弹性体组成物以及医疗容器用塞子技术领域
本发明,涉及一种例如作为输液袋等医疗容器所配备的塞子的材料所使用的弹性体
组成物。本发明的弹性体组成物,以特定的比例含有特定的嵌段共聚物,丙烯聚合物,
软化剂以及芳香族聚合物。使用本发明的组成物所制得的成形体,作为医疗用塞子具有
优良的特性。
背景技术
本发明和类似的弹性体组成物,众所周知的有好几种(专利文献1-5)。并且,这
些专利文献中也揭示有使用组成物所制得的成型体可使用于医疗容器塞子的用途。
[专利文献1]日本特开昭61-037242号公报
[专利文献2]日本特开平07-228749号公报
[专利文献3]日本特开平09-173417号公报
[专利文献4]日本特开2002-143270号公报
[专利文献5]日本特开2007-050138号公报
使用以上述专利文献等所揭示的弹性体组成物作为材料所制得的成型体,不能充分
满足用作医疗容器的塞子的情况时所要求的耐热性(通过高压蒸汽杀菌不变形),耐漏
液性(在插入拔出各种针的条件下,不会从插入拔出部位漏液,渗出),以及针保持性
(受到一定负重的针不易脱落)的全部性能,而且也受到使用条件的限制。
本发明,以提供一种可用作上述耐热性,耐漏液性以及针保持性优良的成型体的塞
子的材料的弹性体组成物为目的。
发明内容
为解决上述课题,权利要求1所述的发明的医疗容器塞子用弹性体组成物,其是组
成物,其含有;
10~90质量分的下述嵌段共聚物A,
90~10质量分的下述嵌段共聚物P(但是,嵌段共聚物A以及嵌段共聚物P的合计
量为100质量分),
100~300质量分的在40℃中动粘度为50~500cSt的软化剂B,
1~50质量分的弯曲弹性率为1000~3000Mpa的丙烯聚合物C,
以及1~50质量分的芳香族聚合物D
上述嵌段共聚物A,
其是具有1个以共轭二烯单体为主体的聚合物嵌段Y1,在上述聚合物嵌段Y1的两
末端具有各1个合计为2个的以芳香族乙烯单体为主体的聚合物嵌段X1的嵌段共聚物
Z1的氢化物,
其是重量平均分子量为15~50万,芳香族乙烯单体单位的含有比例为20~50质量%
的嵌段共聚物,
上述嵌段共聚物P,
其是具有1个以共轭二烯单体和芳香族单体为主体的共聚物嵌段Y2,在上述共聚物
嵌段Y2的两末端具有各1个合计为2个的以芳香族乙烯单体为主体的聚合物嵌段X2的
嵌段共聚物Z2的氢化物,
其是重量平均分子量为16~40万,芳香族乙烯单体单位的含有比例为40~80质量%
的嵌段共聚物。
权利要求2所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求1所述的组成物中,
上述嵌段共聚物P为多嵌段共聚物。
权利要求3所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求1所述的组成物中,
上述嵌段共聚物P为控制分布嵌段共聚物。
权利要求4所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求1~3的其中任何
一项所述的组成物中,构成上述嵌段共聚物A以及上述嵌段共聚物P的共轭二烯单体为
丁二烯和/或异戊二烯。
权利要求5所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求1~4的其中任何
一项所述的组成物中,上述丙烯聚合物C为聚丙烯。
权利要求6所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求1~5的其中任何
一项所述的组成物中,上述芳香族聚合物D,其以ASTM E28为基准所测定的软化点为
80~200℃。
