JP7168822B1 - 熱可塑性エラストマー組成物、これを用いた物品、及び医療用混注栓 - Google Patents
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Abstract
Description
[1] (a)水添ブロック共重合体 72~95質量%;及び
(b)ポリプロピレン系重合体 28~5質量%;からなる熱可塑性樹脂 100質量部;
(c)水添石油樹脂 0.5~20質量部;並びに、
(d)非芳香族系ゴム用軟化剤 110~250質量部;を含み、
ここで前記(a)水添ブロック共重合体と前記(b)ポリプロピレン系重合体の和は100質量%であり;
前記(a)水添ブロック共重合体は、
(a1)芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも2個の重合体ブロックAと、イソプレンを主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体の水添ブロック共重合体であり;
(a2)イソプレンに由来する構造単位を有し、前記イソプレンに由来する構造単位のうち1,4-ミクロ構造を有する構造単位が、イソプレンに由来する構造単位の総和を100質量%として、70~100質量%であり;
(a3)水素添加前の炭素・炭素二重結合の数を100モル%として、炭素・炭素二重結合の90モル%以上が水素添加されており;
(a4)前記重合体ブロックAの質量が、前記(a)水添ブロック共重合体の質量を100質量%として、5~70質量%であり;
(a5)質量平均分子量が50,000~550,000である;
熱可塑性エラストマー組成物。
[2] 前記(b)ポリプロピレン系重合体が、
(b1)示差走査熱量計により測定される融解エンタルピーが20~85J/gであり、融点が130℃~155℃であるポリプロピレン系重合体 5~95質量%;及び
(b2)示差走査熱量計により測定される融解エンタルピーが85J/g超であり、融点が155℃超であるポリプロピレン系重合体 95~5質量%;
からなる樹脂混合物であり;
ここで前記(b1)ポリプロピレン系重合体と前記(b2)ポリプロピレン系重合体との和は100質量%である;[1]に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
[3] 更に(e)タルクを、前記熱可塑性樹脂100質量部に対して、2~20質量部含む、[1]又は[2]に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
[4] 前記(e)タルクの、JIS R1629:1997に従い、レーザ回折・散乱法により測定した粒子径分布の体積基準の積算分率における50%径の値(メジアン径D50)が、1~40μmである、[3]に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
[5] JIS K 6253:2012に従い測定したAタイプデュロメータ硬さの15秒値が10~30である[1]~[4]の何れか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
[6] [1]~[5]の何れか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物を含む物品。[7] [1]~[5]の何れか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物からなる医療用混注栓。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、(a)水添ブロック共重合体、及び(b)ポリプロピレン系重合体からなる熱可塑性樹脂;(c)水添石油樹脂;並びに、(d)非芳香族系ゴム用軟化剤を含む。本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、実施形態の1つにおいて、更に(e)タルクを含む。以下、本発明の熱可塑性エラストマー組成物を構成する各成分について説明する。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、(a)水添ブロック共重合体を含む。(a)水添ブロック共重合体は、(a1)芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも2個の重合体ブロックAと、イソプレンを主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体の水添ブロック共重合体である。(a)水添ブロック共重合体としては、例えば、A-B-A、B-A-B-A、及びA-B-A-B-Aなどの構造を有するブロック共重合体を挙げることができる。
