＨ3 、３ＨＶ］、
３−ヒドロキシカプロエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）2 ＣＨ3 ］、
３−ヒドロキシヘプタノエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）3 ＣＨ3 ］、
３−ヒドロキシオクタノエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）4 ＣＨ3 ］、
３−ヒドロキシノナノエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）5 ＣＨ3 ］、
３−ヒドロキシデカノエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）6 ＣＨ3 ］、
等の１種或いは２種以上からなる重合体が挙げられる。
【００３４】
このタイプの好適な樹脂は、３−ヒドロキシブチレートと、他の３−ヒドロキシアルカノエート、特に３−ヒドロキシバリレートとを共重合させた共重合体であり、これらを９５：５乃至８５：１５、特に９２：８乃至８８：１２の重量比で含む共重合体である。
【００３５】
脂肪族ポリラクトン乃至ポリ−ω−ヒドロキシアルカノエートとしては、下記化学式（II）
式中、Ｒ1 は直鎖或いは分岐鎖のアルキレン基である、
で表される反復単位、例えば、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の反復単位の１種或いは２種以上からなる重合体が挙げられる。
このタイプの樹脂の適当な例は、ポリカプロラクトン、或いはカプロラクトンと他のラクトン類の共重合体である。
【００３６】
本発明では、化学式（Ｉ）の反復単位と化学式（II）の反復単位とから成る共重合体を用いることもできる。この共重合体の適当な例は、３−ヒドロキシブチレートとγ−ブチロラクトン或いはε−カプロラクトンとの共重合体である。また上述した２種以上のブレンド物をも使用することができる。
【００３７】
上記生分解性飽和ポリエステルは、ビニルアルコール単位含有樹脂と組み合わせて樹脂組成物の形で使用するのがよい。本発明に用いるビニルアルコール単位含有樹脂は、分子鎖中にビニルアルコール単位、即ち下記化学式 (III)
で表される単位を含有するものである。
【００３８】
上記ビニルアルコール単位のみからなる樹脂は、熱成形時熱分解傾向があるが、分子鎖中に、上記単位以外にエチレン単位、即ち下記化学式（IV）
−［−ＣＨ2 −ＣＨ2 −］− ‥‥（IV）
で表される単位や、酢酸ビニル単位、即ち下記化学式（Ｖ）
で表される単位を含有することにより熱分解を抑制した熱成形可能な樹脂となる。
【００３９】
ビニルアルコール単位含有樹脂の適当な例は、部分ケン化ビニルアルコール重合体であり、特にケン化度４０〜８０モル％のポリビニルアルコールである。このビニルアルコール重合体の重合度は、フィルム形成範囲にあるべきである。
【００４０】
ビニルアルコール単位含有樹脂の他の適当な例は、エチレン−ビニルアルコール共重合体である。溶融成形性やガスバリヤー性の点で好適なエチレンビニルアルコール共重合体は、エチレン含有量５乃至６０モル％、特に１０乃至５０モル％で且つケン化度９０％以上、特に９８％以上のものである。用いるエチレンビニルアルコール共重合体は、フィルムを形成するにたる分子量を有するべきである。
【００４１】
樹脂組成物の調製に際しビニルアルコール単位含有重合体は粉末でもペレット形状物でも良い。
【００４２】
飽和ポリエステル樹脂（Ａ）とビニルアルコール単位含有重合体（Ｂ）とは
（Ａ）：（Ｂ）＝９９：１ 乃至４０：６０、
特に ９０：１０乃至６０：４０
の重量比で存在するのがよい。飽和ポリエステル樹脂の量が上記範囲よりも多い場合、ビニルアルコール単位含有重合体配合の効果がなく、一方上記範囲よりも多い場合組成物の流動性が低下し、成形性が低下するので好ましくない。
【００４３】
この樹脂組成物には、その用途に応じて、各種着色剤、充填剤、無機系或いは有機系の補強剤、滑剤、可塑剤、レベリング剤、界面活性剤、分散剤、増粘剤、減粘剤、安定剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、防錆剤等を配合することができる。また、樹脂相互の分散性を向上させるために、エチレン酢酸ビニル共重合体を配合することもできる。
【００４４】
この組成物には、種々の充填剤を用いることができるが、アルカリ金属炭酸塩を使用すると、成形物の生分解性向上と機械的性質の向上とが得られるので好ましい。アルカリ金属炭酸塩としては、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ストロンチウム等の炭酸塩を挙げることができる。これらの内でも、炭酸カルシウムが好適である。
【００４５】
炭酸カルシウムには、天然産で比重の大きい重質の炭酸カルシウムと、合成で得られる比重の比較的小さい軽質炭酸カルシウムとがあるが、前者が特に好適であるが、後者も勿論使用できる。同様に炭酸マグネシウムにも、天然産で粒径の比較的大きい炭酸マグネシウムと、合成で得られる粒度の比較的小さくて、均質な合成炭酸マグネシウムとがあるが、後者が特に好適であるが、前者も勿論使用できる。
【００４６】
用いるアルカリ金属炭酸塩の粒度は、分散が良好である限り制限を受けないが、一般にメジアン径が０．５乃至１０．０μｍ、特に１．０乃至２．０μｍの範囲にあることが望ましい。
【００４７】
アルカリ金属炭酸塩系充填剤は、未処理の普通のものであってもよいが、例えば、界面活性剤、脂肪酸、金属石鹸、或いはその他の分散剤等で処理したものであってもよい。
【００４８】
炭酸カルシウム等の無機充填剤は、前記数式（１）を満足する量で使用すべきであり、生分解性プラスチック１００重量部当たり無機充填剤が２４乃至４２重量部存在することが好ましい。
【００４９】
本発明の生分解性コンクリート型枠の製造に際して、上記組成物を、飽和ポリエステル樹脂の融点以上の温度で、溶融混練し、この溶融混練物を前述したダイを通して押出すことにより、中空成形シートを製造することができる。