权利要求7所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求1~6的其中任何
一项所述的组成物中,上述芳香族聚合物D,含有作为主成份的以α-甲基苯乙烯为主体
的聚合物。
权利要求8所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求1~7的其中任何
一项所述的组成物中,再添加1~100质量分的填剂E。
权利要求9所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求8所述的组成物中,
上述填剂E为板状或鳞片状。
权利要求10所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求9所述的组成物
中,上述板状或鳞片中的填剂E为滑石,粘土,云母或透明石膏。
权利要求11所述的发明的弹性体组成物,其特征为,在权利要求1~10的其中任
何一项所述的组成物中,以JIS K6253为基准所测定的测定时间1秒的A硬度为30~50。
权利要求12所述的发明的医疗容器用塞子,其特征为,其是由权利要求1~11的
其中任何一项所述的弹性体组成物所成。
发明的效果
本发明的组成物,可以注塑成型,挤出成型,冲压成型等周知的方法成型。使用以
本发明的组成物为材料所制得的成型体,为医疗容器塞子所要求的重要特性的耐热性,
耐漏液性以及针保持性优良的成型体。
附图说明
图1是表示塑料针插入试验,混注想定试验,负重垂吊试验的说明图。
具体实施方式
本说明书中,数值范围表示为「下限值~上限值」的情况时,是指下限值以上(包
含下限值),上限值以下(包含上限值)的意思。
分子量是根据凝胶渗透色谱法(gel permeation chromatography,以下称作GPC)
所测定的聚苯乙烯换算的。一般,重量平均分子量记作Mw,数平均分子量记作Mn。
首先,本发明的弹性体组成物,依照必须成分的嵌段共聚物A,嵌段共聚物P,软
化剂B,丙烯聚合物C,以及芳香族聚合物D,和任意成分的顺序说明。
(嵌段共聚物A)
嵌段共聚物A,是用于使从弹性体组成物所得的成型体的耐热性,耐漏液性,以及
针保持性变良好的重要成分。
上述嵌段共聚物A,是添加了下述的嵌段共聚物Z1的氢化嵌段共聚物,重量平均分
子量为15~50万,芳香族乙烯单体单位的含有比例为20~50质量%。
嵌段共聚物Z1,是具有1个以共轭二烯单体为主体的聚合物嵌段Y1,在上述聚合
物嵌段Y1的两末端具有各1个合计为2个的以芳香族乙烯单体为主体的聚合物嵌段X1
的三嵌段共聚物。
作为上述聚合物嵌段X1的主要构成单位的芳香族乙烯单体,可例举如;苯乙烯,
o-甲基苯乙烯,p-甲基苯乙烯,p-t(叔(三))-丁基苯乙烯,1,3-二甲基苯乙烯,α-
甲基苯乙烯,乙烯基萘,乙烯蒽等,上述芳香族乙烯单体可两种以上并用,但一般选择
容易取得的苯乙烯。上述芳香族单体两种以上并用的情况时,使用在上述聚合物嵌段X1
中的苯乙烯的量优选为80质量%以上。苯乙烯单位的比例如不足,则由所制得的弹性体
组成物所成的成型体其耐热性差。
作为聚合物嵌段Y1的主要构成单位的共轭二烯单体,可例举如;丁二烯,异戊二
烯,氯丁二烯等,上述共轭二烯单体可两种以上并用,但从成型物的耐漏液性,耐热性
来看,优选丁二烯和/或异戊二烯。
在上述聚合物嵌段Y1中的共轭二烯单体单位的比例为70质量%以上,优选为80质
量%以上,更优选为90质量%以上。上述共轭二烯单体单位的比例如未满70质量%的情
况时,最终物的弹性体组成物的橡胶弹性不足,从而所得成型体的耐漏液性变差。
