(57)【要約】  重量平均分子量10〜38万、溶融粘度（温度240℃,剪断速度120sec-1）20〜2,000Pa*s、かつL体比率80〜100％のポリ-L-乳酸(PLLA)を含有する樹脂材料からなる、10〜500mmの厚みまたは直径を有し、温度66℃での引張強度5〜100MPa(充填剤を含有し5〜200MPaでもよい。)であるPLLA固化押出成形物；該固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材またはボールシーラー；該ダウンホールツール部材を備える目止めプラグ；PLLAを含有する樹脂材料を押出機に供給し、固化押出成形後、固化押出物を加圧して、フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、固化押出物の膨張を抑制する工程を含むPLLA固化押出成形物の製造方法；並びに坑井掘削方法。
2014109347.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料からなる、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項２】
樹脂材料が、全量基準で５〜７０質量％の充填剤を含有するポリ−Ｌ−乳酸組成物である請求項１記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項３】
重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸と、全量基準で５〜７０質量％の充填剤とを含有する樹脂材料（樹脂材料の全量を１００質量％とする。）からなり、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項４】
充填剤が、繊維状充填剤である請求項２または３記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項５】
充填剤が、１００以上のアスペクト比を有する請求項２乃至４のいずれか１項に記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項６】
樹脂材料が、前記のポリ−Ｌ−乳酸１００質量部に対して、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｄ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｄ−乳酸４０〜２００質量部を含有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項７】
前記のポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸が、ステレオコンプレックスを形成している請求項６記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項８】
丸棒、中空または平板の形状を有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項９】
機械加工用素材である請求項１乃至８のいずれか１項に記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
【請求項１０】
請求項９記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した直径２０〜２００ｍｍの坑井掘削用ボールシーラー。
【請求項１１】
請求項９記載のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材。
【請求項１２】
請求項１１記載の坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグ。
【請求項１３】
前記の坑井掘削用ダウンホールツール部材が、
ａ．マンドレル、
ｂ．マンドレルの軸方向と直交する外周面上に置かれた１対のリング、並びに、
ｃ．マンドレルの軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれたスリップまたはウエッジの一方または両方
からなる群より選ばれる少なくとも一つである請求項１２記載の目止めプラグ。
【請求項１４】
マンドレルが、軸方向に沿う中空部を有する請求項１３記載の目止めプラグ。
【請求項１５】
マンドレルが、マンドレルの直径に対する中空部の外径の比率が０．７以下である請求項１４記載の目止めプラグ。
【請求項１６】
マンドレルと、１対のリングの一方のリングとが一体に形成されている請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の目止めプラグ。
【請求項１７】
マンドレルの外周面の加工部分の曲率半径が０．５ｍｍ以上である請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の目止めプラグ。
【請求項１８】
マンドレルの外周面が、金属で保護されている箇所を有する請求項１３乃至１７のいずれか１項に記載の目止めプラグ。
【請求項１９】
マンドレルの外周面上に、スリップ及びウエッジを備えない請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の目止めプラグ。
【請求項２０】
マンドレルの軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれた、少なくとも１つのスリップとウエッジとの組み合わせを備える請求項１３乃至１８のいずれか１項に記載の目止めプラグ。
【請求項２１】
スリップとウエッジとの組み合わせを複数備える請求項２０記載の目止めプラグ。
【請求項２２】
マンドレルの軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれた、少なくとも１つの拡径可能な環状のゴム部材を備える請求項１２乃至２１のいずれか１項に記載の目止めプラグ。
【請求項２３】
拡径可能な環状のゴム部材は、マンドレルの軸方向の長さが、マンドレルの長さに対して１０〜７０％である請求項２２記載の目止めプラグ。
【請求項２４】
マンドレルが、外周面に拡径可能な環状のゴム部材を圧縮状態のまま固定する固定部を有する請求項２２または２３記載の目止めプラグ。
【請求項２５】
固定部が、溝、段部及びねじ山からなる群より選ばれる少なくとも１つである請求項２４記載の目止めプラグ。
【請求項２６】
拡径可能な環状のゴム部材を複数備える請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の目止めプラグ。
【請求項２７】
下記工程１乃至４；
１）重量平均分子量が１５０，０００〜５４０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３０〜３，０００Ｐａ・ｓ、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料を、押出機に供給し、押出機のシリンダー温度１９５〜２６０℃で溶融混練する工程１；
２）押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程２；
３）フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程３；並びに
４）固化押出物を加圧して、フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって固化押出物の厚み方向または直径方向への膨張を抑制して、厚みまたは直径が１０〜５００ｍｍの固化押出成形物を得る工程４；
を含む
１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の製造方法。
【請求項２８】
下記工程１’乃至４；
１’）重量平均分子量が１５０，０００〜５４０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３０〜３，０００Ｐａ・ｓ、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸と、全量基準で５〜７０質量％の充填剤とを含有する樹脂材料（樹脂材料の全量を１００質量％とする。）を、押出機に供給し、押出機のシリンダー温度１９５〜２６０℃で溶融混練する工程１’；
２）押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程２；
３）フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程３；並びに
４）固化押出物を加圧して、フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって固化押出物の厚み方向または直径方向への膨張を抑制して、厚みまたは直径が１０〜５００ｍｍの固化押出成形物を得る工程４；
を含む
１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の製造方法。
【請求項２９】
工程４で得られたポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を、９０〜１９０℃の温度で３〜２４時間熱処理する工程５を更に含む請求項２７または２８記載の製造方法。
【請求項３０】
請求項１０に記載の坑井掘削用ボールシーラーを使用して、坑井孔の目止め処理を行った後に坑井掘削用ボールシーラーの一部または全部が分解されることを特徴とする坑井掘削方法。
【請求項３１】
請求項１２乃至２６のいずれか１項に記載の坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグを使用して、坑井孔の目止め処理を行った後に、坑井掘削用ダウンホールツール部材の一部または全部が分解されることを特徴とする坑井掘削方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物及びその製造方法並びにその応用に関する。更に詳しくは、切削、穴あけ、切断などの機械加工により所望形状の二次成形品に成形することが可能な肉厚または大径のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物及びその製造方法、並びに、該ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物から形成される坑井掘削用ボールシーラーまたは坑井掘削用ダウンホールツール部材及び坑井掘削方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体形状や複雑な形状を有する樹脂成形物は、一般に、射出成形により成形されている。射出成形によれば、所望の形状を有する成形物を大量生産することができる。しかし、高い寸法精度が求められる成形物を射出成形によって製造するには、高い寸法精度を有する高価な金型が必要となる。しかも、射出成形物は、射出成形後の収縮や残留応力によって変形しやすいため、成形物の形状や樹脂材料の特性などに応じて、金型形状を精密に調整する必要がある。射出成形では、不良率が高いため、製品がコスト高になることが多い。さらに、射出成形では、収縮や残留応力があるので、厚みの大きい成形物の成形が困難である。【０００３】
立体形状や複雑な形状を有する成形品を得るために、樹脂材料を押出成形して、平板、丸棒、パイプ、異型品などの各種形状を有する機械加工用素材（「切削加工用素材」と呼ぶことがある）を作製し、該機械加工用素材に切削、穴あけ、切断などの機械加工を施して所望の形状を持つ二次成形物を成形する方法が知られている。機械加工用素材を機械加工する方法は、高価な金型が不要なため、生産量の少ない成形物を比較的低コストで製造できること、成形物の仕様の頻繁な変化に対応できること、寸法精度の高い成形物が得られること、射出成形に適していない複雑な形状や大きな厚みを有する成形物を製造できることなどの利点を有している。【０００４】
しかし、いかなる樹脂材料や押出成形物でも、機械加工用素材に適しているわけではない。機械加工用素材には、例えば、肉厚で機械加工適性に優れること、残留応力が少ないこと、機械加工時に生じる摩擦熱により過度に発熱して変形や変色を起こさないこと、高精度で機械加工できることなど、高度の要求特性を満足することが求められている。【０００５】
高分子素材の機械加工には、一般に、金属材料に用いられている加工方法の大部分がそのまま利用されている。押出成形物であっても、通常のフィルムやシート、チューブなどの薄肉で柔軟性の大きなものは、切削加工などの機械加工に適していない。厚み若しくは直径が大きい平板または丸棒などの形状を有する押出成形物であっても、押出成形時の残留応力が大きすぎる押出成形物は、機械加工時や機械加工後に変形しやすく、寸法精度の高い二次成形物を得ることが困難である。残留応力を低減した押出成形物であっても、切削、穴あけ、切断などの機械加工時に割れやクラックを発生しやすいものは、機械加工用素材に適していない。【０００６】
押出成形によって機械加工に適した特性を有する機械加工用素材を得るには、樹脂材料の選択、押出成形方法などに工夫を凝らす必要がある。そのため、従来より、汎用樹脂やエンジニアリングプラスチックを含有する樹脂材料を用いて、機械加工用素材に適した押出成形物を製造するための押出成形方法について、様々な提案がなされている。【０００７】
例えば、特許文献１には、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネートなどのエンジニアリングプラスチックを含有する樹脂組成物を固化押出成形して、３ｍｍ超過の厚みまたは直径を有する機械加工用素材を製造する方法が開示されている。【０００８】
他方、環境にやさしい高分子材料として、分解性プラスチックが注目されており、フィルムやシートなどの押出成形物、ボトルなどのブロー成形物、射出成形物などへの用途展開がなされている。近年では、生分解性プラスチックの機械加工用素材への適用に対する要求も高まっている。【０００９】
ポリ乳酸は、代表的な生分解性プラスチックとして知られており、適度な分解速度を有していることから、用途や使用環境によっては好ましく使用される生分解性プラスチックである。また、ポリ乳酸は、トウモロコシなどの植物由来原料から採取した糖を発酵することで得られる乳酸を重合した高分子材料であることから、燃焼処理しても地球環境内で循環する温暖化効果ガスであるＣＯ2の排出量を増加させないカーボンオフセット性を有する。【００１０】