システムとして日本分光株式会社の高速液体クロマトグラフィシステム「LC-2000Plus(商品名)」(デガッサー、送液ポンプ「PU-2080(商品名)」、オートサンプラー「AS-2055(商品名)」、カラムオーブンCO-2065及びRI検出器RI-2031を含むシステム。)を使用し、カラムとしてアジレントテクノロジー株式会社のポリスチレンジビニルベンゼン共重合体カラム「PLgel Mixed-D(商品名)」2本を連結して用い、関東化学株式会社の高速液体クロマトグラフィー用クロロホルムを移動相として、流速1.0ミリリットル/分、カラム温度40℃、試料濃度1ミリグラム/ミリリットル、試料注入量100マイクロリットルの条件で行う。
試料は、移動相として使用するクロロホルム10ミリリットルにサンプル10ミリグラムを投入し、室温で静置して溶解後、アジレントテクノロジー株式会社のシリンジフィルター「Captiva Econo Filter PTFE(商品名)」のポアサイズ0.45μmを使用して濾過し、調製する。また保持容量からポリスチレン換算分子量への較正曲線は、市販の標準ポリスチレンを使用して作成することができる。その際に測定値が検量線において内挿されるように適宜選択すべきことに留意する。なお後述する実施例においては、アジレントテクノロジー株式会社の標準ポリスチレン「EasiCal PS-1(商品名)」(Plain Spatula Aの分子量6870000、841700、152800、28770、2930;Hole-puncched Spatula Bの分子量2348000、327300、74800、10110、580)を使用して作成した。解析プログラムは、日本分光株式会社の「ChromNAV(商品名)」を使用することができる。
GPCの理論及び測定の実際については、共立出版株式会社の「サイズ排除クロマトグラフィー 高分子の高速液体クロマトグラフィー、著者:森定雄、初版第1刷1991年12月10日」、株式会社オーム社の「合成高分子クロマトグラフィー、編者:大谷肇、寶崎達也(「崎」はつくりの上部が「立」)、初版第1刷2013年7月25日」などの参考書を参照することができる。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、(b)ポリプロピレン系重合体を含む。(b)ポリプロピレン系重合体は、プロピレンに由来する構成単位を主として含む重合体である。ここで、「プロピレンに由来する構成単位を主として含む」とは、プロピレンに由来する構成単位の含有量が、通常50質量%以上、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、典型的には75~100質量%であることを意味する。
セカンド融解曲線から融解エンタルピーを算出する方法の概念図を示す(図1)。算出に際しては、ポリプロピレン系重合体のセカンド融解曲線に現れる融解ピークは、通常、低温側の裾がなだらかに長く伸びること;及び、ベースラインは、JIS K7121‐1987の9.DTA又はDSC曲線の読み方の図1に言う高温側のベースラインを低温側に延長した直線と、同低温側のベースラインを高温側に延長した直線とが一致するように引くべきことに留意する。
即ち、ポリプロピレン系重合体1gを、140℃の沸騰(パラ)キシレン300ミリリットルに、攪拌下で溶解させる。溶解後、攪拌を続けながら、更に1時間、140℃に保持した後、30分間かけて100℃まで降温する。
次に急冷用油浴槽を用いて、攪拌下に23℃まで急冷し、更に20分間放置した後、濾紙を用いて析出物を自然濾過する。
析出物をポリプロピレン系重合体の結晶性成分と定義し、その質量を測定する。
続いて、エバポレーターを用いて濾液を蒸発乾固し、更に120℃で2時間減圧乾燥した後、常温まで放冷する。
得られた乾固物をポリプロピレン系重合体の非結晶性成分と定義し、その質量を測定する。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、(c)水添石油樹脂を含む。(c)水添石油樹脂は、ナフサ等の分解により生成する不飽和炭化水素化合物、あるいはテレピン油などの植物の精油中に含まれるテルペンなどの不飽和炭化水素化合物であって、炭素数の多い(通常、炭素数4~20程度)不飽和炭化水素化合物の重合体の水素添加物である。つまり、本明細書において、(c)水添石油樹脂は水添テルペン樹脂などの植物精油樹脂の水素添加物を含む。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、(d)非芳香族系ゴム用軟化剤を含む。(d)非芳香族系ゴム用軟化剤は、非芳香族系の鉱物油(石油等に由来する炭化水素化合物)又は合成油(合成炭化水素化合物)である。非芳香族系ゴム用軟化剤は、通常、常温では液状又はゲル状若しくはガム状である。ここで非芳香族系とは、鉱物油については、下記の区分において芳香族系に区分されない(芳香族炭素数が30%未満である)ことを意味する。合成油については、芳香族モノマーを使用していないことを意味する。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、好ましくは更に(e)タルクを含む。(e)タルクは、輸血用バッグ、輸液用容器、薬液容器、血液透析の血液回路、及び腹膜透析液バックなどに使用される医療用混注栓の材料として用いることができるようにする観点から、薬事法に規定された基準に適合するものが好ましい。