上述聚合物嵌段Y1中,共轭二烯单体聚合物主键中的1,2-结合的比例优选存在为
10~50%,更优选为15~45%,最优选为20~40%。
如上述1,2-结合的比例过少,则在所得的弹性体组成物中,和丙烯聚合物C的相
溶性变差,从而所得的成型体的耐漏液性有劣化的情况。另一方面,如上述1,2-结合的
比例过多,则所得的弹性体组成物的橡胶弹性不足,从而所得的成型体的耐漏液性有劣
化的情况。
上述聚合物嵌段X1以及上述聚合物嵌段Y1中,只要不脱离本发明的目的,可将具
有能和上述芳香族乙烯单体共聚合的不饱和二重结合的单体的一种或两种以上共聚合,
或可将具有能上述共轭二烯单体共聚合的不饱和二重结合的单体的一种或两种以上共
聚合。
作为上述单体,例如;甲基丙烯酸酯,乙基丙烯酸酯,n-丙基丙烯酸酯,iso-丙基
丙烯酸酯,n-丁基丙烯酸酯,iso-丁基丙烯酸酯,t-丁基丙烯酸酯,2-乙基己基丙烯酸
酯,环己基丙烯酸酯,四氢糠基丙烯酸酯,甲基丙烯酸甲酯,乙基丙烯酸甲酯,丙基丙
烯酸甲酯,n-丙基丙烯酸甲酯,iso-丙基丙烯酸甲酯,n-丁基丙烯酸甲酯,iso-丁基丙
烯酸甲酯,2-乙基己基丙烯酸甲酯,环己基丙烯酸甲酯,四氢糠基丙烯酸甲酯,硬脂丙
烯酸酯,月桂基丙烯酸甲酯等的脂肪族或环式丙烯酸酯和/或丙烯酸酯,甲基乙烯醚,
乙基乙烯醚,n-丙基乙烯醚,n-丁基乙烯醚,iso-丁基乙烯醚等的乙烯醚类,丙烯腈,
甲基丙烯腈等的腈类单体,乙酸乙烯酯,丙酸乙烯酯等的脂肪酸乙烯酯,氯乙烯,亚(二)
氯乙烯,氟乙烯,亚(二)氟乙烯等含卤单体,乙烯,丙烯等的聚烯烃,丙烯酸,甲基
丙烯酸(异丁烯酸),衣康酸,马来酸(顺式丁烯二酸),巴豆酸,阿托酸,柠康酸等
的α,β-不饱和碳基酸,2-羟乙基丙烯酸甲酯,2-羟乙基丙烯酸酯,2-羟丙基丙烯酸
甲酯,2-羟丙基丙烯酸酯,烯丙醇等的含羟基单体,丙烯酰胺,甲基丙烯酰胺,双丙酮
丙烯酰胺等的酰胺类,二甲胺乙基丙烯酸甲酯,二甲胺乙基丙烯酸酯,二甲胺丙基丙烯
酸甲酯,二甲胺丙基等的含氨基单体,缩水甘油基(丙三基,甘油基)丙烯酸酯,缩水
甘油基丙烯酸甲酯,缩水甘油基烯丙醚等的含环氧基单体,其他还有乙烯基吡咯烷酮,
乙烯基吡啶,乙烯基咔唑等的水溶性单体,并且还有,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧
硅烷,乙烯基三乙氧硅烷,三甲氧硅基苯乙烯,p-三乙氧硅基苯乙烯,p-三甲氧硅基-
α-甲基苯乙烯,p-三乙甲氧硅基-α-甲基苯乙烯,γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧硅烷,乙
烯基三甲氧硅烷,N-β(N-乙烯基苄胺基乙基-γ-氨基丙基)三甲氧硅烷·盐酸盐等的
含加水分解性硅基的乙烯单体。
上述嵌段共聚物Z1,如前述那样,为三嵌段共聚物,但两末端的聚合物嵌段X1也
可为同样种类或不同种类。
本发明中,在聚合物嵌段Y1的一末端只结合了1个的聚合物嵌段X1的二嵌段共聚
物,由所得的弹性体组成物所成的成型体的耐热性因不充分,所以不能作为嵌段共聚物
Z1使用。
但是,即使形式上被称作二嵌段型共聚物的共聚物,但实质上也不排除和本发明的
三嵌段型共聚物同样构成的共聚物。
例如,即使为聚合物嵌段X1和聚合物嵌段Y1’各结合一个的共聚物,但如果聚合
物嵌段Y1’由芳香族单体单位以及共轭二烯单体单位组成,在整个聚合物嵌段Y1’领
域各单体单位的分布比例不均匀,在和聚合物嵌段X1邻接的领域共轭二烯单体单位丰
富,在离开聚合物嵌段X1的领域中芳香族乙烯单体单位丰富的嵌段共聚物的情况时,
也如以下那样理解,是包含在本发明的嵌段共聚物Z1的范围。
也就是上述聚合物嵌段Y1’,能形成为由以共轭二烯单体单位为主体的聚合物嵌