ところで、資源制約に対する関心の高まりから、石油（シェールオイル等）やガス（シェールガス等）などの炭化水素資源（本発明においては、単に「石油」ということがある。）を含む地層からの炭化水素資源を回収する坑井掘削を行うために設けられるダウンホール（地下掘削坑。油井またはガス井等の坑井を形成するために設ける孔）については、一層の高深度化と大型化が進んでいる。例えば、地下１，０００ｍを超えるシェール層等に略水平に埋設して形成される水平坑井において、水圧破砕（フラクチャリング）を行う方法が普及している。水圧破砕によって形成した穿孔（フラクチャ）を目止めするボールシーラーや、水圧破砕を実施するためにダウンホールに設置される坑井掘削用のダウンホールツール（以下、単に「ダウンホールツール」ということがある。）であるフラックプラグ、ブリッジプラグ、パッカー、セメントリテイナー等の目止めプラグなどは、ダウンホールの先端近傍の箇所や以前に水圧破砕を行った箇所を目止めして、新たに、または再度の水圧破砕を実施して、穿孔（フラクチャ）を形成した後に、回収または破壊される。したがって、ボールシーラーや、目止めプラグ等のダウンホールツールに備えられる坑井掘削用ダウンホールツール部材（以下、単に「ダウンホールツール部材」ということがある。）には、水圧破砕や敷設に耐える強度（例えば、引張強度）を有するとともに、回収または破壊のコストや容易さが求められる。【００１１】
フラックプラグ、ブリッジプラグ、パッカー、セメントリテイナー等の目止めプラグ（以下、単に「プラグ」ということがある。）は、通常、プラグの芯棒（「マンドレル」ということもある。）の周囲にラバー製の目止め用部材を取り付けてなる構造のものであり、目止めプラグの目止め機構は、芯棒（マンドレル）の引張及び／または圧縮により、ラバーが変形することで目止め作用を発現する（特許文献２、３）。プラグの芯棒（マンドレル）の大きさは、ダウンホールの内径を最大として、周囲にラバー製の目止め用部材を取り付けることができる限り、任意の所定の外径に形成され、多くの場合７０〜１００ｍｍである。また、プラグの芯棒（マンドレル）は、泥水を通すために多くは中空の形状であり、中空径は多くの場合１０〜５０ｍｍ、典型的には１９．１ｍｍ（０．７５インチ）、２５．４ｍｍ（１インチ）、３１．８ｍｍ（１．２５インチ）であって、例えば、長さ約１，０００ｍｍのパイプ状の形状を主要部とし、両端部には芯棒（マンドレル）の引張及び／または圧縮を行うための治具を係合することができるように拡径部を備える形状等である。プラグの芯棒（マンドレル）の引張及び／または圧縮においては、約１，５００〜５，０００ｋｇｆ（約１４，７００〜４９，０００Ｎ）、多くの場合、約２，０００〜４，５００ｋｇｆ（約１９，６００〜４４，１００Ｎ）の高荷重が芯棒（マンドレル）にかけられ、特に、芯棒（マンドレル）の前記した拡径部（治具との係合部）には、２〜５倍の応力集中があるので、こうした高荷重に耐えられる強度を有する材料を選択する必要がある。【００１２】
水圧破砕の実施後は、目止め用部材を回収したり、開口部を形成するために芯棒（マンドレル）を破壊したりする方法が採用されている。該プラグの芯棒（マンドレル）としては、従来、鋳鉄等の金属が使用されていたので、目止めプラグの回収には高コストを要し、金属製の芯棒（マンドレル）の破壊にも困難さと高コストがあった。プラグの芯棒（マンドレル）としては、エポキシ樹脂複合材料等を使用することも行われるようになってきている。しかし、エポキシ樹脂複合材料等の樹脂複合材料は、強度が十分でないとともに、目止め用部材の回収に高コストを要することは同じであり、芯棒（マンドレル）を破壊した後の樹脂や強化材料（炭素繊維、金属繊維等）は非分解性であるので処理や廃棄が実質的に不可能であるという問題を備えている。【００１３】
また、ボールシーラーについても、従来は、必要に応じてシール性向上のためにゴム被覆したナイロン、フェノール樹脂等の非分解性プラスチックやアルミニウム等の非分解性材料からなり、直径１６〜３２ｍｍという比較的小さいものが使用されてきた。しかし、近年、ダウンホールの高深度化と大型化に伴い、より大きな直径、例えば直径２５〜１００ｍｍ、または更に大径であって、高荷重に耐える強度を有するボールシーラーへの要求が広がっている。【００１４】
ダウンホールツール部材やボールシーラー（以下、「ダウンホールツール部材等」ということがある。）としては、使用後地上に回収することなく、ダウンホール中に残置しておくことにより崩壊させることが可能であることから、分解性プラスチックの利用が期待されている。具体的には、地下１，０００ｍを超える環境（６５℃を超える温度環境等）で十分な強度を有し、所望の形状のダウンホールツール部材等を形成することが可能であるとともに多様な深度環境（すなわち多様な温度環境）において分解可能であるような分解性プラスチック及びその成形物が求められるようになっている。【００１５】
しかしながら、多くは結晶性樹脂である分解性プラスチックを用いて、射出成形や圧縮成形、溶融押出成形等の汎用の樹脂成形方法によって、ダウンホールツール部材等の成形物を製造すると、賦形後（成形後）の熱収縮や結晶化に伴う収縮によりヒケやボイドが発生し、必要な寸法精度が得られなかった。そこで、ダウンホールツール部材等を得るために、分解性プラスチックから固化押出成形によって形成した厚みまたは直径が大きな固化押出成形物を切削等の機械加工する方法が注目されている。【００１６】
代表的な生分解性プラスチックであるポリ乳酸を、石油掘削等の坑井において使用することが知られている。特許文献４には、ポリ乳酸を含有する粘性の抗井処理流体、サンドコントロールスクリーンまたは被覆とともに、ポリ乳酸から形成した坑井内に配置される機械装置またはその部品が開示され、機械装置として、パッカー、ブリッジプラグまたはセメントリテーナー等が例示されている。【００１７】
特許文献４には、さらに、結晶性であるポリ−Ｄ−ラクチド（ポリ乳酸）から、射出成形で作製される棒状体の曲げ強度が、４０〜１４０ＭＰａの範囲であること、及び、固化押出により形成される棒状体は、２００ＭＰａまでの曲げ強度を有することが記載され、「Biomaterials 17（１９９６年３月、５２９〜５３５）」（非特許文献１）を参照している。非特許文献１には、“固化押出によるポリ乳酸の機械的特性の向上”として、Ｍｖ（粘度平均分子量）１６０，０００のポリ−Ｄ−ラクチドからなる固化押出によって製造された断面円形の棒状体が記載され、具体的には径４ｍｍの丸棒状体である固化押出成形物の降伏曲げ強度等の機械特性が開示されている。【００１８】
非特許文献１に具体的に開示されている径４ｍｍの丸棒状体である固化押出成形物から、近年のダウンホールの高深度化と大型化に伴って要求される形状と大きさのダウンホールツール部材等を形成することはできない。そして、特許文献４または非特許文献１に開示されるポリ−Ｄ−ラクチドから形成した棒状体等の固化押出成形物は、ポリ乳酸のガラス転移温度が５５〜６０℃とされていることから、前記した地下１，０００ｍを超える環境（６５℃を超える温度環境等）で十分な強度を有し、所望の形状のダウンホールツール部材等を形成できるものであるかどうかは不明であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００５−２２６０３１号公報（米国特許出願公開第２００８／０３８５１７号明細書対応）
【特許文献２】米国特許出願公開第２００５／２０５２６５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１１／２７７９８９号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００４／２３１８４５号明細書
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】“Enhancement of the mechanical properties of polylactides by solid state extrusion”, Biomaterials 1996, Vol.17, No.5（1996年）, pp.529〜535
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
本発明の課題は、切削、穴あけ、切断などの機械加工により所望形状の二次成形品、特に、地下１，０００ｍを超える環境（６５℃を超える温度環境等）で十分な強度を有し、所望の形状のダウンホールツール部材等を形成することができる分解性プラスチックの固化押出成形物及びその製造方法並びにその応用を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意研究した結果、Ｌ−乳酸の比率が高いポリ乳酸を選択することによって、地下１，０００ｍを超える環境（６５℃を超える温度環境等）において、特許文献４に開示されるポリ−Ｄ−乳酸から形成した固化押出成形物からは予期できない優れた強度を有する固化押出成形物が得られることを見いだし、本発明を完成した。【００２３】
すなわち、本発明によれば、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料からなる、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物が提供される。【００２４】
本発明の実施の態様として、樹脂材料が、全量基準で５〜７０質量％の充填剤を含有するポリ−Ｌ−乳酸組成物である前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物が提供される。【００２５】
また本発明によれば、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸と、全量基準で５〜７０質量％の充填剤とを含有する樹脂材料（樹脂材料の全量を１００質量％とする。）からなり、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物が提供される。【００２６】
本発明によれば、実施の態様として、以下（１）〜（６）のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物が提供される。
（１）充填剤が、繊維状充填剤である前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
（２）充填剤が、１００以上のアスペクト比を有する前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
（３）樹脂材料が、前記のポリ−Ｌ−乳酸１００質量部に対して、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｄ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｄ−乳酸４０〜２００質量部を含有する前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
（４）前記のポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸が、ステレオコンプレックスを形成している前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
（５）丸棒、中空または平板の形状を有する前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。
（６）機械加工用素材である前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物。【００２７】
さらに、本発明によれば、機械加工用素材である前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した直径２０〜２００ｍｍの坑井掘削用ボールシーラーまたは坑井掘削用ダウンホールツール部材が提供され、更にまた、該坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグが提供される。【００２８】
そして、本発明によれば、前記の坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグの具体的態様として、以下（ｉ）〜（ｘｉｖ）の坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグが提供される。
（ｉ）前記の坑井掘削用ダウンホールツール部材が、
ａ．マンドレル、
ｂ．マンドレルの軸方向と直交する外周面上に置かれた１対のリング、並びに、
ｃ．マンドレルの軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれたスリップまたはウエッジの一方または両方
からなる群より選ばれる少なくとも一つである前記の目止めプラグ。
（ｉｉ）マンドレルが、軸方向に沿う中空部を有する前記の目止めプラグ。
（ｉｉｉ）マンドレルが、マンドレルの直径に対する中空部の外径の比率が０．７以下である前記の目止めプラグ。
（ｉｖ）マンドレルと、１対のリングの一方のリングとが一体に形成されている前記の目止めプラグ。
（ｖ）マンドレルの外周面の加工部分の曲率半径が０．５ｍｍ以上である前記の目止めプラグ。
（ｖｉ）マンドレルの外周面が、金属で保護されている箇所を有する前記の目止めプラグ。
（ｖｉｉ）マンドレルの外周面上に、スリップ及びウエッジを備えない前記の目止めプラグ。
（ｖｉｉｉ）マンドレルの軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれた、少なくとも１つのスリップとウエッジとの組み合わせを備える前記の目止めプラグ。
（ｉｘ）スリップとウエッジとの組み合わせを複数備える前記の目止めプラグ。
（ｘ）マンドレルの軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれた、少なくとも１つの拡径可能な環状のゴム部材を備える前記の目止めプラグ。
（ｘｉ）拡径可能な環状のゴム部材は、マンドレルの軸方向の長さが、マンドレルの長さに対して１０〜７０％である前記の目止めプラグ。
（ｘｉｉ）マンドレルが、外周面に拡径可能な環状のゴム部材を圧縮状態のまま固定する固定部を有する前記の目止めプラグ。
（ｘｉｉｉ）固定部が、溝、段部及びねじ山からなる群より選ばれる少なくとも１つである前記の目止めプラグ。
（ｘｉｖ）拡径可能な環状のゴム部材を複数備える前記の目止めプラグ。【００２９】
加えて、本発明によれば、下記工程１乃至４；
１）重量平均分子量が１５０，０００〜５４０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３０〜３，０００Ｐａ・ｓ、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料を、押出機に供給し、押出機のシリンダー温度１９５〜２６０℃で溶融混練する工程１；
２）押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程２；