(e)タルクは、食品包装の混注栓の材料として用いることができるようにする観点から、食品衛生法に規定された基準に適合するものが好ましい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、一実施形態において、成分(d)以外の軟化剤あるいは可塑剤を含まないものであってよい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、一実施形態において、成分(e)以外の無機充填剤を含まないものであってよい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、一実施形態において、成分(a)~(c)以外の樹脂、成分(d)以外の軟化剤あるいは可塑剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、ブロッキング防止剤、シール性改良剤、離型剤(例えば、ステアリン酸、及びシリコンオイルなど。)、ポリエチレンワックス等の滑剤、着色剤、顔料、上記成分(e)以外の無機充填剤(例えば、アルミナ、炭酸カルシウム、マイカ、ウァラステナイト、及びクレーなど。)、発泡剤(有機系、無機系)、及び難燃剤(例えば、水和金属化合物、赤燐、ポリ燐酸アンモニウム、アンチモン化合物、及びシリコンなど。)から選択される何れか1種、又は複数種の物質を含まないものであってよい。
本発明の熱可塑性エラストマー組成物は、成分(a)~(d)、及び所望に応じて用いる任意成分を、同時に、又は任意の順に加えて、任意の溶融混練機を使用して、通常120~240℃、好ましくは140~200℃の温度で溶融混練することにより得ることができる。
本発明の物品は、本発明の熱可塑性エラストマー組成物を含む。本発明の物品としては、例えば、医療用混注栓、並びに該医療用混注栓を含む輸血用バッグ、輸液用容器、薬液容器、血液透析の血液回路、及び腹膜透析液バック;食品包装用混注栓、及び、該食品包装用混注栓を含む食品包装用容器、食品包装用袋;更に、医療用混注栓や食品包装用混注栓以外の混注栓、該混注栓を含む容器、プレフィールドシリンジガスケット、連結ゴム管、及びパッキンなどを挙げることができる。
(1)硬さ:
熱可塑性エラストマー組成物を用い、厚さ6.3mmのプレスシートを作製し、試験片とした。JIS K 6253:2012に従い、上記試験片を用いて、Aタイプデュロメータ硬さの15秒値を測定した。
熱可塑性エラストマー組成物を用い、温度220℃、射出圧力150MPaの条件で射出成形し、直径22mm、高さ5.6mmの円柱状の試験片を作製した。次に、内容積1000ml、口の内径18mm、口首の長さ8mmの口首部の内径が一定であるポリプロピレン製嵌合ユニットの内部に蒸留水を500ml入れ、上記試験片と篏合ユニット間を水が漏れない様にテープを用いて装着させた(図2参照)。続いて、上記試験片に対して、太さ3.6mmのプラスチック製針(株式会社ジェイ・エム・エスの「JY-ND323L(商品名)」)を刺し、試験片を装着した嵌合ユニットを天地反転させ、そのまま温度23℃、相対湿度50%環境下で2時間放置した。その後、上記プラスチック製針を抜き、1分間目視観察を行い、上記試験片からの水漏れの有無を判定した。同様の試験を5回繰り返し、水漏れのなかった回数を記録した。また漏れた水の量を、全5回の合計量から1回分の平均量として(自然数5で除して)算出した。
上記試験片に対して針を刺した後、そのまま温度23℃、相対湿度50%環境下で24時間放置してから抜く操作に変更したこと以外は、上記試験(2)耐液漏れ性1と同様に行った。
(a)水添ブロック共重合体:
(a-1)株式会社クラレのスチレン・エチレン・エチレン・プロピレン・スチレン共重合体(スチレン・ブタジエン・イソプレン・スチレンブロック共重合体の水素添加物)「セプトン4044(商品名)」。重合体ブロックAはスチレンの単独重合体であって少なくとも2個有する;重合体ブロックBはイソプレンとブタジエンとの共重合体であって、イソプレンに由来する構造単位の含有量は70質量%;イソプレンに由来する構造単位のミクロ構造は、1,4-ミクロ構造が100質量%;水素添加率90モル%;スチレンに由来する構造単位の含有量32質量%(上記重合体ブロックAの質量は32質量%);質量平均分子量173,000;分子量分布1.23。
(a’-1)クレイトンジャパン社のスチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体(スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体の水素添加物)「クレイトンG1654H(商品名)」。重合体ブロックAはスチレンの単独重合体であって少なくとも2個有する;重合体ブロックBはブタジエンの単独重合体であり、イソプレンに由来する構造単位を有しない;水素添加率90モル%以上;スチレンに由来する構造単位の含有量29質量%(上記重合体ブロックAの質量は29質量%);質量平均分子量189,000;分子量分布1.33。
(b1-1)日本ポリプロ株式会社のプロピレンとエチレンとのランダム共重合体「MG03E(商品名)」。融解エンタルピー83J/g;融点148℃;MFR30g/10分。