段,和以芳香族乙烯单体单位为主体的聚合物嵌段所成的二嵌段型的共聚物嵌段,像这
样的聚合物嵌段Y1’和聚合物嵌段X1各结合一个的嵌段共聚物,实质上成为三嵌段型
的共聚物,其氢化物包含在本发明的嵌段共聚物A的范围。这是因为本发明的嵌段共聚
物A的构成本质为具备2个富有芳香族乙烯单体单位的领域和夹在该2个领域之间的1
个富有共轭二烯单体单位的领域。
上述嵌段共聚物Z1,优选具有10~60质量%的聚合物嵌段X1。更优选具有10~60
质量%。
上述聚合物嵌段X1的含有量不足10质量%的嵌段共聚物,由所得的弹性体组成物
所成的成型体的耐热性不充分,上述聚合物嵌段X1的含有量超过60质量%的嵌段共聚
物,所得的弹性体组成物的弹性不足,从而由这样的弹性体组成物所成的成型体其耐漏
液性有可能变差。
嵌段共聚物A,上述嵌段共聚物Z1通过周知的方法氢化,聚合物嵌段Y1的只要构
成单位的来自共轭二烯的不饱和二重结合转化为饱和结合。氢化的比例优选为80%以上,
更优选为90%以上。如不氢化或氢化不充分则会出现所得的弹性体组成物的耐热性不充
分的情况。氢化嵌段共聚物以实际上不氢化苯乙烯为条件。
上述嵌段共聚物之中最一般的为由苯乙烯聚合物嵌段(S),和丁二烯聚合物嵌段
(B),和苯乙烯嵌段(S)所成的三嵌段共聚物的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS
的氢化物。如氢化上述SBS,则形成以来自于丁二烯聚合物嵌段(B)中的1,4-结合的
丁二烯单位(1,3-丁二烯经附加1,4而生成的丁二烯单体单位)的构成单位
「-CH2-CH2-CH2-CH2-」作为2个乙烯单位(E),以来自于1,2-结合的丁二烯单位(1,
3-丁二烯经附加1,2而生成的丁二烯单体单位)的构成单位「-CH2-CH-(C2H5)-」为丁
烯单位(B)的苯乙烯-丁烯聚合物嵌段(EB),其构成简单表示为S-EB-S。因而,上述
SBS的氢化物略称为SEBS。
上述嵌段共聚物A中除了上述SEBS以外,也包含由苯乙烯聚合物嵌段(S),和异
戊二烯聚合物嵌段(I),和苯乙烯聚合物嵌段(S)所成的三嵌段共聚物的氢化物的苯
乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS),或由苯乙烯聚合物嵌段(S),和丁二烯
-异戊二烯共聚物嵌段(BI),和苯乙烯聚合物嵌段(S)所成的三嵌段共聚物的氢化物
的苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)等。
从耐漏液性的面来看,作为本发明的弹性体最优选为SEBS,作为此理由,可以认为
夹在两端的S嵌段之间的嵌段中,具有来自于1,4-结合的丁二烯单位的构成成分
「-CH2-CH2-CH2-CH2-」(E),和来自于1,2-结合的丁二烯单位的构成成分「-CH2-CH(C2H5)
-」作为主要构成要素的构造,通过赋予本发明的弹性体组成物适当的弹性,而对耐漏
液性起到重要的作用。
上述嵌段共聚物A,具有20~50质量%的以全构成单体单位为基准的芳香族乙烯单
体单位。并且芳香族乙烯单体单位的比例,以全构成单体单位为基准优选为20~45质
量%,更优选为20~40质量%。芳香族乙烯单体单位的比例如不足20质量%则所得的成
型体其耐热性变得不充分。如耐热性不充分则在杀菌等加热处理时成型体有时会变形。
芳香族乙烯单体单位的比例如超过50质量%则组成物的橡胶弹性不足,所得的成型体其
耐漏液性变差。
上述嵌段共聚物A的重量平均分子量(Mw)为15~50万,优选为20~45万。如Mw