３）フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程３；並びに
４）固化押出物を加圧して、フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって固化押出物の厚み方向または直径方向への膨張を抑制して、厚みまたは直径が１０〜５００ｍｍの固化押出成形物を得る工程４；
を含む
１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の製造方法が提供される。【００３０】
所望によっては、本発明によれば、下記工程１’乃至４；
１’）重量平均分子量が１５０，０００〜５４０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３０〜３，０００Ｐａ・ｓ、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸と、全量基準で５〜７０質量％の充填剤とを含有する樹脂材料（樹脂材料の全量を１００質量％とする。）を、押出機に供給し、押出機のシリンダー温度１９５〜２６０℃で溶融混練する工程１’；
２）押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程２；
３）フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程３；並びに
４）固化押出物を加圧して、フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって固化押出物の厚み方向または直径方向への膨張を抑制して、厚みまたは直径が１０〜５００ｍｍの固化押出成形物を得る工程４；
を含む
１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の製造方法が提供される。【００３１】
本発明によれば、工程４で得られたポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を、９０〜１９０℃の温度で３〜２４時間熱処理する工程５を更に含む前記の製造方法が提供される。【００３２】
更に加えて、本発明によれば、前記の坑井掘削用ボールシーラーを使用して、坑井孔の目止め処理を行った後に坑井掘削用ボールシーラーの一部または全部が分解されることを特徴とする坑井掘削方法、並びに、前記の坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグを使用して、坑井孔の目止め処理を行った後に、坑井掘削用ダウンホールツール部材の一部または全部が分解されることを特徴とする坑井掘削方法が提供される。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料からなる、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物であることにより、切削、穴あけ、切断などの機械加工により所望形状の二次成形品、特に、目止めプラグに備えられる坑井掘削用ダウンホールツール部材等に成形することが可能である、地下１，０００ｍを超える環境（６５℃を超える温度環境等）において十分な強度を有し、所望の形状のダウンホールツール部材等を形成することができる分解性プラスチックの固化押出成形物を提供することができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグの一具体例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
１．ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料からなる、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物である。
【００３６】
ポリ乳酸は、（式１）−(−Ｏ−Ｃ*ＨＣＨ3−ＣＯ−)−  で表される乳酸繰り返し単位を含有するポリマーである。（式１）中の「Ｃ*」で表される炭素原子が不斉炭素原子であるため、前記乳酸繰り返し単位としては、光学異性体であるＬ体とＤ体との両方がある。したがって、ポリ乳酸は、乳酸繰り返し単位として、Ｌ−乳酸単位のみを含有するポリ−Ｌ−乳酸、Ｄ−乳酸単位のみを含有するポリ−Ｄ−乳酸、及び、Ｌ−乳酸単位とＤ−乳酸単位とを含有するポリ−Ｄ，Ｌ−乳酸とがある。
【００３７】
〔ポリ−Ｌ−乳酸〕
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有されるポリ−Ｌ−乳酸は、Ｌ体比率が８０〜１００％、すなわち、繰り返し単位として、Ｌ−乳酸単位８０〜１００％とＤ−乳酸単位０〜２０％（ただし、Ｌ−乳酸単位とＤ−乳酸単位との合計を１００％とする。）とを含有するポリ乳酸である（以下、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸を、単に「ポリ−Ｌ−乳酸」ということがある。）。ポリ−Ｌ−乳酸におけるＬ−乳酸単位の割合は、好ましくは８５〜１００％、より好ましくは９０〜１００％、更に好ましくは９３〜１００％であり、Ｌ−乳酸単位の割合が１００％であるポリ−Ｌ−乳酸であってもよい。ポリ−Ｌ−乳酸におけるＬ−乳酸単位の割合が小さすぎると、固化押出成形物の温度６６℃における引張強度が不十分であったり、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有する固化押出成形物を形成することが困難であったり、形成された固化押出成形物が割れたり壊れたりすることがある。
【００３８】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有されるポリ−Ｌ−乳酸中、乳酸繰り返し単位の割合（Ｌ−乳酸単位とＤ−乳酸単位との合計を意味する。）は、通常、５０質量％超過、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９５質量％以上、最も好ましくは９９質量％以上であり、１００質量％であってもよい。したがって、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を形成するために使用するポリ−Ｌ−乳酸は、乳酸繰り返し単位以外の繰り返し単位を、通常５０質量％未満、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは５質量％以下、最も好ましくは１質量％以下含有するポリマーであり、乳酸繰り返し単位以外の繰り返し単位を全く含有しなくてもよい。乳酸繰り返し単位の割合が５０質量％未満であると、引張強度、強靭性、結晶性、耐熱性などのバランスがとれなかったり、低下したりする傾向を示す。
【００３９】
乳酸繰り返し単位以外の繰り返し単位としては、例えば、グリコール酸（または、その２量体であるグリコリド）、シュウ酸エチレン、ラクトン類、トリメチレンカーボネート、１，３−ジオキサン等に由来する繰り返し単位を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００４０】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有されるポリ−Ｌ−乳酸は、高分子量ポリマーであることが好ましい。すなわち、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有されるポリ−Ｌ−乳酸の重量平均分子量は、１００，０００〜３８０，０００であり、好ましくは１２０，０００〜３６０，０００、より好ましくは１４０，０００〜３４０，０００、更に好ましくは１６０，０００〜３２０，０００、特に好ましくは１８０，０００〜３００，０００である。さらに、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される樹脂材料の温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度は、２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、好ましくは５０〜１，８００Ｐａ・ｓ、より好ましくは８０〜１，６００Ｐａ・ｓ、更に好ましくは１００〜１，４００Ｐａ・ｓ、特に好ましくは１２０〜１，２００Ｐａ・ｓである。ポリ−Ｌ−乳酸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)法により測定する。ポリ−Ｌ−乳酸の温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度は、キャピログラフを用いて測定する。
【００４１】
前記の重量平均分子量または溶融粘度の一方または両方が低すぎると、固化押出成形物の可撓性や強靭性が低く、機械加工時に割れが生じたり、固化押出成形物の熱処理（アニーリング）時に割れが発生したりすることがあり、また、溶融押出や固化押出成形が困難である。重量平均分子量または溶融粘度の一方または両方が高すぎると、溶融押出加工時に高い温度に加熱しなければならないため、ポリ−Ｌ−乳酸の熱劣化が生じやすくなる。
【００４２】
〔樹脂成分〕
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される樹脂材料は、ポリ−Ｌ−乳酸を少なくとも２５質量％以上、好ましくは主成分として含有する樹脂組成物である。主成分とは、樹脂成分におけるポリ−Ｌ−乳酸の含有割合が、通常５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上であることを意味する。樹脂材料中のポリ−Ｌ−乳酸以外のその他の樹脂成分としては、ポリ−Ｌ−乳酸以外の熱可塑性樹脂、例えば、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアルカノエート、変性ポリビニルアルコール、カゼイン、変性澱粉、ポリエチレンテレフタレート共重合体などの他の生分解性樹脂を挙げることができる。樹脂成分におけるポリ−Ｌ−乳酸の含有割合が１００質量％である樹脂組成物は、特に好ましい。
【００４３】
用途によっては、樹脂材料中のポリ−Ｌ−乳酸以外のその他の樹脂成分として、ポリ−Ｄ−乳酸を含有させることができる。例えば、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される樹脂材料がポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸との混合物を含有するものであることにより、樹脂材料がポリ−Ｌ−乳酸またはポリ−Ｄ−乳酸のいずれかのみを含有する場合と比較して、樹脂材料が高融点となり熱安定性が向上したり、結晶性が向上したりすることがある。特に、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とを混合すると、それぞれの分子鎖が好適に噛み合ってステレオコンプレックスを形成し（「ステレオコンプレックス型ポリ乳酸」ということもある。）、耐熱性が高まることがあることが知られており、本発明によれば、ポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸が、ステレオコンプレックスを形成しているポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を提供することができる。
【００４４】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される樹脂材料が、ポリ−Ｌ−乳酸とともに、ポリ−Ｄ−乳酸を含有するものである場合、ステレオコンプレックスを形成することによる耐熱性向上等の観点から、ポリ−Ｌ−乳酸１００質量部に対して、ポリ−Ｄ−乳酸４０〜２００質量部を含有することが好ましく、ポリ−Ｄ−乳酸６０〜１５０質量部を含有することがより好ましく、ポリ−Ｄ−乳酸８０〜１２５質量部を含有することが更に好ましい。樹脂材料が、ポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸を含有する場合は、樹脂成分におけるポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸の合計の含有割合は、５０質量％以上であることが好ましく、特に、ポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸が、ステレオコンプレックスを形成しているポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物である場合は、樹脂成分におけるポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸の合計の含有割合は、８０質量％以上であることがより好ましく、更に好ましくは９０質量％以上、最も好ましくは９５質量％以上である。
【００４５】
ここで、ポリ−Ｄ−乳酸とは、先にポリ−Ｌ−乳酸について説明したと同様に、Ｄ体比率が８０〜１００％、すなわち、繰り返し単位として、Ｄ−乳酸単位８０〜１００％とＬ−乳酸単位０〜２０％（ただし、Ｄ−乳酸単位とＬ−乳酸単位との合計を１００％とする。）とを含有するポリ乳酸を意味する。ポリ−Ｄ−乳酸におけるＤ−乳酸単位の割合は、好ましくは８５〜１００％、より好ましくは９０〜１００％、更に好ましくは９３〜１００％であり、Ｄ−乳酸単位の割合が１００％であるポリ−Ｄ−乳酸であってもよい。ポリ−Ｄ−乳酸中、乳酸繰り返し単位の割合（Ｄ−乳酸単位とＬ−乳酸単位との合計を意味する。）は、通常、５０質量％超過、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、特に好ましくは９５質量％以上、最も好ましくは９９質量％以上であり、１００質量％であってもよい。したがって、ポリ−Ｄ−乳酸は、乳酸繰り返し単位以外の繰り返し単位を、通常５０質量％未満、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは２０質量％以下、更に好ましくは１０質量％以下、特に好ましくは５質量％以下、最も好ましくは１質量％以下含有するポリマーであり、乳酸繰り返し単位以外の繰り返し単位を全く含有しなくてもよい。乳酸繰り返し単位以外の繰り返し単位は、先にポリ−Ｌ−乳酸について説明したと同様である。
【００４６】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される樹脂材料において、好ましく含有されるポリ−Ｄ−乳酸は、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｄ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｄ−乳酸である。さらに、ポリ−Ｄ−乳酸の重量平均分子量や溶融粘度の更に好ましい範囲については、先にポリ−Ｌ−乳酸について説明したと同様である。