【００５０】
溶融混練の温度は、生分解性プラスチックの融点によっても相違するが、一般に１７０乃至１９０℃の温度が適当である。
【００５１】
次に本発明を実施例をあげて説明する。
【００５２】
１）試料
ポリ−ω−ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルとして（株）ダイセル化学工業社製ポリカプロラクトンＨ７を使用し、ビニルアルコール単位を有する熱成形可能な水酸基含有樹脂として（株）クラレ社製７０％部分ケン化ポリビニルアルコールＨＭ５０５を用いた。更に、アルカリ土類金属炭酸塩として（株）白石カルシウム社製ホワトンＳＢ（赤）の炭酸カルシウムを使用した。又、上記樹脂及び炭酸カルシウムの混合に際し、滑剤としてステアリン酸カルシウム系主体の金属塩も用いた。
【００５３】
２）成形
はじめに１）記載の樹脂及び炭酸カルシウム（Ｃ）の３成分から成り、炭酸カルシウム重量組成比の高いマスターバッチを成形した。次に、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）のドライブレンド物を溶融混合し、最終的に、図３記載の中空シート及び評価試験用各種成形体を得た。
【００５４】
２−１）マスターバッチの成形
１）記載の３種の試料を用い、炭酸カルシウム重量組成比率の高いマスターバッチを成形した。（株）神戸製鋼社製バンバリーミキサーＭＩＸＴＲＯＮ ＢＢ−１２０とカラーメタル社製ニーデックスＣＭＳ−３００−２２５０（オープンロール押し出し機）を用いた。バンバリーミキサーでの成形は、回転数３０ｒｐｍにて、回転電動機の負荷が安定状態となる１８０℃の温度までの温度範囲で溶融混合した。次に、ニーデックスを用い空冷下１００℃にてホットカットし、ペレット状マスターバッチを得た。
【００５５】
２−２）中空シート成形
２−１）成形品のマスターバッチにポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）の適量樹脂組成物をドライブレンド後、（株）東芝機械社製ＳＥ１１５ １５０ｍｍ押し出し機と中空シート成形用金型を用い、成形温度１９０℃、スクリュー回転数２０ｒｐｍにて、図３に示した形状の中空シートを成形した。
【００５６】
２−３）機械的強度測定用シート成形
２−２）記載の中空シートの評価と同様、試験的に３成分比率の異なるシートを成形し評価した。
２−１）成形品のマスターバッチにポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）の適量樹脂組成をブレンドし、シート成形に提供した。
（株）東洋精機製作所社製ラボプラストミルＣ型機とＤ−２０−２０型押し出し機及びシート巻きとり機を用いて、成形温度１８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍにて、厚さ１ｍｍ、幅１２０ｍｍのシートを成形した。
【００５７】
３）評価
３−１）機械的強度の測定
（株）ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製ＵＣＴ−５Ｔ型テンシロンを用い、２５ｋｇロードセル、５０ｍｍ／ｍｉｎの引っ張り速度にて応力−ひずみ曲線を測定した。得られた応力−ひずみ曲線から降伏点のび（％）を得た。２−２）成形物である中空シートは、その中間壁を切り、対向平板部を平板シートとし、その平板シートの切片を試験片とした。更に２−３）成形シートも同試験に提供した。
【００５８】
３−２）生分解性評価
２−２）及び２−３）成形物を用い土中（深度１０ｃｍ）埋立試験を行った。２−２）成形品の中空シートは１００×２００ｍｍに切り出した試験片を用いた。２−３）成形シートは、３０×５０ｍｍに切り出した試験片を用いた。このそれぞれの試験片を埋立試験に用いた。土中深度１０ｃｍに埋め、所定の期間土中に放置後、取り出し、流水にて簡単に洗った後、乾燥し、重量測定した。得られた重量値と各試験片の初期重量から、式（２）にて重量残留率を算出した。
重量残留率（％）＝（経時重量／初期重量）×１００ …（２）
この重量残留率から、分解性を評価した。比較用に、ＨＤＰＥシート片も試験した。
【００５９】
実施例１
数平均分子量１０万のポリカプロラクトン（Ａ）と重合度５００の７０％部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）及び平均粒径１．８μｍの炭酸カルシウム（Ｃ）の重量組成が
（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝３９：２１：４０
となる中空シートを２−２）記載成形法に従い一体成形した。成形時、３成分組成物に対しステアリン酸カルシウム主体の滑剤を０．３％重量比混合した。最終的に、対向平板部の肉厚が０．４５ｍｍ、中間壁の肉厚０．３ｍｍ、全厚５ｍｍで幅１．５ｍの中空シートを得た。
次に、得られた中空シートをコンクリート型枠とし、モルタル又はコンクリートを吹付工法である現場吹付法枠工法を実施した。結果、本成形中空シートはコンクリート型枠として使用できた。
【００６０】
実施例２
１）機械的強度の異方性
数平均分子量１０万のポリカプロラクトン（Ａ）、重合度５００の７０％部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）と平均粒径がｄｎ＝１．８μｍである炭酸カルシウム（Ｃ）を用いた。ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）及び炭酸カルシウム（Ｃ）の重量組成が
（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝１３：７：８０
である組成物にステアリン酸カルシウム主体の滑剤を０．３ｗｔ％重量比混合した。この樹脂組成物に、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）の重量組成が
（Ａ）：（Ｂ）＝６５：３５