不足15万则所得的成形体其耐热性变得不充分。如Mw超过50万所得的成型体其耐漏
液性(使用后述的金属针的混注想定试验)变得不充分,从而使用受到限制。
上述嵌段共聚物A也可2种以上并用。
本发明中的嵌段共聚物的重量平均分子量通过凝胶渗透色谱法(GPC)所测定。
通过GPC的分子量的测定条件如下。
·泵(pump):JASCO(日本分光株式会社制)PU-980
·柱温箱(Column Oven):昭和电工株式会社制AO-50
·检测器(Detector):日立株式会社制R1(差分折射计(Differential
Refractometer))检测器L-3300
·柱列种类(Column Type):直列使用昭和电工株式会社制「K-805L(8.0×
300mm)」以及「K-804L(8.0×300mm)」各一根
·柱列温度(Column Temperature):40℃
·格子柱列(Grid Column):K-G(4.6×10mm)
·淘洗液(Eluting Solution):三氯甲烷
·淘洗液流量(Flow Rate of Eluting Solution):1.0ml/分
·试料浓度(Sample Solution Concentration):1.0mg/ml
·试料溶液过滤(Sample Solution Concentration):聚四氯乙烯制0.45μm
孔径一次性过滤器
·检量线用标准试料(Standard Sample to make calibration curve):昭
和电工株式会社制聚苯乙烯
本发明所使用的嵌段共聚物A,例如G1651,G1633(商品名,科腾高性能聚合物公
司(Karton Performance Polymers Inc.),SEBS),塞普通4055(SEPTON 4055)(商
品名,可乐丽有限公司(Kuraray Co.,Ltd.)SEEPS),塞普通2006(SEPTON 2066)
(商品名,可乐丽有限公司(Kuraray Co.,Ltd.)SEPS),市面上有销售。
(嵌段共聚物P)
上述嵌段共聚物P,是为了使从组成物所得的成型体的耐漏液性以及针保持性变的
良好的重要成分。
上述嵌段共聚物P,是下述的嵌段共聚物Z2的氢化物。
嵌段共聚物Z2,是具有1个以共轭二烯单体和芳香族乙烯单体为主体的共聚物嵌段
Y2,在共聚物嵌段Y2的两末端具有各1个合计为2个的以芳香族单体单位为主体的聚
合物嵌段X2的嵌段共聚物。
作为以上述共轭二烯单体和芳香族乙烯但为主体的共聚物嵌段Y2,一般是由以上述
共轭二烯单体为主体的聚合物的嵌段YB2和以上述芳香族乙烯单体为主体的聚合物的嵌
段YS2所成的嵌段型的共聚物,和上述共轭二烯单体和上述芳香族乙烯单体的构成单体
单位的组成分布为具有许多个不同区域的控制分布型的共聚物。
上述嵌段型的共聚物嵌段Y2,通常构成为;由2个以上以共轭二烯单体为主体的聚
合物嵌段YB2,1个以上的以芳香族乙烯单体为主体的聚合物嵌段YS2所成,在两末端
配置聚合物嵌段YB2,像这样在共聚物嵌段Y2的两末端具有以芳香族乙烯单体为主体的
聚合物嵌段X2的嵌段共聚物Z2的氢化物的嵌段共聚物P,相对三嵌段共聚物的嵌段共
聚物A被称作多嵌段共聚物。
例如,具体而言,共轭二烯单体为丁二烯,芳香族乙烯单体为苯乙烯的情况时,三
嵌段共聚物的嵌段共聚物Z1具有以下化学式1的构成。
【化学式1】
S-B-S
氢化嵌段共聚物A具有以下化学式2的构成。
【化学式2】
S-EB-S
多嵌段共聚物Z2具有以下化学式3的构成。
【化学式3】
氢化嵌段共聚物P具有以下化学式4的构成。
【化学式4】
作为化学式4所表示的嵌段共聚物P之中n1的情况时的例,可例举具以下化学式5