【００４７】
したがって、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物としては、樹脂材料が、前記のポリ−Ｌ−乳酸１００質量部に対して、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｄ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｄ−乳酸４０〜２００質量部を含有するポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物とすることができ、特に、前記のポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸が、ステレオコンプレックスを形成しているポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物とすることができる。
【００４８】
〔充填剤〕
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される樹脂材料には、機械的強度や耐熱性の向上を目的に、充填剤を含有させることができる。充填剤としては、繊維状充填剤や、粒状または粉末状充填剤を用いることができるが、繊維状充填剤が好ましい。
【００４９】
（繊維状充填剤）
繊維状充填剤としては、ガラス繊維、炭素繊維、アスベスト繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼素繊維、チタン酸カリ繊維等の無機繊維状物；ステンレス、アルミニウム、チタン、鋼、真鍮等の金属繊維状物；アラミド繊維、ケナフ繊維、ポリアミド、フッ素樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等の高融点有機質繊維状物質；などが挙げられる。繊維状充填剤としては、長さ（重量平均）が１０ｍｍ以下、より好ましくは１〜６ｍｍ、更に好ましくは１．５〜４ｍｍであり、径が２〜５０μｍ、好ましくは５〜４０μｍ、より好ましくは７〜３０μｍである短繊維が好ましく、また、無機繊維状物が好ましく使用され、ガラス繊維が特に好ましい。なお、繊維状充填剤の長さ（重量平均繊維長）は、公知の測定方法により、すなわち繊維状充填剤を含有する樹脂材料を、高温（５００℃程度）で灰化処理または溶媒抽出処理して樹脂成分を除去し、残留した繊維状充填剤の顕微鏡観察像を画像解析することにより、重量平均の長さを算出するものである。
【００５０】
さらに、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、固化押出成形物中に充填剤として、アスペクト比が大きい充填剤、具体的には長繊維に由来する繊維状充填剤を含有することによって、より大きい温度６６℃における引張強度を有する固化押出成形物とすることができる。ここで、充填剤のアスペクト比とは、例えば繊維状充填剤については、長さ（重量平均）／径の比率で定義される、それ自体周知の充填剤の特性である。
【００５１】
（１００以上のアスペクト比を有する充填剤）
すなわち、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、固化押出成形物中に、１００以上のアスペクト比を有する充填剤、例えば繊維状充填剤、好ましくは１５０以上、より好ましくは２００以上、更に好ましくは２５０以上のアスペクト比を有する充填剤を含有することによって、例えば、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜２００ＭＰａであるようなポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物とすることができる。１００以上のアスペクト比を有する充填剤のアスペクト比の上限は特にないが、充填剤の径が小さすぎるとポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の機械的強度の向上効果が十分でないおそれがあることから、通常１，０００未満、多くの場合８００未満のアスペクト比である。
【００５２】
１００以上のアスペクト比を有する充填剤は、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物中において、１００以上のアスペクト比を有するものである限り、それを得る方法は限定されないが、例えば、長繊維を引き取りながら、該長繊維を包み込むようにしてポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料をストランド状に押し出した後に、所定長さにカットして製造された繊維状充填剤を含有する樹脂ペレットを使用して、ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を製造する方法などによることができる。上記した方法によって製造された樹脂ペレットとしては、例えば、径１０μｍのガラス繊維の長繊維を使用して、長さ３ｍｍのペレットを調製することにより、径１０μｍ長さ（重量平均）約３ｍｍのガラス繊維（繊維状充填剤）を含有するペレット状の樹脂コンパウンドが得られる。このコンパウンドを使用して、後に詳述する固化押出成形方法によってポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を製造することにより、例えば、ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される繊維状充填剤として、径１０μｍ長さ（重量平均）２．５ｍｍ程度の繊維状充填剤、すなわち、アスペクト比２００（長さ２０００μｍ／径１０μｍ＝２００として算出される。）の繊維状充填剤を含有する固化押出成形物を得ることができる。
【００５３】
なお、例えば、径１０μｍ長さ３ｍｍのガラス繊維短繊維である繊維状充填剤を従来公知の方法で樹脂材料に配合して溶融混練し、長さ３ｍｍのペレットを調製した後、このペレット状の樹脂コンパウンドを使用して製造したポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される繊維状充填剤は、通常径１０μｍ長さ（重量平均）０．３ｍｍ程度の繊維状充填剤、すなわち、アスペクト比３０（長さ３００μｍ／径１０μｍ＝３０として算出される。）程度の繊維状充填剤である。短繊維である繊維状充填剤は、ペレットの調製や固化押出成形の過程において行われる加熱や剪断作用によって、当初の長さが減殺するものと推察される。
【００５４】
（粒状または粉末状充填剤）
粒状または粉末状充填剤としては、マイカ、シリカ、タルク、アルミナ、カオリン、硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、酸化チタン、フェライト、クレー、ガラス粉（ミルドファイバー等）、酸化亜鉛、炭酸ニッケル、酸化鉄、石英粉末、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム等を用いることができる。
【００５５】
繊維状充填剤、粒状または粉末状充填剤などの充填剤は、それぞれ単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。充填剤は、必要に応じて、集束剤または表面処理剤により処理されていてもよい。集束剤または表面処理剤としては、例えば、エポキシ系化合物、イソシアネート系化合物、シラン系化合物、チタネート系化合物の官能性化合物が挙げられる。これらの化合物は、充填剤に対して予め表面処理または集束処理を施して用いるか、あるいは樹脂組成物の調製の際に同時に添加してもよい。
【００５６】
樹脂材料が充填剤を含有する場合の充填剤の含有割合は、全量基準で５〜７０質量％、好ましくは１０〜６０質量％、より好ましくは１５〜５０質量％、更に好ましくは２０〜４０質量％である。充填剤は、ポリ−Ｌ−乳酸と溶融混練することができるが、所望により充填剤の濃度が高いポリ−Ｌ−乳酸組成物（マスターバッチ）を作製しておき、このマスターバッチをポリ−Ｌ−乳酸で希釈して所望の充填剤濃度を有する樹脂材料を調製することもできる。充填剤の均一分散性の観点からは、ポリ−Ｌ−乳酸と充填剤とを溶融混練してペレット化した樹脂材料を調製することが好ましい。
【００５７】
〔着色剤〕
また、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される樹脂材料には、染料や顔料などの着色剤を含有させることができる。着色剤を用いることにより、高級感があり、切削加工等の機械加工がしやすいポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得ることができる。着色剤としては、耐熱性に優れる点で顔料が好ましい。顔料としては、黄色顔料、赤色顔料、白色顔料、黒色顔料など、合成樹脂の技術分野で用いられている各種色調の顔料を用いることができる。これらの顔料の中でも、カーボンブラックが特に好ましい。カーボンブラックとしては、例えば、アセチレンブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック、チャンネルブラックなどを挙げることができる。
【００５８】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に含有される樹脂材料が着色剤を含有する場合は、全量基準で０．００１〜５質量％の着色剤を含有するポリ−Ｌ−乳酸組成物であることが好ましい。着色剤の含有割合は、好ましくは０．０１〜３質量％、より好ましくは０．０５〜２質量％である。着色剤は、ポリ−Ｌ−乳酸と溶融混練することができるが、所望により着色剤の濃度が高いポリ−Ｌ−乳酸組成物（マスターバッチ）を作製しておき、このマスターバッチをポリ−Ｌ−乳酸で希釈して所望の着色剤濃度を有する樹脂材料を調製することもできる。着色剤の均一分散性の観点からは、ポリ−Ｌ−乳酸と着色剤とを溶融混練してペレット化した樹脂材料を調製することが好ましい。
【００５９】
〔その他の添加剤〕
本発明で用いる樹脂材料には、前記以外のその他の添加剤として、例えば、衝撃改質剤、樹脂改良剤、炭酸亜鉛、炭酸ニッケルなどの金型腐食防止剤、滑剤、熱硬化性樹脂、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ボロンナイトライド等の核剤、難燃剤などを適宜添加することができる。
【００６０】
〔温度６６℃における引張強度〕
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の温度６６℃における引張強度（以下、「６６℃引張強度」ということがある。）は、５〜１００ＭＰａである。６６℃引張強度は、好ましくは１０〜９０ＭＰａ、より好ましくは１５〜８０ＭＰａ、更に好ましくは２０〜７０ＭＰａ、特に好ましくは２３〜６５ＭＰａである。
【００６１】
ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の６６℃引張強度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠して測定し、試験片をオーブン内に静置するなどにより、６６℃の温度環境において測定を行う（単位：ＭＰａ）。
【００６２】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の６６℃引張強度が、５〜１００ＭＰａであることにより、例えば、地下１，０００ｍを超える高深度の地中においても十分な強度を有する分解性ポリマーの固化押出成形物を提供することができる。
【００６３】
さらに、先に説明したように、本発明によれば、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸と、全量基準で５〜７０質量％の充填剤とを含有する樹脂材料（樹脂材料の全量を１００質量％とする。）からなり、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得ることができ、この固化押出成形物によれば、より高深度の地中においても十分な強度を有する分解性ポリマーの固化押出成形物が提供される。この固化押出成形物の６６℃引張強度は、好ましくは２０〜１９０ＭＰａ、より好ましくは３５〜１８０ＭＰａ、更に好ましくは５０〜１７０ＭＰａである。
【００６４】
すなわち、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、フラックプラグ、ブリッジプラグ、パッカー、セメントリテイナー等の目止めプラグの芯棒（マンドレル）等、目止めプラグに備えられる坑井掘削用ダウンホールツール部材などを形成するために、好ましく使用することができるものである。目止めプラグの芯棒（マンドレル）の引張及び／または圧縮においては、約１，５００〜５，０００ｋｇｆ（約１４，７００〜４９，０００Ｎ）、多くの場合約２，０００〜４，５００ｋｇｆ（約１９，６００〜４４，１００Ｎ）の高荷重が芯棒（マンドレル）にかかり、特に、芯棒（マンドレル）の前記した拡径部（治具との係合部）には、２〜５倍の応力集中があるので、約３，０００〜２５，０００ｋｇｆ（約２９，４００〜２４５，０００Ｎ）、多くの場合は約４，０００〜２０，０００ｋｇｆ（約３９，２００〜１９６，０００Ｎ）の荷重に、地下１，０００ｍを超える高深度の高温度環境において耐えられる強度が必要である。
【００６５】
目止めプラグの芯棒（マンドレル）は、先に述べたように中空の形状であることが多いので、該芯棒（マンドレル）は、前記の高荷重を中空断面の断面積で支えることとなる。本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の６６℃引張強度が５ＭＰａ以上であれば、目止めプラグの芯棒（マンドレル）の中空断面の断面積が３，０００ｍｍ2程度で約１，５３１ｋｇｆ（約１５，０００Ｎ）の荷重に、温度６６℃の環境下で耐えることができることを意味する。したがって、本発明の６６℃引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、地下１，０００ｍを超える高深度の高温度環境において、通常の大きさ（断面積）の目止めプラグの芯棒（マンドレル）にかかる応力に十分耐えることができる。なお、実用上は、目止めプラグの芯棒（マンドレル）について、温度６６℃で約３，５００ｋｇｆ（約３４，３００Ｎ）の荷重を負荷する引張試験で破断が生じないことが好ましい。また、６６℃引張強度が２００ＭＰａを超えるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、多くの場合、製造することや機械加工することが極めて困難である。