となる樹脂組成物を適量ドライブレンドし、２−２）記載の成形法に従い、中空シートを成形した。
【００６１】
同様に、炭酸カルシウムを含まないポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）２成分のみの中空シートも成形した。このそれぞれの中空シートを３−１）記載の方法に従い平板シートとし、機械的強度の測定に供した。降伏点のび（％）の測定結果を図８に示した。
【００６２】
ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）重量比が（Ａ）：（Ｂ）＝６５：３５の中空シート片は、ＭＤ，ＴＤ方向での降伏点のび（％）の差が大きく、機械的強度の異方性があった。これに対し、同樹脂組成物に炭酸カルシウム（Ｃ）を混合した中空シート切片では、ＭＤ，ＴＤ方向のそれぞれの降伏点のび（％）の差は減少し、異方性は改善されていた。試験的に成形した２−３）記載の３成分比率の異なるシート試験片につき行った同試験では、炭酸カルシウム混合量の増加に伴い、ＭＤ，ＴＤ方向のそれぞれの降伏点のび（％）の差は減少し、異方性は改善されていた。以上の結果から、炭酸カルシウムを混合することにより、機械的強度の異方性が改善される事実を得た。
【００６３】
上記内容を以下の様に解釈した。ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）２成分から成る成形物は成形時に樹脂の流動配向を生じ、この流動配向に起因した機械的強度の異方性を発現した。これに対し、炭酸カルシウム（Ｃ）の混合系では、炭酸カルシウムの粒子により成形時の流動配向が抑制され、結果、機械的強度異方性が改善された。
【００６４】
２）生分解性
２−２）及び２−３）成形品法の中空シート成形物及びシート成形物の切片を土中埋立試験に用いた。各種埋立試験用試料の３成分重量比と埋立後の重量残留率を表１に示した。更に、表１の重量残留率を図９に示した。
【００６５】
図９から、ポリカプロラクトン（Ａ）、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）と炭酸カルシウム（Ｃ）３成分から成る中空シートは、速い重量減少を示した。試験的に行った３成分比率の異なる２−２）成形シートの埋立試験結果では、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）２成分系はポリカプロラクトン（Ａ）単位に比べ、重量減少が速かった。特に、この２成分系においては、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）混合量が増加するに伴いその重量減少量が大きくなっていた。
【００６６】
次に、ポリカプロラクトン（Ａ）、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）と炭酸カルシウム（Ｃ）から成る３成分系においては、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）２成分から成る成形物より、更に重量減少速度が速かった。炭酸カルシウム重量組成比が４０ｗｔ％である各種成形物において比較した場合、２成分系同様、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）含有量が増加するに従い、重量減少量は増加していた。
【００６７】
以上の結果を以下の様に解釈した。吸湿性の高い炭酸カルシウムと部分ケン化ポリビニルアルコールが分散した成形物はその表面に微生物分解作用に必要な水を吸着しやすいため、微生物の作用を受けやすくなっており、結果、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）及び炭酸カルシウム（Ｃ）を含有する成形品の重量減量が増加した。
【００６８】
以上の結果から、本発明品であるポリカプロラクトン（Ａ）、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）及び炭酸カルシウム（Ｃ）３成分から成る中空シートは、その速い重量減少が確認された。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、生分解性プラスチックと無機充填剤とを含有する組成物を、対向平板部とこれらを連結する多数の中間壁とから成る中空成形シートに成形したことにより、コンクリートを固化させるまでは十分な強度が得られると共に、コンクリート固化後には速やかに分解して土に還元できるような撤去不要な軽量の生分解性コンクリート型枠を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】生分解性プラスチックに対する炭酸カルシウムの添加量と成形体の弾性率との関係を示すグラフである。
【図２】炭酸カルシウムの平均粒径と相転移粒子間距離との関係を示すグラフである。
【図３】生分解性コンクリート型枠として用いる中空成形シートの一例を示す斜視図である。
【図４】図３の中空成形シートの線IV−IVにおける断面図である。
【図５】中空成形シートの製造に使用する押出成形用金型の構造を示す正面図である。
【図６】図５の金型の線VI−VIおける断面図である。
【図７】図５の金型における中子の斜視図である。
【図８】炭酸カルシウムの添加量と成形体の降伏点伸びとの関係を示すグラフである。
【図９】土中埋め立て期間と成形体の重量残留率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 中空成形シート
２ 互いに平行な一対の平板部
３ 互いに平行な一対の平板部
４ 多数の中間壁
５ 中空室
１０ 押出成形用金型
１１ 上下の案内板
１２ 上下の案内板
１３ 中子
１４ ボルト
１５ スリット
１６ スリット
１７ スリット
【産業上の利用分野】