构成的五嵌段型的共聚物。
【化学式5】
S-EB-S-EB-S
上述控制分布型的共聚物嵌段Y2,包含富有共轭二烯单体单位的两末端区域(邻接
于上述聚合物嵌段X2的区域)以及不富有芳香族单体单位的两末端区域(不邻接于上
述聚合物嵌段X2的区域)。在此,富有是指大于构成共聚物嵌段Y2的组成比例的平均
量,优选具有平均量5%以上的量的意思。
在上述控制分布型的共聚物嵌段Y2的两末端具有以芳香族乙烯单体单位为主体的
聚合物嵌段X2的嵌段共聚物Z2或其氢化嵌段共聚物被叫作控制分布嵌段共聚物,其详
细内容在公开专利公报(A)(日本专利特开2007-84821号公报),特表专利公报(A)
(日本专利特表2009-542822号公报)中有记载。
作为上述聚合物嵌段Y2,除了上述多嵌段型,控制分布型以外,也包含共轭二烯单
体和芳香族单体的无规则共聚物嵌段。
上述嵌段共聚物P之中的控制分布型的共聚物,共轭二烯单体为丁二烯,芳香族乙
烯单体为苯乙烯的情况时,以S-EB/S-S表示。
三嵌段共聚物的嵌段共聚物A,例如S-EB-S,热力学的非相溶的苯乙烯聚合物嵌段
(S段(segment))和乙烯-丁烯聚合物嵌段(EB段)的二个段以形成微相分离结构
(microdomain lamellar structures)实现高机械性质(刚性,强度,橡胶弹性,牢
固性)或光学特性。其结构,玻璃转移点高(Tg)高的两末端S段成为物理性交联点的
S区域,低Tg的EB段成为矩阵(matrix)。
对于这些,多嵌段共聚物或控制分布嵌段共聚物的嵌段共聚物P,例如S-EB/S-S,
在上述三嵌段型中再通过EB/S的S形成S区域,上述物理性的交联点的S区域的密度
变得高于三嵌段型,从而强化组成物的刚性以及橡胶弹性。
本发明所使用的嵌段共聚物P,例如作为RP6935(商品名,科腾高性能聚合物公司,
氢化控制分布嵌段共聚物,S-EB/S-S)市场上有售。
上述嵌段共聚物P,是以全构成单体单位为基准具有40~80质量%的芳香族乙烯单
体单位的共聚物。并且芳香族乙烯单体单位的比例,优选为40质量%以上80质量%以下,
更优选为45质量%以上80质量%以下,最优选为50质量%以上80质量%以下。芳香族乙
烯单体单位的比例,不足40质量%的情况时,所得的成型体除了针保持性不充分以外,
耐热性也容易不足。芳香族乙烯单体单位的比例如超过80质量%则弹性体组成物的橡胶
弹性不足,从而所得的成型体其耐漏液性变差。
上述嵌段共聚物P的Mw为16~40万,优选为20~35万。Mw如不足16万则所得的
成型体其耐热性变得不充分。如耐热性为不充分则在杀菌等加热处理时成型体有时会变
形。
Mw如超过40万则所得的成型体其耐漏液性(使用后述的金属针的混注想定试验)
变得不充分,从而使用受到限制。
上述嵌段共聚物P也可2种以上并用。
本发明的弹性体组成物中,上述嵌段共聚物A以及上述嵌段共聚物P,各自以10~
90质量分的范围,以两者的合计达到100质量分的比例所使用。上述嵌段共聚物A的比
例如不足10质量分(嵌段共聚物P的比例超过90质量分),则所得的成型体其耐漏液
性变得不充分。上述嵌段共聚物A的比例如超过90质量分(嵌段共聚物P的比例不足
10质量分),则所得的成型体其针保持性变得不充分。上述嵌段共聚物A以及上述嵌段
共聚物P的优选比例为各自在20~80质量分的范围,更优选的比例为各自在30~70质
量分的范围。
(软化剂B)
上述软化剂B,是使所得的成型体的耐漏液性以及针保持性的均衡性保持良好的成
分,并且,是赋予所加热熔融的组成物流动性而使成型性良好的成分。
作为上述软化剂B,通常可使用添加在一般的热塑性弹性体组成物中的油状化合物。