【００６６】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、厚みまたは直径が、好ましくは１５〜３００ｍｍ、より好ましくは２０〜２５０ｍｍ、更に好ましくは２５〜２００ｍｍである固化押出成形物である。また、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の形状としては、丸棒状、平板状、パイプ等の中空品、異形品など種々の形状の固化押出成形物を得ることができるが、固化押出成形とその後の緻密化処理が容易であるとともに、機械加工用素材である固化押出成形物に適することが多い点で、丸棒、中空または平板の形状であることが好ましく、後述する坑井掘削用ダウンホールツール部材、特に目止めプラグの芯棒（マンドレル）や、ボールシーラーを形成するためには丸棒の形状であることがより好ましい。
【００６７】
２．ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の製造方法
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、下記１）〜４）に示す工程１乃至４を含む製造方法によって製造することができる。
１）重量平均分子量が１５０，０００〜５４０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３０〜３，０００Ｐａ・ｓ、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料を、押出機に供給し、該押出機のシリンダー温度１９５〜２６０℃で溶融混練する工程１；
２）該押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、該押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程２；
３）該フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、該フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程３；並びに
４）該固化押出物を加圧して、該フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって該固化押出物の厚み方向または直径方向への膨張を抑制して、厚みまたは直径が１０〜５００ｍｍの固化押出成形物を得る工程４；
を含む１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の製造方法。
【００６８】
また、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、下記１’）〜４）に示す工程１’乃至４を含む製造方法によって製造することができる。
１’）重量平均分子量が１５０，０００〜５４０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３０〜３，０００Ｐａ・ｓ、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸と、全量基準で５〜７０質量％の充填剤とを含有する樹脂材料（樹脂材料の全量を１００質量％とする。）を、押出機に供給し、該押出機のシリンダー温度１９５〜２６０℃で溶融混練する工程１’；
２）該押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を、該押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの流路内に押出する工程２；
３）該フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、該フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する工程３；並びに
４）該固化押出物を加圧して、該フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって該固化押出物の厚み方向または直径方向への膨張を抑制して、厚みまたは直径が１０〜５００ｍｍの固化押出成形物を得る工程４；
を含む１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の製造方法。
【００６９】
本発明によれば、ポリ−Ｌ−乳酸の重量平均分子量及び溶融粘度、押出機への材料の供給方法、温度や滞留時間等の溶融混練条件や押出条件、冷却条件、固化押出物に負荷する背圧条件や加圧条件、更には後述する熱処理条件等を組み合わせて調整することにより、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望により５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得ることができる。以下に、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物が丸棒または平板の形状である場合の製造工程について説明する。他の形状のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物についても、同様に製造することが可能である。
【００７０】
〔工程１〕
まず、工程１において、重量平均分子量が１５０，０００〜５４０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３０〜３，０００Ｐａ・ｓ、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料を、押出機に供給する。ポリ−Ｌ−乳酸は、工程１〜４を経てポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得る過程で、通常、重量平均分子量や溶融粘度が低下するので、押出機に供給するポリ−Ｌ−乳酸としては、重量平均分子量が、好ましくは１８０，０００〜５１０，０００、より好ましくは２１０，０００〜４８０，０００、更に好ましくは２４０，０００〜４５０，０００、特に好ましくは２７０，０００〜４２０，０００であり、溶融粘度が、好ましくは７５〜２，７００Ｐａ・ｓ、より好ましくは１２０〜２，４００Ｐａ・ｓ、更に好ましくは１５０〜２，１００Ｐａ・ｓ、特に好ましくは１８０〜１，８００Ｐａ・ｓであるものを使用すればよい。
【００７１】
工程１においては、ポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料を、押出機の供給部に取り付けたホッパーに供給してもよいが、好ましくはポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料を、定量フィーダーを使用して押出機に供給することもできる。すなわち、定量フィーダーを設置してそのホッパー内に樹脂材料を投入し、該定量フィーダーから押出機の供給部（ホッパー）に樹脂材料を一定速度で供給する。該樹脂材料としては、ペレットを用いることが好ましい。成形前に該樹脂材料を十分に乾燥して除湿しておくことが好ましい。除湿乾燥条件は、特に限定されないが、例えば、ペレットを乾熱雰囲気下に温度４５〜１２０℃で１〜４８時間程度保持する方法を採用することが好ましい。
【００７２】
続いて工程１において、押出機のシリンダー内で樹脂材料の溶融混練を行う。シリンダー温度は、１９５〜２６０℃、好ましくは２００〜２５０℃、より好ましくは２０５〜２４０℃に調整する。本発明において、シリンダー温度とは、押出機のシリンダー内における最高温度（シリンダーの実温度または樹脂温度のいずれか高い方の温度をいう。）を意味する。押出機のシリンダーに、固相樹脂輸送部、溶融部、液相樹脂輸送部などに対応して複数の加熱手段が配置されている場合、各加熱手段の温度を前記範囲内で互いに異ならせてもよく、あるいは各加熱手段の温度を同一温度に制御してもよい。
【００７３】
〔工程１’〕
また、先に説明したように、工程１に代えて、工程１’すなわち、重量平均分子量が１５０，０００〜５４０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３０〜３，０００Ｐａ・ｓ、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％であるポリ−Ｌ−乳酸と、全量基準で５〜７０質量％の充填剤とを含有する樹脂材料（樹脂材料の全量を１００質量％とする。）を、押出機に供給し、押出機のシリンダー温度１９５〜２６０℃で溶融混練する工程１’を行うことができる。
【００７４】
〔工程２〕
次に工程２において、押出機先端の押出ダイから、溶融混練によって溶融した樹脂材料を溶融押出する。押出ダイからの溶融樹脂材料は、押出ダイの溶融樹脂通路と連通しかつ押出成形物の断面形状を有する流路と、冷却手段とを備えたフォーミングダイの該流路内に押出する。押出成形物の断面形状とは、押出成形物が平板の場合には、長方形であり、丸棒の場合には、円形である。
【００７５】
〔工程３〕
次いで工程３において、フォーミングダイの流路内で樹脂材料からなる溶融押出物を冷却して固化させ、次いで、該フォーミングダイの先端から固化押出物を外部に押出する。押出速度は、通常、５〜５０ｍｍ／１０分、好ましくは１０〜４０ｍｍ／１０分である。
【００７６】
該工程３において、冷却手段に加えて加熱手段を配置したフォーミングダイを使用し、先ず、加熱手段によって、押出ダイ出口付近の流路内にある溶融押出物を２００〜２６５℃、好ましくは２１０〜２４０℃の温度に加熱し、次いで、冷却手段によって、流路内の溶融押出物、特にその表面部分を該ポリ−Ｌ−乳酸の結晶化温度未満の温度に冷却して固化させる方法を採用することが好ましい。押出ダイの出口付近の温度を急冷すると、ポリ−Ｌ−乳酸の結晶化の進行が遅くなることがある。押出ダイの近傍の温度を前記範囲内にまで加熱した後に冷却することによって、溶融押出物、特にその表面部分の結晶化を促進することができる。押出ダイの出口温度を上記範囲内とすることによっても、押出ダイ出口付近の流路内にある溶融押出物、特にその表面部分の温度を前記範囲内とすることができる。
【００７７】
冷却手段によって、押出成形物、特にその表面部分の温度をポリ−Ｌ−乳酸の結晶化温度未満の温度にまで冷却して固化させる。ポリ−Ｌ−乳酸の結晶化温度（溶融状態からの降温時に検知される結晶化温度）は、通常、１０５〜１２５℃程度である。冷却手段の冷却温度は、好ましくは１００℃以下、より好ましくは９５℃以下である。冷却温度の下限値は、好ましくは３０℃、より好ましくは４０℃である。工程１または工程１’で使用する樹脂材料がガラス繊維などの充填剤を含有する場合、押出機のシリンダー内での溶融混練によってポリ−Ｌ−乳酸の結晶化温度が上昇することがあるが、その場合にも、冷却温度を前記範囲内とすることが好ましい。加熱手段は、加熱源として、例えば、ヒーターを備えている。冷却手段は、例えば、冷媒として冷却水を循環させることができる水冷パイプを備えている。
【００７８】
〔工程４〕
工程４において、該固化押出物を加圧して、該フォーミングダイ方向に背圧をかけながら引き取り、その際、加圧によって該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、厚みまたは直径が１０〜５００ｍｍであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得る。加圧手段としては、例えば、上部ロール群と下部ロール群との組み合わせがある。下部ロール群を台の上に載せ、上部ロール群に荷重をかける方法により固化押出物を加圧することができる。下部ロール群に上部方向への負荷をかけ、上部ロール群に下部方向への負荷をかける方法によって固化押出物を加圧してもよい。
【００７９】
フォーミングダイから押出された固化押出物に、該フォーミングダイの吐出口から複数のロールを組み合わせたロール群によって圧力を付加することによって、該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制するとともに、該フォーミングダイ方向への背圧をかけることができる。適当な負荷手段を併用して、固化押出成形物にフォーミングダイ方向への背圧を加えてもよい。背圧の大きさは、通常、１，５００〜８，５００ｋｇ、好ましくは１，６００〜８，０００ｋｇ、より好ましくは１，８００〜７，０００ｋｇ、更に好ましくは２，０００〜６，０００ｋｇの範囲であり、固化押出成形物の直径または厚みが大きい場合は、付加する背圧を大きくすることが好ましい。この背圧は、ダイ外圧（流路に掛かる圧力）として測定することができる。
【００８０】
この加圧によって、固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制することにより、最終的に得られる固化押出成形物として、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を製造することができる。加圧後、固化押出成形物は引き取られる。
【００８１】
なお、固化押出成形物が丸棒である場合には、上記した上部ロール群と下部ロール群との組み合わせにより加圧する方法のほかに、丸棒状の固化押出成形物の周囲を取り囲むロール群を配置し、該ロール群に中心方向への圧力を付加する方法もある。フォーミングダイから吐出させた固化押出物を加圧する方法は、該フォーミングダイ方向に背圧をかけることができ、加圧によって該固化押出物の厚み方向若しくは直径方向への膨張を抑制して、例えば、最終的に得られる固化押出成形物の厚みまたは直径が１０〜５００ｍｍ、好ましくは１５〜３００ｍｍ、より好ましくは２０〜２５０ｍｍの範囲内となるように調整することができる方法であれば、任意の方法を採用することができる。
【００８２】
〔工程５〕
前記工程４で得られたポリ−Ｌ−乳酸押出成形物は、９０〜１９０℃の温度で３〜２４時間熱処理する工程５を配置してアニーリングすることが好ましい。このアニーリング処理によって、固化押出成形物の残留応力を除き、固化押出成形物自体及び機械加工後の二次成形物に変形などの不都合を生じさせないことができる。熱処理温度は、好ましくは１００〜１８０℃、より好ましくは１１０〜１７０℃である。熱処理時間は、好ましくは４〜２０時間、より好ましくは５〜１５時間である。
【００８３】
本発明の製造方法によって製造されるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、丸棒、パイプ等の中空、平板、異形品など種々の形状を有することができるが、固化押出成形とその後の緻密化処理が容易であるとともに、機械加工用素材に適することが多い、また、好ましい用途である目止め部材の芯棒（マンドレル）やボールシーラーへの加工が容易である等の観点で、丸棒、中空または平板の形状であることが好ましく、より好ましくは丸棒または中空の形状である。