本発明は、法面植生工法等に使用される生分解性コンクリート型枠に関するもので、より詳細には、生分解性プラスチックと無機充填剤との組成物から形成された生分解性コンクリート型枠に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道線路、道路、堤防、土地造成等の建設並びに災害復旧等により形成された法面の土砂崩壊や侵食を防止するため、植生及び土止め用のコンクリート製型枠を設けることが行われている。
【０００３】
コンクリート製型枠を形成させるための型枠としては、エキスパンドメタルやメタルラス等の金網類や既成の単位枠体の複数を連結させたもの等が広く使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような枠組みは、コンクリートを所定の形状及び寸法に固化させるために必要不可欠のものではあるが、コンクリートが固化した後には不必要なものであり、これをそのまま法面に残す場合、法面の美観を損ね、また腐食等によりそれが崩れ落ちる等の危険性もある。
【０００５】
一方、コンクリートの固化後に型枠を撤去するには、傾斜面での作業に慣れた格別の作業員を必要とし、また撤去のための費用もかなりのものとなるいう不都合がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、コンクリートを固化させるまでは十分な強度が得られると共に、コンクリート固化後には速やかに分解して土に還元できるような撤去不要な軽量の生分解性コンクリート型枠を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、（Ａ）ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルと（Ｂ）ビニルアルコール単位を含有する熱可塑性樹脂とを含む生分解性プラスチックとアルカリ金属炭酸塩から成る無機充填剤とを含有する組成物から一体成形された対向平板部とこれらを連結する多数の中間壁を備えた中空成形シートから成ることを特徴とする生分解性コンクリート型枠が提供される。
【０００９】
無機充填剤としては、公地の任意の充填剤が使用されるが、生分解性の点で、炭酸カルシウムがもっとも好適である。生分解性プラスチック１００重量部当たり無機充填剤が２４乃至４２重量部存在することが好ましい。
【００１０】
無機充填剤が下記数式（１）
ｋ2 ×ｄｎ≧Ｌ≧ｋ1 ×ｄｎ ‥‥（１）
式中、Ｌは無機充填剤配合プラスチック中の粒子間距離（μｍ）であり、ｄｎは無機充填剤の平均粒径（μｍ）であり、ｋ1 及びｋ2 はそれぞれ０．３２及び０．５８の数である、
を満足する量で含有させると、極めて満足すべき生分解性が得られた。
【００１１】
【作用】
本発明のコンクリート型枠は、一体成形された対向平板部（ライナー）とこれらを連結する多数の中間壁（中間芯、リブ）を備えた中空成形シートから成るが、この中空成形シートを生分解性プラスチックと無機充填剤とを含有する組成物から形成したことが特徴である。
【００１２】
即ち、このコンクリート型枠は、対向平板部とこれらを連結する中間壁とから成るため、中空であって、運搬、輸送に当たって軽量であると共に、強度的にも強固な構造となっている。
【００１３】
型枠の中空成形シートを生分解性プラスチックで形成し、施工時には十分な機械的強度が維持されると共に、施工完了後には、水分及び微生物の作用により、生分解されて土に還元するという望ましい作用が得られるものである。この型枠は少なくとも土中に埋設されて設けられているため、微生物と水分の作用を確実に受け、生分解が加速されるという利点がある。
【００１４】
本発明に用いる生分解性プラスチックには、炭酸カルシウム等の無機充填剤を含有させることが重要である。即ち、この無機充填剤はコンクリート型枠の機械的強度や硬度を高めるばかりではなく、生分解性プラスチックの生分解性を高めるという予想外の効果をもたらす。この事実は後述する例を参照することにより明白となろう。
【００１５】
本発明では、生分解性プラスチックとして、ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルを含有するもの、最も好適には、（Ａ）ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルと（Ｂ）ビニルアルコール単位を含有する熱可塑性樹脂とを９５：５乃至５０：５０の重量比で含む組成物を用いる。
【００１６】
上記生分解性飽和ポリエステルは、生分解性プラスチックの中でも機械的特性に優れており、しかも良好な生分解性を有していおり、これらの特性は無機充填剤、特に炭酸カルシウムとの組み合わせで特に顕著に発現される。
【００１７】
上記飽和ポリエステルにビニルアルコール基含有重合体を配合すると、生分解性が一層加速され、優れた結果が得られる。これは、ビニールアルコール含有重合体が吸水性を有すると共に、水溶性を有し、これが全体の生分解を加速するためと思われる。
【００１８】
無機充填剤は、生分解性プラスチック１００重量部当たり２４乃至４２重量部となる量で用いるのがよく、上記量よりも少ないと硬度や生分解性の改善が不十分であり、一方上記量よりも多いと成形性が低下したり、成形物が脆くなるので好ましくない。
【００１９】
無機充填剤を下記式（１）
ｋ2 ×ｄｎ≧Ｌ≧ｋ1 ×ｄｎ ‥‥（１）
式中、Ｌは無機充填剤配合プラスチック中の粒子間距離（μｍ）であり、ｄｎは無機充填剤の平均粒径（μｍ）であり、ｋ1 及びｋ2 はそれぞれ０．３２及び０．５８の数である、
を満足する量で含有させるのが最もよい。
【００２０】
炭酸カルシウムの混合量の範囲を規定する為、２軸押し出し機及びホットプレスを用い、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）の樹脂組成が
（Ａ）：（Ｂ）＝６５：３５
物に粒径の異なる（ｄｎ＝１．２５μｍ、１．８μｍ、３．６μｍ）の３種の炭酸カルシウムを適量混合し、炭酸カルシウム重量組成の異なる粘弾性測定用シートを成形した。本炭酸カルシウム組成分率の異なる試験シートを用い２５℃の定温度での粘弾性測定を行った。結果を図１に示した（図１では代表例として、平均粒径ｄｎ＝３．６μｍの結果のみ示した）。
【００２１】