(b’-1)日本ポリエチレン株式会社の高密度ポリエチレン「HJ490(商品名)」。融解エンタルピー185J/g;融点133℃;MFR(温度190℃、荷重21.18N)20g/10分。
(c-1)ヤスハラケミカル株式会社の水添テルペン樹脂「クリアロンP-135(商品名)」。軟化点135℃。
(c-2)出光興産株式会社の水添石油樹脂「アイマープP-140(商品名)」。軟化点140℃。
(d-1)出光興産株式会社の直鎖状飽和炭化水素系パラフィンオイル「ダイアナプロセスオイルPW-380(商品名)」。37.8℃における動的粘度380cSt;流動点-15℃;引火点300℃。
(e-1)松村産業株式会社のタルク「クラウンタルクJS(商品名)」。メジアン径D50は10μm。
表1~3の何れか1に示す配合物を、L/D=57、シリンダー径45mmの同方向回転二軸押出機を使用し、ダイス出口樹脂温度200℃、スクリュウ回転数200rpmの条件で溶融混練し、熱可塑性エラストマー組成物を得た。得られた各熱可塑性エラストマー組成物について、上記評価試験(1)~(3)を行った。結果を表1~3の何れか1に示す。
2: ベースライン
3: 融解エンタルピーを表す領域
4: ピークトップ
5: 積分始点
6: 積分終点
7: 口の内径
8: 口首の長さ
9: 嵌合ユニットの口に装着された試験片
10: 嵌合ユニット内部に入れられた水
Claims (8)
- (a)水添ブロック共重合体 72~95質量%;及び
(b)ポリプロピレン系重合体 28~5質量%;
からなる熱可塑性樹脂 100質量部;
(c)水添石油樹脂 0.5~20質量部;並びに、
(d)非芳香族系ゴム用軟化剤 110~250質量部;
を含み、
ここで前記(a)水添ブロック共重合体と前記(b)ポリプロピレン系重合体の和は100質量%であり;
前記(a)水添ブロック共重合体は、
(a1)芳香族ビニル化合物を主体とする少なくとも2個の重合体ブロックAと、イソプレンを主体とする少なくとも1個の重合体ブロックBとからなるブロック共重合体の水添ブロック共重合体であり;
(a2)イソプレンに由来する構造単位を有し、前記イソプレンに由来する構造単位のうち1,4-ミクロ構造を有する構造単位が、イソプレンに由来する構造単位の総和を100質量%として、70~100質量%であり;
(a3)水素添加前の炭素・炭素二重結合の数を100モル%として、炭素・炭素二重結合の90モル%以上が水素添加されており;
(a4)前記重合体ブロックAの質量が、前記(a)水添ブロック共重合体の質量を100質量%として、5~70質量%であり;
(a5)質量平均分子量が50,000~550,000であり;
前記(b)ポリプロピレン系重合体は、
(b1)示差走査熱量計により測定される融解エンタルピーが20~85J/gであり、融点が130℃~155℃であるポリプロピレン系重合体 5~95質量%;及び
(b2)示差走査熱量計により測定される融解エンタルピーが85J/g超であり、融点が155℃超であるポリプロピレン系重合体 95~5質量%;
からなる樹脂混合物であり;
ここで前記(b1)ポリプロピレン系重合体と前記(b2)ポリプロピレン系重合体との和は100質量%である;
熱可塑性エラストマー組成物。 - 前記(b1)ポリプロピレン系重合体は、ASTM D1238に従い、230℃、21.18Nの条件で測定されるメルトマスフローレートが、10g/10分超かつ50g/10分未満であり;
前記(b2)ポリプロピレン系重合体は、ASTM D1238に従い、230℃、21.18Nの条件で測定されるメルトマスフローレートが、10g/10分超かつ80g/10分以下である;
請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。 - 更に(e)タルクを、前記熱可塑性樹脂100質量部に対して、2~20質量部含む、請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 前記(e)タルクの、JIS R 1629:1997に従い、レーザ回折・散乱法により測定した粒子径分布の体積基準の積算分率における50%径の値(メジアン径D50)が、1~40μmである、請求項3に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- JIS K 6253:2012に従い測定したAタイプデュロメータ硬さの15秒値が10~30である請求項1に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 混注栓用である請求項1~5の何れか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物。
- 請求項1~5の何れか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物を含む物品。
- 請求項1~5の何れか1項に記載の熱可塑性エラストマー組成物からなる医療用混注栓。
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