【００８４】
〔機械加工〕
ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物に対して行うことができる機械加工としては、切削、穴あけ、切断、及びこれらの組み合わせが代表的なものである。広義の切削加工法には、切削のほか、穴あけ加工を含めることがある。切削加工法としては、単一刃工具を用いる旋削加工、研削加工、平削加工、中ぐり加工などがある。多数刃を用いる切削加工法としては、フライス加工、穴あけ加工、ねじ切り加工、歯切り加工、型彫加工、やすり加工などがある。本発明では、ドリルなどを用いた穴あけ加工を切削加工と区別することがある。切断加工法としては、刃物（鋸）による切断、砥粒による切断、加熱・融解による切断などがある。この他、研削仕上法、ナイフ状工具を用いる打ち抜き加工やけがき切断などの塑性加工法、レーザー加工などの特殊加工法なども適用することができる。
【００８５】
機械加工用素材であるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物が、肉厚の大きな丸棒や平板または中空の形状である場合、機械加工として、一般に、該固化押出成形物を適当な大きさまたは厚みに切断し、切断した固化押出成形物を研削して所望の形状に整え、さらに、必要個所に穴あけ加工を行う。最後に、必要に応じて、仕上げ加工を行う。ただし、機械加工の順序は、これに限定されない。機械加工時に摩擦熱により固化押出成形物が溶融して平滑な面が出にくい場合には、切削面などを冷却しながら機械加工を行うことが望ましい。摩擦熱により固化押出成形物が過度に発熱すると、変形や着色の原因となるので、固化押出成形物または加工面を好ましくは１７０℃以下、より好ましくは１５０℃以下の温度に制御することが好ましい。
【００８６】
３．機械加工用素材
本発明の１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、切削、穴あけ、切断などの機械加工を行うことにより、様々な樹脂部品などの二次成形物に成形するための機械加工用素材とすることができる。二次成形物としては、石油やガス等の炭化水素資源の掘削に使用するダウンホールに使用する諸部材（坑井掘削用ダウンホールツールまたはその部材）が挙げられる。例えば、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、機械加工して、坑井掘削用ダウンホールツールに備えられる坑井掘削用ダウンホールツール部材や坑井掘削用ボールシーラーを形成する機械加工用素材として使用することができる。具体的には、例えば、坑井掘削用ダウンホールツールまたはその部材や、直径２０〜２００ｍｍの坑井掘削用ボールシーラーを形成するための直径２０〜２００ｍｍの丸棒や、外径５０〜２００ｍｍで内径５〜１００ｍｍの中空管等である機械加工用素材を得ることができる。また、中空管として内径が均一であって、一部、例えば端部の外径が拡径されている形状の中空管である機械加工用素材を得ることができる。
【００８７】
本発明によれば、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａである、機械加工用素材であるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を切削加工等の機械加工して形成した直径２０〜２００ｍｍの坑井掘削用ボールシーラーや坑井掘削用ダウンホールツールまたはその部材を得ることができる。
【００８８】
また、本発明によれば、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物から形成した坑井掘削用ダウンホールツールまたはその部材を備える目止めプラグを得ることができる。
【００８９】
目止めプラグ、坑井掘削用ダウンホールツール部材及び坑井掘削用ボールシーラーとしては、多様な構造や形式のものが知られている。また、坑井掘削用ボールシーラーは、ボールシーラー単独で目止め材として使用されたり、ボールシートとともに目止めプラグやスリーブシステムに組み込まれて使用されたりすることができ、多様な大きさや構造のものが知られている。
【００９０】
４．坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグ
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグとしては、好ましくは、前記の坑井掘削用ダウンホールツール部材が、
ａ．マンドレル（芯棒）、
ｂ．マンドレル（芯棒）の軸方向と直交する外周面上に置かれた１対のリング、並びに、
ｃ．マンドレル（芯棒）の軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれたスリップまたはウエッジの一方または両方からなる群より選ばれる少なくとも一つである前記のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物から形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグが挙げられる。
【００９１】
また、より好ましくは、マンドレルの軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれた、少なくとも１つの拡径可能な環状のゴム部材を備える坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグが挙げられる。
【００９２】
坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグについて、図１の模式図を示して、その構造を具体的に説明する。すなわち、図１の模式図に示す目止めプラグは、マンドレル（芯棒）１；マンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外周面上に置かれた１対のリング２、２’；マンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外周面上であって、１対のリング２、２’の間の位置に置かれたスリップ３、３’；マンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に、前記スリップ３、３’と摺接可能に置かれたウエッジ４、４’；マンドレルの軸方向と直交する外周面上であって、１対のリングの間の位置に置かれた、少なくとも１つの拡径可能な環状のゴム部材５を備える。さらに、マンドレル（芯棒）１の中空部ｈに、ボールシーラー１０と、中心部に円形状の空隙を有する略円環状のボールシート１２とが備えられている。
【００９３】
図１の模式図に示す目止めプラグにおいて、１対のリング２，２’は、マンドレル（芯棒）１の外周面上においてマンドレル（芯棒）１の軸方向に沿って摺動が可能で、相互の間隔を変更することができるように構成されており、かつ、拡径可能な環状のゴム部材５、及び、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせの軸方向に沿う端部に、直接または間接的に当接することにより、これらにマンドレル（芯棒）１の軸方向の力を加えることができるように構成されている。拡径可能な環状のゴム部材５は、マンドレル（芯棒）１の軸方向に直交する方向に拡径して、ダウンホールの内壁Ｈと当接し、目止めプラグとダウンホールとの間の空間を閉塞（シール）し、次いで穿孔やフラクチャリングが遂行されている間、ダウンホールの内壁Ｈとの当接状態を維持することができ、目止めプラグとダウンホールとのシールを維持する機能を有する。また、ウエッジ４、４’に、マンドレル（芯棒）１の軸方向の力が加えられることにより、スリップ３、３’が、ウエッジ４、４’の斜面の上面を摺動する結果、マンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外方に移動し、ダウンホールの内壁Ｈに当接して、プラグとダウンホールの内壁Ｈとの固定を行う。さらに、マンドレル（芯棒）１の中空部ｈに備えられるボールシーラー１０は、いずれもマンドレル（芯棒）１の中空部ｈの内部においてマンドレル（芯棒）１の軸方向に沿って移動が可能であり、ボールシート１２の円形状の空隙にボールシーラー１０が当接しまたは離隔することにより、流体の流れ方向を調節することができる。
【００９４】
〔マンドレル〕
本発明の目止めプラグに備えられるマンドレル（芯棒）１は、中実のものでもよいが、フラクチャリング初期の流路確保、マンドレル（芯棒）１の重量の軽減、マンドレル（芯棒）１の分解速度のコントロールなどの観点から、マンドレル（芯棒）１が、軸方向に沿う中空部ｈを有する中空マンドレルであることが好ましい。軸方向に沿う中空部は、マンドレル（芯棒）１を軸方向に沿って貫通してもよいし、マンドレル（芯棒）１を軸方向に沿って貫通しないものでもよい。マンドレル（芯棒）１が軸方向に沿う中空部ｈを有するものである場合、マンドレル（芯棒）１の断面形状は、マンドレル（芯棒）１の直径（外径）及び中空部ｈの外径〔マンドレル（芯棒）１の内径に相当する。〕を画成する２つの同心円で形成される円環状である。２つの同心円の径の比率、すなわち、マンドレル（芯棒）１の直径に対する中空部ｈの外径の比率が０．７以下であることが好ましい。この比率の大小は、中空マンドレルの肉厚の、マンドレル（芯棒）１の直径に対する比率の大小と相反する関係にあるので、その比率の上限値を定めることは、中空マンドレルの肉厚の好ましい下限値を定めることに相当するということができる。中空マンドレルの肉厚が薄すぎると、目止めプラグを坑井孔内に配置したり、坑井孔の閉塞やフラクチャリングを行うときに、中空マンドレルの強度（特に引張強度）が不足して、極端な場合には目止めプラグが損傷することがある。したがって、マンドレル（芯棒）１の直径に対する中空部ｈの外径の比率は、より好ましくは０．６以下、更に好ましくは０．５以下である。
【００９５】
マンドレル（芯棒）１の直径及び／または中空部の外径は、マンドレル（芯棒）１の軸方向に沿って均一でもよいが、軸方向に沿って変化するものでもよい。すなわち、マンドレル（芯棒）１の外径が軸方向に沿って変化することによって、マンドレル（芯棒）１の外周面に凸部、段部や凹部（溝部）などを有するものとしてもよい。また、中空部の外径が軸方向に沿って変化することによって、マンドレル（芯棒）１の内周面に凸部、段部や凹部（溝部）などを有するものとしてもよい。マンドレルの外周面及び／または内周面に有する凸部、段部や凹部（溝部）は、マンドレル（芯棒）１の外周面及び／または内周面に、別部材を取り付けたり固定したりするための部位として利用することができ、マンドレル（芯棒）１が中空部ｈを有する場合、流体の流れを制御するために使用するボールシーラー１０を保持する座面とすることができる。
【００９６】
マンドレル（芯棒）１を形成する材料は特に限定されないが、強度等の機械的特性、機械加工の容易性、特にマンドレル（芯棒）１の外周面や内周面に凸部、段部や凹部（溝部）などを形成することの容易性などの観点から、本発明に係るポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材に該当するものとすることが好ましい。
【００９７】
（環状のゴム部材の固定部）
マンドレル（芯棒）１が外周面に有する凸部、段部や凹部（溝部）などは、拡径可能な環状のゴム部材５を固定するための固定部として利用することができる。すなわち、後に詳述するように、本発明の目止めプラグが、マンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外周面上であって、１対のリング２、２’の間の位置に置かれた、少なくとも１つの拡径可能な環状のゴム部材５を備える場合、拡径可能な環状のゴム部材５は、マンドレル（芯棒）１の軸方向に圧縮されることに伴い軸方向と直交する方向に拡径して、坑井孔の内壁Ｈと当接し、プラグと坑井孔との間の空間を閉塞（シール）する。次いで、フラクチャリングが遂行されている間、プラグと坑井孔とのシールが維持されることが必要なので、拡径可能な環状のゴム部材５を、拡径した状態で、すなわちマンドレル（芯棒）１の軸方向に圧縮された状態で、何らかの手段により保持することが必要である。本発明の目止めプラグに備えられるマンドレル（芯棒）１は、外周面に拡径可能な環状のゴム部材５を圧縮状態のまま固定する固定部を有するものであることが好ましい。この固定部は、先に説明した凸部、段部や凹部（溝部）でもよいし、ねじ部その他の、マンドレル（芯棒）１の外周面に拡径可能な環状のゴム部材５を圧縮状態のまま固定することができる手段を採用することができる。加工や成形の容易さや強度などの観点から、固定部は、溝、段部及びねじ山からなる群より選ばれる少なくとも１つであることがより好ましい。
【００９８】
（外周面の加工部分）
マンドレル（芯棒）１の外周面及び／または内周面に有する凸部、段部や凹部（溝部）、更にはねじ部など、マンドレル（芯棒）１の厚み、外径及び内径等が変化する部分（以下、「加工部分」ということがある。）は、目止めプラグを坑井孔内に配置したり、坑井孔の閉塞やフラクチャリングを行ったりするときに、応力集中する箇所である。一般に、加工部分の曲率半径が小さいと、応力集中が大きくなるので、本発明の目止めプラグの強度、特にマンドレル（芯棒）１の強度（特に引張強度）を十分なものとするために、マンドレル（芯棒）１の外周面の加工部分の曲率半径が０．５ｍｍ以上であることが好ましく、１．０ｍｍ以上であることがより好ましい。
【００９９】
（金属保護）
本発明の目止めプラグが備えるマンドレル（芯棒）１は、所望により、外周面の一部を金属で保護されているものとしてもよい。すなわち、マンドレル（芯棒）１の外周面が、金属で保護されている箇所を有するものであることにより、マンドレル（芯棒）１が、例えば、ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材に該当する場合、マンドレル（芯棒）１の所望の箇所について、分解性や強度を調整することができ、また、マンドレル（芯棒）１に取り付けたり固定したりしている別部材との結合強度を高めたりすることができるので好ましい。外周面を保護するために使用される金属は、目止めプラグが備えるマンドレル（芯棒）１を形成するために使用される材料やその補強等のために使用されている金属などであり、特に制限されないが、具体的には、アルミニウム、鉄、ニッケルなどが挙げられる。
【０１００】
〔１対のリング〕