図１より、炭酸カルシウム添加量が増加するに従い、弾性率は不連続な３種の曲線を描く事が解った。この不連続曲線中、炭酸カルシウム低混合量の領域（混合量２０ｗｔ％までの領域）のシート片は、１８０°屈曲時、柔らかく折れ曲がり、炭酸カルシウム未含有のシート片と同等の柔軟性を示した。又、炭酸カルシウム混合量の高い領域（４５ｗｔ％以上の領域）においては、１８０°屈曲時すべてのシート片が割れた。一方、これら炭酸カルシウム低混合量及び高混合量の２種類の領域を除いた中間領域のシート片は、屈曲時に割れが観察されなかった。
【００２２】
このことから、図１で得られた不連続な３種の弾性率を、炭酸カルシウム混合量の少ない柔らかい領域、炭酸カルシウム混合量の高いもろさが発現する領域と最適混合量領域の３種に区分した。
【００２３】
以上のことから、屈曲時の割れが発現せず且つ弾性率が向上した領域として、図１に示した中間領域を炭酸カルシウム混合量の適性範囲であるとした。一般に、ポリマーに炭酸カルシウム等の無機充填剤を充填する場合、成形物の機械的強度特性は、無機充填剤の平均粒径とその混合量から推定した下記式２の粒子間距離の関数で表現する事ができる。
【００２４】
Ｌ＝ｄｎ［（π／６Ｖｆ）1/3 −１］ ‥‥（２）
ここで、
Ｖｆ＝ρｍ×Ｗｆ／［（ρｍ−ρｃ）×Ｗｆ＋ρｃ］
である、
式中 ρｍ＝樹脂層の比重
ρｃ＝炭酸カルシウムの比重
Ｗｆ＝炭酸カルシウム重量分率
Ｖｆ＝炭酸カルシウム容積分率
ｄｎ＝炭酸カルシウム平均粒径
Ｌ ＝炭酸カルシウム粒子間距離
【００２５】
ここで、炭酸カルシウム低混合量領域（柔らかい）と炭酸カルシウム適性混合範囲間の転移点をＬ1 、炭酸カルシウム適性混合範囲と炭酸カルシウム高含量領域（脆い）間の転移点をＬ2 とし、関係式（１）式から、炭酸カルシウムの平均粒径（ｄｎ）と弾性率の転移点粒子間距離（Ｌ）の関係を求めた（図２）。更に、同試料を用い、１８０゜屈曲時の割れの観測結果も図２に示した。図２中の記号、×は１８０゜屈曲時割れ有り、○は１８０゜屈曲時割れなし、■は１８０゜屈曲時柔らかすぎる、をそれぞれ示す。
【００２６】
図２から、炭酸カルシウム適性混合範囲を用いた転移点粒子間距離（Ｌ）と平均粒径（ｄｎ）と係数ｋで表現して、前記式（１）が導かれた。式（１）における係数ｋ1 ，ｋ2 はそれぞれｋ1 ＝０．３２及びｋ2 ＝０．５８の値となった。本数値を重量組成比に換算した場合、炭酸カルシウムの最適混合範囲は、２４ｗｔ％から４２ｗｔ％となった。
【００２７】
【実施例】
生分解性コンクリート型枠として用いる中空成形シートの一例を示す図３（斜視図）及び図４（IV−IV断面図）において、この中空成形シート１は、生分解性プラスチック組成物から一体に押出成形された互いに平行な一対の平板部２，３をそれぞれ備えており、これらの平板部２，３は所定の間隔で配置された多数の中間壁４によって連結されている。この構造の結果として、シート１内には、平板部２、３及び中間壁４、４で区画された中空室５が形成されている。この具体例では、中空成形シート１内に、中空室５が１列に並んでいるが、中空室５を上下に２列あるいは３列に並べるようにすることも可能である。
【００２８】
中空成形シートの寸法は、特に制限されないが、一般に平板部の厚みが０．１乃至４．０ｍｍ、特に０．２乃至２．０ｍｍ、中間壁の厚みが０．１乃至４．０ｍｍ、特に０．２乃至２．０ｍｍ、平板部間の間隔が１．５乃至３０ｍｍ、特に３乃至１５ｍｍ、中間壁間の間隔が２．５乃至３０ｍｍ、特に３乃至１５ｍｍにあるのがよい。
【００２９】
この中空成形シート１は、生分解性プラスチックと無機充填剤とを含有する組成物を、混練し、押出成形することにより得られる。
【００３０】
この押出成形用金型１０の構造を示す図５（正面図）、図６（VI−VI断面図）及び図７（中子の斜視図）において、この金型１０は上下の案内板１１，１２を備えており、これらの間に中子１３が配置されている。中子１３は上下の案内板１１，１２に対して浮いた状態でボルト１４によって支持されている。そして中子１３と案内板１１との間および中子１３と案内板１２との間にはそれぞれスリット１５，１６が形成されるようになっている。そして中子１３はその断面形状がほぼ羽子板状をなすとともに、その先端にはスリット１７が一定の間隔で形成されている。このスリット１７は中子１３の先端よりも適当な深さまで切込まれるとともに、その上下は傾斜面に構成され、これらの上下の傾斜面は先端が一致するような形状となっている。
【００３１】
生分解性プラスチック及び無機充填剤を含有する組成物を、押出機（図示せず）によって、溶融して金型１０を通して押し出す。
金型１０内において、溶融樹脂の一部は、上下のスリット１５，１６を通して押出され、上下の平板部を形成する。さらに樹脂の残りの一部は中子１３のスリット１７内に流込み、このスリット１７から前面側（図６の右側）へ押出され、上記平板部を連結する多数の中間壁を形成する。
【００３２】
生分解性プラスチックとしては、それ自体公知の任意のものが使用されるが、好適には、ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする生分解性の飽和ポリエステル樹脂が使用される。この飽和ポリエステル樹脂は、少なくともフィルムを形成し得る分子量を有するべきであり、一般にその数平均分子量は、１×１０4 乃至５０×１０4 、特に５×１０4 乃至２０×１０4 の範囲にあるのがよい。好適な飽和ポリエステル樹脂の例は、ポリ−β−ヒドロキシアルカノエート、或いは脂肪族ポリラクトン乃至ポリ−ω−ヒドロキシアルカノエート或いはこれらの共重合体である。
【００３３】
ポリ−β−ヒドロキシアルカノエートとしては、下記化学式（Ｉ）
で表される反復単位、例えば、
３−ヒドロキシブチレート［Ｒ＝−ＣＨ3 、３ＨＢ］、
３−ヒドロキシバリレート［Ｒ＝−ＣＨ2 ＣＨ3 、３ＨＶ］、
３−ヒドロキシカプロエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）2 ＣＨ3 ］、
３−ヒドロキシヘプタノエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）3 ＣＨ3 ］、