本発明の目止めプラグに備えられる１対のリング２、２’は、マンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外周面上に置かれた、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせ、及び、拡径可能な環状のゴム部材５に対して、マンドレル（芯棒）１の軸方向の力を加えるために備えられるものである。すなわち、上記の１対のリング２、２’は、マンドレル（芯棒）１の外周面上においてマンドレル（芯棒）１の軸方向に沿って摺動が可能で、リング相互の間隔を変更することができるように構成されており、かつ、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせ、及び、拡径可能な環状のゴム部材５の軸方向に沿う端部に、直接または間接的に当接することにより、これらにマンドレル（芯棒）１の軸方向の力を加えることができるように構成されている。
【０１０１】
１対のリング２、２’の各々のリングの形状や大きさは、上記した機能を果たすことができる限り、特に制限されないが、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせ、及び、拡径可能な環状のゴム部材５に対して、マンドレル（芯棒）１の軸方向の力を有効に加えることができる観点から、リングのこれらに当接する側の端面を平面状とすることが好ましい。１対のリング２、２’の各々のリングは、マンドレル（芯棒）１の外周面を完全に取り囲む円環状のものが好ましいが、周方向に切れ目や変形箇所を有するものでもよい。また、円環を周方向に分離した形状のものとして、所望により円環を形成するようにしたものでもよい。１対のリング２、２’の各々のリングは、複数のリングを軸方向に隣接して置くことにより、幅広の〔マンドレル（芯棒）１の軸方向の長さが大きい。〕リングとすることもできる。なお、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせ、及び、拡径可能な環状のゴム部材５に対して、マンドレル（芯棒）１の軸方向の力を有効に加えるのに寄与する部材を含めて、本発明の目止めプラグにおける１対のリング２、２’を形成するリングであるといってもよい。
【０１０２】
１対のリング２、２’を形成する材料は特に限定されないが、少なくとも一方のリング２、２’を、本発明に係るポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材に該当するものとすることができる。１対のリング２、２’の両方のリングがポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材に該当するものである場合、ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を形成する樹脂材料の樹脂の種類や組成は、同一でもよいし、異なるものでもよい。１対のリング２、２’が、一方がポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材に該当するものである場合、他方のリングを形成する材料としては、アルミニウム、鉄等の金属や強化樹脂等の複合材を使用することができる。
【０１０３】
１対のリング２、２’は、同じまたは類似の形状や構造を有するものでもよいし、形状や構造が異なるものでもよい。例えば、１対のリング２、２’の各々のリングは、マンドレル（芯棒）１の軸方向の長さや外径が異なるものでもよい。また例えば、１対のリング２、２’の一方のリングを、所望によりマンドレル（芯棒）１に対して摺動することができない状態に構成することができる。この場合、１対のリング２、２’の他方のリングがマンドレル（芯棒）１の外周面上を摺動して、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせ、及び、拡径可能な環状のゴム部材５の軸方向に沿う端部に当接する。１対のリング２、２’の一方のリングを、所望によりマンドレル（芯棒）１に対して摺動することができない状態にする構成は、特に制限されないが、例えば、マンドレル（芯棒）１と、１対のリング２、２’の一方のリングとが一体に形成されているものとしたり（この場合は、当該リングは、マンドレル（芯棒）１に対して常時摺動することができない。）、ドッグクラッチ等のクラッチ構造やはめ合い構造を利用するものとしたり（この場合は、マンドレル（芯棒）１に対して摺動する状態と摺動することができない状態とを切り替えることができる。）することができる。マンドレル（芯棒）１と、１対のリング２、２’の一方のリングとが一体に形成されている目止めプラグとしては、それらが一体成形により形成されてなる目止めプラグ、または、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工してマンドレル（芯棒）１と、１対のリング２、２’の一方のリングとを形成した目止めプラグが提供される。
【０１０４】
更にまた、本発明の目止めプラグは、１対のリング２、２’を複数対備えるものでもよい。この場合、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせ、及び、拡径可能な環状のゴム部材５の、それぞれの１つ以上を別々にまたは組み合わせて、複数対のリングの間の位置に置かれるようにすることもできる。
【０１０５】
〔スリップ及びウエッジ〕
本発明の目止めプラグは、所望により、マンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外周面上であって、１対のリング２、２’の間の位置に置かれた、少なくとも１つのスリップ（slip）３、３’とウエッジ（wedge）４、４’との組み合わせを備えるものとすることができる（図１においては、スリップ３とウエッジ４との組み合わせ、及び、スリップ３’とウエッジ４’との組み合わせとして、複数のスリップとウエッジとの組み合わせを備えている。）。スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせは、プラグと坑井孔との固定を行う手段として、目止めプラグにおいてそれ自体周知のものである。すなわち、従来多くの場合、金属、無機物等により形成されるスリップ３、３’が、複合材等により形成されるウエッジ４、４’の斜面の上面に摺動可能に接触して置かれ、ウエッジ４、４’に、既に説明した方法によりマンドレル（芯棒）１の軸方向の力が加えられることにより、スリップ３、３’がマンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外方に移動し、坑井孔の内壁Ｈに当接して、プラグと坑井孔の内壁Ｈとの固定を行う。スリップ３、３’には、プラグと坑井孔との間の空間の閉塞（シール）を一層確実なものとするために、坑井孔の内壁Ｈとの当接部に、１以上の溝、凸部、粗面（ギザギザ）などを設けてもよい。また、スリップ３、３’は、予めマンドレル（芯棒）１の軸方向に直交する円周方向において所定の数に分割されているものでもよいし、図１に示すように、軸方向に沿う一端部から他端部に向かい途中で終了する切れ目を有するものでもよい（この場合は、ウエッジ４、４’にマンドレル（芯棒）１の軸方向の力が加えられて、ウエッジ４、４’がスリップ３、３’の下面に進入することにより、スリップ３、３’が、前記の切れ目及びその延長線に沿って割られて分割し、次いで各分割片がマンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外方に移動する。）。
【０１０６】
本発明の目止めプラグにおいて、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせは、マンドレル（芯棒）１の軸方向の力を加えることができるように、１対のリング２、２’の間の位置に置かれるものであり、拡径可能な環状のゴム部材５と隣接して置かれるものとすることができる。本発明の目止めプラグは、図１に示すように、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせを複数備えるものである場合、拡径可能な環状のゴム部材５を挟むように隣接して置かれてもよいし、その他の配置で置かれてもよい。本発明の目止めプラグが、拡径可能な環状のゴム部材５を複数備えるものである場合は、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせの配置は、所望により適宜選択することができる。
【０１０７】
なお、本発明の目止めプラグは、スリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせを備えないものとすることもできる。本発明の目止めプラグが、スリップ３、３’及びウエッジ４、４’を備えない場合、拡径可能な環状のゴム部材５は、１対のリング２、２’と当接することによって、マンドレル（芯棒）１の軸方向の力が加えられ拡径する。
【０１０８】
本発明の目止めプラグがスリップ３、３’とウエッジ４、４’との組み合わせを備える場合、該スリップ３、３’またはウエッジ４、４’の一方または両方を、ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材に該当するものとすることができる。また、スリップ３、３’またはウエッジ４、４’の一方または両方を、樹脂材料が、全量基準で５〜７０質量％の充填剤を含有するポリ−Ｌ−乳酸組成物であるものとしてもよい。
【０１０９】
〔拡径可能な環状のゴム部材〕
本発明の目止めプラグは、マンドレル（芯棒）１の軸方向と直交する外周面上であって、１対のリング２、２’の間の位置に置かれた、少なくとも１つの拡径可能な環状のゴム部材５を備えるものとすることができる。拡径可能な環状のゴム部材５は、１対のリング２、２’に直接または間接的に当接することにより、マンドレル（芯棒）１の外周面上においてマンドレル（芯棒）１の軸方向の力を伝達され、その結果、マンドレル（芯棒）１の軸方向に圧縮されることに伴いマンドレル（芯棒）１の軸方向に直交する方向に拡径して、坑井孔の内壁Ｈと当接し、プラグと坑井孔との間の空間を閉塞（シール）するものである。拡径可能な環状のゴム部材５は、次いでフラクチャリングが遂行されている間、坑井孔の内壁Ｈと当接状態を維持することができ、プラグと坑井孔とのシールを維持する機能を有するものである。
【０１１０】
拡径可能な環状のゴム部材５は、上記した機能を有するものである限り、その材料、形状及び構造に制限はない。例えば、マンドレル（芯棒）１の軸方向に直交する周方向の断面が逆Ｕ字形の形状を有する環状のゴム部材５とすることにより、Ｕ字の先端部分がマンドレル（芯棒）１の軸方向に圧縮されるのに伴って逆Ｕ字形の頂点部に向かうように拡径することができる。
【０１１１】
拡径可能な環状のゴム部材５は、拡径したときに坑井孔の内壁Ｈに当接してプラグと坑井孔との間の空間を閉塞（シール）するとともに、拡径しないときにはプラグと坑井孔との間に空隙が存在するものであることから、拡径可能な環状のゴム部材５は、マンドレル（芯棒）１の軸方向の長さが、マンドレル（芯棒）１の長さに対して、好ましくは１０〜７０％、より好ましくは１５〜６５％であり、これにより、本発明の目止めプラグは、十分なシール機能とを有するとともに、シール後には坑井孔とプラグとの固定補助の機能を果たすことができる。
【０１１２】
本発明の目止めプラグは、拡径可能な環状のゴム部材５を複数備えることができる。この場合、プラグと坑井孔との間の空間を複数の位置で閉塞（シール）することができ、また、坑井孔とプラグとの固定補助の機能をより確実に果たすことができる。なお、本発明の目止めプラグが、拡径可能な環状のゴム部材５を複数備える場合、先に説明した拡径可能な環状のゴム部材５のマンドレル（芯棒）１の軸方向の長さとは、複数の拡径可能な環状のゴム部材５のマンドレル（芯棒）１の軸方向の長さの合計を意味する。本発明の目止めプラグは、拡径可能な環状のゴム部材５を複数備える場合、複数の拡径可能な環状のゴム部材５は、同一の材料、形状または構造を有するものでもよいし、それらが異なるものでもよい。また、複数の拡径可能な環状のゴム部材５を、前記した１対のリング２、２’の間の位置に、隣接してまたは離隔して置かれたものとしてもよいし、複数の１対のリング２、２’の各々の対の間の位置に置かれたものとしてもよい。
【０１１３】
拡径可能な環状のゴム部材５は、例えば、積層ゴムなど複数のゴム部材から形成される構造のゴム部材であってもよい。また、拡径したときにプラグと坑井孔との間の空間の閉塞（シール）や坑井孔とプラグとの固定補助を一層確実なものとするために、坑井孔の内壁Ｈとの当接部に、１以上の溝、凸部、粗面（ギザギザ）などを設けてもよい。
【０１１４】
拡径可能な環状のゴム部材５は、高深度地下の高温高圧の環境下において、フラクチャリングに伴う一層の高圧やフラクチャリング流体との接触によっても、シール機能の喪失が生じないことが求められる。そのために耐熱、耐油及び耐水性に優れたゴム材料が好ましく、例えば、ニトリルゴム、水素化ニトリルゴム、アクリルゴム等を使用することができる。さらに、拡径可能な環状のゴム部材５が分解性材料から形成されるものとすることもできる。分解性材料であるゴムとしては、生分解性、加水分解性または更に他の何らかの方法によって化学的に分解することができる分解性のゴムとして、従来知られている材料を使用することができる。例えば、脂肪族ポリエステル系ゴム、天然ゴム、ポリイソプレン、エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、スチレンゴム（スチレン・ブタジエンゴム等）、アクリルゴム、クロロプレンゴム及びウレタンゴムなどのゴム材料が好ましく挙げられる。また、分解性や崩壊性の観点から、加水分解性を有する官能基（例えば、ウレタン基、エステル基、アミド基、カルボキシル基、水酸基、シリル基、酸無水物、酸ハロゲン化物等）を有するゴム材料も好ましく挙げられる。特に好ましいゴム材料としては、ゴム材料の構造や硬度、架橋度等を調整したり、他の配合剤を選択したりすることによって、分解性や崩壊性の制御を容易に実施することができることから、ウレタンゴムが挙げられる。なお、耐油性・耐熱性・耐水性等に優れていることから、従来、ダウンホールツール用に汎用されるゴム材料であるニトリルゴムや水添ニトリルゴムは、通常、分解性材料には該当しない場合が多い。
【０１１５】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグは、マンドレル（芯棒）１、１対のリング２、２’、スリップ３、３’及びウエッジ４、４’からなる群より選ばれる少なくとも一つとして使用することができるが、ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物から形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材として特に好ましいのは、該目止めプラグのマンドレル（芯棒）１への使用である。
【０１１６】
５．その他の二次成形物
本発明の機械加工用素材であるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、機械加工を行うことにより、その他の二次成形物に成形することができる。例えば、電気電子分野では、ウエハキャリア、ウエハカセット、スピンチャック、トートビン、ウエハボート、ＩＣチップトレー、ＩＣチップキャリア、ＩＣ搬送チューブ、ＩＣテストソケット、バーンインソケット、ピングリッドアレイソケット、クワッドフラットパッケージ、リードレスチップスキャリア、デュアルインラインパッケージ、スモールアウトラインパッケージ、リールパッキング、各種ケース、保存用トレー、搬送装置部品、磁気カードリーダーなどが挙げられる。
【０１１７】
ＯＡ機器分野では、電子写真複写機や静電記録装置などの画像形成装置における各種ロール部材、記録装置用転写ドラム、プリント回路基板カセット、ブッシュ、紙及び紙幣搬送部品、紙送りレール、フォントカートリッジ、インクリボンキャニスター、ガイドピン、トレー、ローラー、ギア、スプロケット、コンピュータ用ハウジング、モデムハウジング、モニターハウジング、ＣＤ−ＲＯＭハウジング、プリンターハウジング、コネクター、コンピュータスロットなどが挙げられる。
【０１１８】
通信機分野では、携帯電話部品、ペーガー、各種摺動材などが挙げられる。自動車分野では、内装材、アンダーフード、電子電気機器ハウジング、ガスタンクキャップ、燃料フィルタ、燃料ラインコネクタ、燃料ラインクリップ、燃料タンク、機器ビージル、ドアハンドル、各種部品などが挙げられる。その他の分野では、電線支持体、電波吸収体、床材、パレット、靴底、ブラシ、送風ファン、面状発熱体、ポリスイッチなどが挙げられる。
【０１１９】
６．坑井掘削方法
本発明によれば、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した直径２０〜２００ｍｍの坑井掘削用ボールシーラーを使用して、坑井孔の目止め処理を行った後に坑井掘削用ボールシーラーの一部または全部が分解されることを特徴とする坑井掘削方法、並びに、本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工して形成した坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグを使用して、坑井孔の目止め処理を行った後に、坑井掘削用ダウンホールツール部材の一部または全部が分解されることを特徴とする坑井掘削方法が提供される。これらの坑井掘削方法によれば、所定の諸区画のフラクチャリングが終了し、または、坑井の掘削が終了して坑井が完成し、石油や天然ガス等の生産を開始するときには、生分解、加水分解または更に他の何らかの方法による化学的な分解によって、ボールシーラーの一部または全部が分解されることにより、該ボールシーラーを容易に除去することができ、また、目止めプラグに備えられるマンドレル、１対のリング、スリップまたはウエッジ等の坑井掘削用ダウンホールツール部材、所望によっては更に坑井掘削用ダウンホールツール部材である拡径可能な環状のゴム部材の一部または全部が分解されることにより、坑井掘削用ダウンホールツール部材、及び、該坑井掘削用ダウンホールツール部材を備える目止めプラグを容易に除去することができる。この結果、本発明の坑井掘削方法によれば、従来、坑井完成後に坑井内に残置されている多数の目止めプラグやボールシーラーを除去、回収したり、破砕、穿孔その他の方法によって、破壊したり、小片化したりするために要していた多くの経費と時間が不要となるので、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる。
【実施例】
【０１２０】
以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明についてより具体的に説明する。本発明は、実施例に限定されるものではない。物性及び特性の測定方法は、以下に示すとおりである。【０１２１】
（１）ポリ−Ｌ−乳酸の重量平均分子量
ポリ−Ｌ−乳酸の重量平均分子量は、以下の方法で測定した。すなわち、試料（押出機に供給するポリ−Ｌ−乳酸またはポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物からサンプリングした樹脂材料）１０ｍｇを、トリフルオロ酢酸ナトリウムを５ｍＭの濃度で溶解させたヘキサフルオロイソプロパノール(ＨＦＩＰ)に溶解させて１０ｍＬとした後、メンブレンフィルタ―で濾過して試料溶液を得た。この試料溶液の１０μＬをゲルパーミエーションクロマトグラフィー(ＧＰＣ)装置に注入して、下記条件で分子量を測定した。なお、試料溶液は、溶解後、３０分以内にＧＰＣ装置に注入した。
＜ＧＰＣ測定条件＞
装置：  株式会社島津製作所製  ＬＣ−９Ａ
カラム：  昭和電工株式会社製  ＨＦＩＰ−８０６Ｍ  ２本(直列接続)
プレカラム：  ＨＦＩＰ−ＬＧ  １本
カラム温度：  ４０℃
溶離液：  トリフルオロ酢酸ナトリウムを５ｍＭの濃度で溶解させたＨＦＩＰ溶液
流速：  １ｍＬ／分
検出器：  示差屈折率計
分子量較正：  分子量の異なる標準分子量のポリメタクリル酸メチル５種（ＰＯＬＹＭＥＲ  ＬＡＢＯＲＡＴＯＲＩＥＳ  Ｌｔｄ．製）を用いて作成した分子量の検量線データを使用。【０１２２】
（２）溶融粘度
押出機に供給するポリ−Ｌ−乳酸またはポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物からサンプリングした小片により、厚み約０．２ｍｍのポリ−Ｌ−乳酸の非晶シートを作製したのち、約１５０℃で５分間加熱して結晶化させた試料を用い、Ｄ＝０．５ｍｍ、Ｌ＝５ｍｍのノズル装着キャピログラフ〔株式会社東洋精機製作所製キャピロ１Ａ〕を用いて、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で試料の溶融粘度を測定した。【０１２３】
（３）温度６６℃における引張強度
ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物の６６℃引張強度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１１３に準拠し、株式会社島津製作所製の２ｔオートグラフＡＧ−２０００Ｅを使用して、試験片を温度６６℃のオーブン内に静置して、長さ方向の引張に対する最大応力を測定して行った（単位：ＭＰａ）。【０１２４】
（４）実用確認試験
ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を機械加工（切削加工）して作製した中空体を目止めプラグのマンドレル（芯棒）として目止めプラグに組み込んで、温度６６℃の加熱オーブン内で、３，５００ｋｇｆ（３４，３００Ｎ）で引張試験を行い、マンドレル（芯棒）の破断の有無を確認した。【０１２５】
［実施例１］
重量平均分子量２９０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が５６０Ｐａ・ｓで、Ｌ体比率が９５％であるポリ−Ｌ−乳酸のペレットを、温度８０℃で６時間保持して除湿乾燥した。除湿乾燥したペレットを、Ｌ／Ｄ＝２０の３０ｍｍφ単軸押出機のホッパーに供給し、シリンダー温度２１５℃で溶融混練し、押出ダイ出口温度２２５℃で、フォーミングダイの流路内に溶融押出し、冷却温度５０℃で冷却し固化させた。押出速度は、約２０ｍｍ／１０分であった。【０１２６】
フォーミングダイの流路内で固化させた固化押出成形物を、上部ロール群と下部ロール群との間に通して加圧することにより、フォーミングダイ外圧（背圧）３，０００ｋｇに調整し、それによって、ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を緻密化した。次いで、該固化押出成形物を、温度１２０℃で８時間熱処理して、残留応力を除去した。この方法によって、直径が８０ｍｍ、長さ１，０００ｍｍの丸棒状ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得た。この固化押出成形物中のポリ−Ｌ−乳酸の重量平均分子量は２４０，０００であり、樹脂材料の溶融粘度は２３０Ｐａ・ｓであった。この丸棒から試験片を切り出して、温度６６℃における長さ方向の引張に対する最大点応力を測定したところ、２５ＭＰａ（６６℃引張強度）であった。【０１２７】
［実施例２］
実施例１で使用したポリ−Ｌ−乳酸と、ガラスファイバー（オーエンス・コーニング社製、０３ＪＡＦＴ５９２。径１０μｍ長さ３ｍｍ）とを、質量比７０：３０で溶融混練して調製し、ペレット化した樹脂材料を、温度８０℃で６時間保持して除湿乾燥したものを原料として用いたことを除いて、実施例１と同様にして、直径が８０ｍｍ、長さ１，０００ｍｍの丸棒状ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得た。固化押出成形物中のポリ−Ｌ−乳酸の重量平均分子量は２２０，０００であり、樹脂材料の溶融粘度は４４０Ｐａ・ｓであった。この丸棒から試験片を切り出して、６６℃引張強度を測定したところ、３２ＭＰａであった。【０１２８】
［実施例３］
径１０μｍのガラスファイバー長繊維を引き取りながら、実施例１で使用したポリ−Ｌ−乳酸を溶融押出して、ガラスファイバーを被覆し、ポリ−Ｌ−乳酸とガラスファイバーとが質量比７０：３０であるストランドを、長さ３ｍｍにカットしてポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料のペレットを調製した。ペレット中に含有されるガラスファイバーは、径１０μｍ長さ（重量平均）２．９５ｍｍ（アスペクト比２９５）であった。ペレット化した樹脂材料を、温度８０℃で６時間保持して除湿乾燥したものを原料として用いたことを除いて、実施例１と同様にして、直径が８０ｍｍ、長さ１，０００ｍｍの丸棒状ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得た。固化押出成形物中のポリ−Ｌ−乳酸の重量平均分子量は２２０，０００であり、樹脂材料の溶融粘度は６４０Ｐａ・ｓであった。この丸棒から試験片を切り出して、６６℃引張強度を測定したところ、７５ＭＰａであった。【０１２９】
実施例１〜３で得られた丸棒から、片刃のハイスバイトを使用して４９５回転／分で切削加工を行い、直径７６．２ｍｍ（３インチ）の坑井掘削用ボールシーラー用のボールを１１個作製することができた。【０１３０】
また、得られた丸棒から、くり抜き加工及びハイスバイトを使用してフラックプラグ用の中空のマンドレル（芯棒）を作製した。作製したマンドレル（芯棒）を目止めプラグに組み込んで、温度６６℃の環境下において、３，５００ｋｇｆ（３４，３００Ｎ）で引張試験を行ったところ、マンドレル（芯棒）の破断は起こらず、目止め機構が発現した。【０１３１】
［比較例１］
重量平均分子量２６０，０００、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３８０Ｐａ・ｓで、Ｌ体比率が７５％であるポリ−Ｌ−乳酸のペレットを、温度５０℃で２４時間乾燥したものを原料として用いたことを除いて、実施例１と同様にして、直径が８０ｍｍ、長さ１，０００ｍｍの丸棒状ポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物を得た。固化押出成形物中のポリ−Ｌ−乳酸の重量平均分子量は２００，０００であり、樹脂材料の溶融粘度は１８０Ｐａ・ｓであった。この丸棒から試験片を切り出して、６６℃引張強度を測定したところ、０．４ＭＰａであった。【０１３２】
実施例１〜３から、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料からなる、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、優れた機械加工性を有し、切削、穴あけ、切断などの機械加工により二次成形品、特に坑井掘削用ボールシーラーや坑井掘削用ダウンホールツールまたはその部材に成形することが可能であることが分かった。【０１３３】
これに対し、重量平均分子量が２００，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が３８０Ｐａ・ｓであるものの、Ｌ体比率が７５％のポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料からなる、比較例１のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、温度６６℃における引張強度が０．４ＭＰａであることから、例えば、坑井掘削用ダウンホールツール部材等の用途に求められる高温度環境下での強度が不足することが分かり、また、切削加工や切断の機械加工により、割れの発生等の不具合が発生するおそれもあることが推察された。
【産業上の利用可能性】
【０１３４】
本発明のポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物は、重量平均分子量が１００，０００〜３８０，０００であり、温度２４０℃及び剪断速度１２０ｓｅｃ-1で測定した溶融粘度が２０〜２，０００Ｐａ・ｓであり、かつ、Ｌ体比率が８０〜１００％のポリ−Ｌ−乳酸を含有する樹脂材料からなる、１０〜５００ｍｍの厚みまたは直径を有し、温度６６℃における引張強度が５〜１００ＭＰａ、所望によっては５〜２００ＭＰａであるポリ−Ｌ−乳酸固化押出成形物であることにより、切削、穴あけ、切断などの機械加工により所望形状の二次成形品、特に、目止めプラグに備えられる坑井掘削用ダウンホールツール部材等に成形することが可能である、地下１，０００ｍを超える環境（６５℃を超える温度環境等）において十分な強度を有し、所望の形状のダウンホールツール部材等を形成することができる分解性プラスチックの固化押出成形物を提供することができるので、産業上の利用可能性が高い。【０１３５】
また、本発明の坑井掘削方法によれば、坑井孔の目止め処理を行った後に、ボールシーラーや坑井掘削用ダウンホールツールまたはその部材を容易に除去することができ、坑井掘削の経費軽減や工程短縮ができる坑井掘削方法が提供されるので、産業上の利用可能性が高い。
【符号の説明】
【０１３６】
１      ：  マンドレル
２、２’ ：  （１対の）リング
３、３’ ：  スリップ
４、４’ ：  ウエッジ
５      ：  拡径可能な環状のゴム部材
１０    ：  ボールシーラー
１２    ：  ボールシート
Ｈ      ：  ダウンホールの内壁
ｈ      ：  マンドレルの中空部
【図１】
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【国際調査報告】
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