３−ヒドロキシオクタノエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）4 ＣＨ3 ］、
３−ヒドロキシノナノエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）5 ＣＨ3 ］、
３−ヒドロキシデカノエート［Ｒ＝−（ＣＨ2 ）6 ＣＨ3 ］、
等の１種或いは２種以上からなる重合体が挙げられる。
【００３４】
このタイプの好適な樹脂は、３−ヒドロキシブチレートと、他の３−ヒドロキシアルカノエート、特に３−ヒドロキシバリレートとを共重合させた共重合体であり、これらを９５：５乃至８５：１５、特に９２：８乃至８８：１２の重量比で含む共重合体である。
【００３５】
脂肪族ポリラクトン乃至ポリ−ω−ヒドロキシアルカノエートとしては、下記化学式（II）
で表される反復単位、例えば、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の反復単位の１種或いは２種以上からなる重合体が挙げられる。
このタイプの樹脂の適当な例は、ポリカプロラクトン、或いはカプロラクトンと他のラクトン類の共重合体である。
【００３６】
本発明では、化学式（Ｉ）の反復単位と化学式（II）の反復単位とから成る共重合体を用いることもできる。この共重合体の適当な例は、３−ヒドロキシブチレートとγ−ブチロラクトン或いはε−カプロラクトンとの共重合体である。また上述した２種以上のブレンド物をも使用することができる。
【００３７】
上記生分解性飽和ポリエステルは、ビニルアルコール単位含有樹脂と組み合わせて樹脂組成物の形で使用するのがよい。本発明に用いるビニルアルコール単位含有樹脂は、分子鎖中にビニルアルコール単位、即ち下記化学式 (III)
【００３８】
上記ビニルアルコール単位のみからなる樹脂は、熱成形時熱分解傾向があるが、分子鎖中に、上記単位以外にエチレン単位、即ち下記化学式（IV）
−［−ＣＨ2 −ＣＨ2 −］− ‥‥（IV）
で表される単位や、酢酸ビニル単位、即ち下記化学式（Ｖ）
【００３９】
ビニルアルコール単位含有樹脂の適当な例は、部分ケン化ビニルアルコール重合体であり、特にケン化度４０〜８０モル％のポリビニルアルコールである。このビニルアルコール重合体の重合度は、フィルム形成範囲にあるべきである。
【００４０】
ビニルアルコール単位含有樹脂の他の適当な例は、エチレン−ビニルアルコール共重合体である。溶融成形性やガスバリヤー性の点で好適なエチレンビニルアルコール共重合体は、エチレン含有量５乃至６０モル％、特に１０乃至５０モル％で且つケン化度９０％以上、特に９８％以上のものである。用いるエチレンビニルアルコール共重合体は、フィルムを形成するにたる分子量を有するべきである。
【００４１】
樹脂組成物の調製に際しビニルアルコール単位含有重合体は粉末でもペレット形状物でも良い。
【００４２】
飽和ポリエステル樹脂（Ａ）とビニルアルコール単位含有重合体（Ｂ）とは
（Ａ）：（Ｂ）＝９９：１ 乃至４０：６０、
特に ９０：１０乃至６０：４０
の重量比で存在するのがよい。飽和ポリエステル樹脂の量が上記範囲よりも多い場合、ビニルアルコール単位含有重合体配合の効果がなく、一方上記範囲よりも多い場合組成物の流動性が低下し、成形性が低下するので好ましくない。
【００４３】
この樹脂組成物には、その用途に応じて、各種着色剤、充填剤、無機系或いは有機系の補強剤、滑剤、可塑剤、レベリング剤、界面活性剤、分散剤、増粘剤、減粘剤、安定剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、防錆剤等を配合することができる。また、樹脂相互の分散性を向上させるために、エチレン酢酸ビニル共重合体を配合することもできる。
【００４４】
この組成物には、種々の充填剤を用いることができるが、アルカリ金属炭酸塩を使用すると、成形物の生分解性向上と機械的性質の向上とが得られるので好ましい。アルカリ金属炭酸塩としては、カルシウム、マグネシウム、バリウム、ストロンチウム等の炭酸塩を挙げることができる。これらの内でも、炭酸カルシウムが好適である。
【００４５】
炭酸カルシウムには、天然産で比重の大きい重質の炭酸カルシウムと、合成で得られる比重の比較的小さい軽質炭酸カルシウムとがあるが、前者が特に好適であるが、後者も勿論使用できる。同様に炭酸マグネシウムにも、天然産で粒径の比較的大きい炭酸マグネシウムと、合成で得られる粒度の比較的小さくて、均質な合成炭酸マグネシウムとがあるが、後者が特に好適であるが、前者も勿論使用できる。
【００４６】
用いるアルカリ金属炭酸塩の粒度は、分散が良好である限り制限を受けないが、一般にメジアン径が０．５乃至１０．０μｍ、特に１．０乃至２．０μｍの範囲にあることが望ましい。
【００４７】
アルカリ金属炭酸塩系充填剤は、未処理の普通のものであってもよいが、例えば、界面活性剤、脂肪酸、金属石鹸、或いはその他の分散剤等で処理したものであってもよい。
【００４８】
炭酸カルシウム等の無機充填剤は、前記数式（１）を満足する量で使用すべきであり、生分解性プラスチック１００重量部当たり無機充填剤が２４乃至４２重量部存在することが好ましい。
【００４９】
本発明の生分解性コンクリート型枠の製造に際して、上記組成物を、飽和ポリエステル樹脂の融点以上の温度で、溶融混練し、この溶融混練物を前述したダイを通して押出すことにより、中空成形シートを製造することができる。
【００５０】
溶融混練の温度は、生分解性プラスチックの融点によっても相違するが、一般に１７０乃至１９０℃の温度が適当である。
【００５１】
次に本発明を実施例をあげて説明する。
【００５２】
１）試料
ポリ−ω−ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルとして（株）ダイセル化学工業社製ポリカプロラクトンＨ７を使用し、ビニルアルコール単位を有する熱成形可能な水酸基含有樹脂として（株）クラレ社製７０％部分ケン化ポリビニルアルコールＨＭ５０５を用いた。更に、アルカリ土類金属炭酸塩として（株）白石カルシウム社製ホワトンＳＢ（赤）の炭酸カルシウムを使用した。又、上記樹脂及び炭酸カルシウムの混合に際し、滑剤としてステアリン酸カルシウム系主体の金属塩も用いた。
【００５３】
２）成形
はじめに１）記載の樹脂及び炭酸カルシウム（Ｃ）の３成分から成り、炭酸カルシウム重量組成比の高いマスターバッチを成形した。次に、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）のドライブレンド物を溶融混合し、最終的に、図３記載の中空シート及び評価試験用各種成形体を得た。
【００５４】
２−１）マスターバッチの成形
１）記載の３種の試料を用い、炭酸カルシウム重量組成比率の高いマスターバッチを成形した。（株）神戸製鋼社製バンバリーミキサーＭＩＸＴＲＯＮ ＢＢ−１２０とカラーメタル社製ニーデックスＣＭＳ−３００−２２５０（オープンロール押し出し機）を用いた。バンバリーミキサーでの成形は、回転数３０ｒｐｍにて、回転電動機の負荷が安定状態となる１８０℃の温度までの温度範囲で溶融混合した。次に、ニーデックスを用い空冷下１００℃にてホットカットし、ペレット状マスターバッチを得た。
【００５５】
２−２）中空シート成形
２−１）成形品のマスターバッチにポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）の適量樹脂組成物をドライブレンド後、（株）東芝機械社製ＳＥ１１５ １５０ｍｍ押し出し機と中空シート成形用金型を用い、成形温度１９０℃、スクリュー回転数２０ｒｐｍにて、図３に示した形状の中空シートを成形した。
【００５６】
２−３）機械的強度測定用シート成形
２−２）記載の中空シートの評価と同様、試験的に３成分比率の異なるシートを成形し評価した。
２−１）成形品のマスターバッチにポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）の適量樹脂組成をブレンドし、シート成形に提供した。
（株）東洋精機製作所社製ラボプラストミルＣ型機とＤ−２０−２０型押し出し機及びシート巻きとり機を用いて、成形温度１８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍにて、厚さ１ｍｍ、幅１２０ｍｍのシートを成形した。
【００５７】
３）評価
３−１）機械的強度の測定
（株）ＯＲＩＥＮＴＥＣ社製ＵＣＴ−５Ｔ型テンシロンを用い、２５ｋｇロードセル、５０ｍｍ／ｍｉｎの引っ張り速度にて応力−ひずみ曲線を測定した。得られた応力−ひずみ曲線から降伏点のび（％）を得た。２−２）成形物である中空シートは、その中間壁を切り、対向平板部を平板シートとし、その平板シートの切片を試験片とした。更に２−３）成形シートも同試験に提供した。
【００５８】
３−２）生分解性評価
２−２）及び２−３）成形物を用い土中（深度１０ｃｍ）埋立試験を行った。２−２）成形品の中空シートは１００×２００ｍｍに切り出した試験片を用いた。２−３）成形シートは、３０×５０ｍｍに切り出した試験片を用いた。このそれぞれの試験片を埋立試験に用いた。土中深度１０ｃｍに埋め、所定の期間土中に放置後、取り出し、流水にて簡単に洗った後、乾燥し、重量測定した。得られた重量値と各試験片の初期重量から、式（２）にて重量残留率を算出した。
重量残留率（％）＝（経時重量／初期重量）×１００ …（２）
この重量残留率から、分解性を評価した。比較用に、ＨＤＰＥシート片も試験した。
【００５９】
実施例１
数平均分子量１０万のポリカプロラクトン（Ａ）と重合度５００の７０％部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）及び平均粒径１．８μｍの炭酸カルシウム（Ｃ）の重量組成が
（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝３９：２１：４０
となる中空シートを２−２）記載成形法に従い一体成形した。成形時、３成分組成物に対しステアリン酸カルシウム主体の滑剤を０．３％重量比混合した。最終的に、対向平板部の肉厚が０．４５ｍｍ、中間壁の肉厚０．３ｍｍ、全厚５ｍｍで幅１．５ｍの中空シートを得た。
次に、得られた中空シートをコンクリート型枠とし、モルタル又はコンクリートを吹付工法である現場吹付法枠工法を実施した。結果、本成形中空シートはコンクリート型枠として使用できた。
【００６０】
実施例２
１）機械的強度の異方性
数平均分子量１０万のポリカプロラクトン（Ａ）、重合度５００の７０％部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）と平均粒径がｄｎ＝１．８μｍである炭酸カルシウム（Ｃ）を用いた。ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）及び炭酸カルシウム（Ｃ）の重量組成が
（Ａ）：（Ｂ）：（Ｃ）＝１３：７：８０
である組成物にステアリン酸カルシウム主体の滑剤を０．３ｗｔ％重量比混合した。この樹脂組成物に、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）の重量組成が
（Ａ）：（Ｂ）＝６５：３５
となる樹脂組成物を適量ドライブレンドし、２−２）記載の成形法に従い、中空シートを成形した。
【００６１】
同様に、炭酸カルシウムを含まないポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）２成分のみの中空シートも成形した。このそれぞれの中空シートを３−１）記載の方法に従い平板シートとし、機械的強度の測定に供した。降伏点のび（％）の測定結果を図８に示した。
【００６２】
ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）重量比が（Ａ）：（Ｂ）＝６５：３５の中空シート片は、ＭＤ，ＴＤ方向での降伏点のび（％）の差が大きく、機械的強度の異方性があった。これに対し、同樹脂組成物に炭酸カルシウム（Ｃ）を混合した中空シート切片では、ＭＤ，ＴＤ方向のそれぞれの降伏点のび（％）の差は減少し、異方性は改善されていた。試験的に成形した２−３）記載の３成分比率の異なるシート試験片につき行った同試験では、炭酸カルシウム混合量の増加に伴い、ＭＤ，ＴＤ方向のそれぞれの降伏点のび（％）の差は減少し、異方性は改善されていた。以上の結果から、炭酸カルシウムを混合することにより、機械的強度の異方性が改善される事実を得た。
【００６３】
上記内容を以下の様に解釈した。ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）２成分から成る成形物は成形時に樹脂の流動配向を生じ、この流動配向に起因した機械的強度の異方性を発現した。これに対し、炭酸カルシウム（Ｃ）の混合系では、炭酸カルシウムの粒子により成形時の流動配向が抑制され、結果、機械的強度異方性が改善された。
【００６４】
２）生分解性
２−２）及び２−３）成形品法の中空シート成形物及びシート成形物の切片を土中埋立試験に用いた。各種埋立試験用試料の３成分重量比と埋立後の重量残留率を表１に示した。更に、表１の重量残留率を図９に示した。
【００６５】
図９から、ポリカプロラクトン（Ａ）、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）と炭酸カルシウム（Ｃ）３成分から成る中空シートは、速い重量減少を示した。試験的に行った３成分比率の異なる２−２）成形シートの埋立試験結果では、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）２成分系はポリカプロラクトン（Ａ）単位に比べ、重量減少が速かった。特に、この２成分系においては、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）混合量が増加するに伴いその重量減少量が大きくなっていた。
【００６６】
次に、ポリカプロラクトン（Ａ）、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）と炭酸カルシウム（Ｃ）から成る３成分系においては、ポリカプロラクトン（Ａ）と部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）２成分から成る成形物より、更に重量減少速度が速かった。炭酸カルシウム重量組成比が４０ｗｔ％である各種成形物において比較した場合、２成分系同様、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）含有量が増加するに従い、重量減少量は増加していた。
【００６７】
以上の結果を以下の様に解釈した。吸湿性の高い炭酸カルシウムと部分ケン化ポリビニルアルコールが分散した成形物はその表面に微生物分解作用に必要な水を吸着しやすいため、微生物の作用を受けやすくなっており、結果、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）及び炭酸カルシウム（Ｃ）を含有する成形品の重量減量が増加した。
【００６８】
以上の結果から、本発明品であるポリカプロラクトン（Ａ）、部分ケン化ポリビニルアルコール（Ｂ）及び炭酸カルシウム（Ｃ）３成分から成る中空シートは、その速い重量減少が確認された。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、生分解性プラスチックと無機充填剤とを含有する組成物を、対向平板部とこれらを連結する多数の中間壁とから成る中空成形シートに成形したことにより、コンクリートを固化させるまでは十分な強度が得られると共に、コンクリート固化後には速やかに分解して土に還元できるような撤去不要な軽量の生分解性コンクリート型枠を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】生分解性プラスチックに対する炭酸カルシウムの添加量と成形体の弾性率との関係を示すグラフである。
【図２】炭酸カルシウムの平均粒径と相転移粒子間距離との関係を示すグラフである。
【図３】生分解性コンクリート型枠として用いる中空成形シートの一例を示す斜視図である。
【図４】図３の中空成形シートの線IV−IVにおける断面図である。
【図５】中空成形シートの製造に使用する押出成形用金型の構造を示す正面図である。
【図６】図５の金型の線VI−VIおける断面図である。
【図７】図５の金型における中子の斜視図である。
【図８】炭酸カルシウムの添加量と成形体の降伏点伸びとの関係を示すグラフである。
【図９】土中埋め立て期間と成形体の重量残留率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 中空成形シート
２ 互いに平行な一対の平板部
３ 互いに平行な一対の平板部
４ 多数の中間壁
５ 中空室
１０ 押出成形用金型
１１ 上下の案内板
１２ 上下の案内板
１３ 中子
１４ ボルト
１５ スリット
１６ スリット
１７ スリット
Claims (4)
- （Ａ）ヒドロキシアルカノエート単位を主体とする飽和ポリエステルと（Ｂ）ビニルアルコール単位を含有する熱可塑性樹脂とを含む生分解性プラスチックとアルカリ金属炭酸塩から成る無機充填剤とを含有する組成物から一体成形された対向平板部とこれらを連結する多数の中間壁を備えた中空成形シートから成ることを特徴とする生分解性コンクリート型枠。
- 無機充填剤が炭酸カルシウムである請求項１記載の生分解性コンクリート型枠。
- 生分解性プラスチック１００重量部当たり無機充填剤が２４乃至４２重量部存在する請求項１記載の生分解性コンクリート型枠。
- 無機充填剤が下記式
ｋ2 ×ｄｎ≧Ｌ≧ｋ1 ×ｄｎ
式中、Ｌは無機充填剤配合プラスチック中の粒子間距離（μｍ）であり、ｄｎは
無機充填剤の平均粒径（μｍ）であり、ｋ1 及びｋ2 はそれぞれ０．３２及び
０．５８の数である、
を満足する量で含有されていることを特徴とする請求項１記載の生分解性コンクリート型枠。
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