作为软化剂B,除了可例举如石蜡类油,环烷类油,芳香族类油以外,也可使用常温(20℃)
中为液体的低聚合度的乙烯类单体的聚合物的低聚物(烯烃类低聚物,二烯化合物类低
聚物,丙烯酸类低聚物等)。作为软化剂B优先为石蜡油。
上述软化剂B,在40℃中其动粘度为50~500cSt的范围,优先为55~500cSt,动
粘度如不足50cSt则所得的成形体除了其耐漏液性变得不充分以外,软化剂容易在成型
体的表面析出。动粘度如超过500cSt则除了组成物其成型性变得不充分以外,所得的
成型体其耐漏液性变得不充分。上述软化剂B可两种以上并用。
(丙烯聚合物C)
上述丙烯聚合物C,是使所得的成型体的耐漏液性以及针保持性的均衡性保持良好
的成分,并且,是使组成物的成形性变得良好的成分。
上述丙烯聚合物C,是含有作为主要构成单位的丙烯单体单位的聚合物,也可为丙
烯的单独聚合物,也可为在不影响成型体性能范围的比例下已共聚和了丙烯以外的游离
基聚合性单体的聚合物。如为共聚物的情况时,丙烯单体单位的比例优先为70质量%以
上,更优先为80质量%以上,最优先为90质量%以上。而实际上最优先为丙烯的单独聚
合物。丙烯单体单位的比例如不足70质量%,则所得的成型体其耐漏液性以及针保持性
变差。上述丙烯聚合物C也可2种以上并用。
作为丙烯以外的游离基聚合性单体,可例举如乙烯等,丙烯以外的聚烯烃。
上述丙烯聚合物C,以JIS K6921-2为基准所测定的0.46Mpa中的负重弯曲温度优
选为80℃以上,更优选为90℃以上,最优选为100℃以上。如上述丙烯聚合物C的负重
弯曲温度过低,则所得的成型体的耐热性有变得不充分的情况。优选的负重弯曲温度的
上限没有特别限定,但以丙烯为主体的聚合物的负重弯曲温度的上限通常为150℃左右。
上述丙烯聚合物C,其弯曲弹性率为1000~3000MPa的范围,优先为1100~2500MPa,
更优先为1200~2000MPa 40万。弯曲弹性率如不足1000MPa则所得的成型体其耐漏液
性以及针保持性变差。弯曲弹性率如超过3000MPa则所得的成型体其耐漏液性变差。
(芳香族聚合物D)
使用在本发明中的芳香族D,是含有作为构成单位的芳香族化合物的低分子量的聚
合物。芳香族聚合物D的Mw优选为1000~30000的范围,更优选为1200~25000的范
围,最优选为1500~20000的范围,特别优选为2000~15000的范围。芳香族聚合物D
的Mn优选为500~15000的范围,更优选为700~12000的范围,最优选为800~10000
的范围,特别优选为1000~8000的范围。
上述芳香族聚合物D,能使芳香族乙烯单体聚合。苯乙烯以及α-甲基苯乙烯,优选
作为上述芳香族乙烯单体。
上述芳香族聚合物D,也可为使石脑油分解中副产的芳香族化合物聚合所得的聚合
物。如在本发明的弹性体组成物中配合上述芳香族聚合物D,则可大幅度改良所得成型
体的针保持性。并且如配合上述芳香族聚合物D,则作为嵌段共聚物A,构成Y1的共轭
二烯单体也可使用异戊二烯单独或异戊二烯和丁二烯并用的苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯
嵌段共聚物(SEPS)或苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯=苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS)等,从而
嵌段共聚物A的选择自由度扩大。
从耐热性或针保持性等的观点来看,实质上,由苯乙烯单体以及α-甲基苯乙烯单
体单位所成的聚合物,优选作为芳香族聚合物D。
芳香族聚合物D,以ASTM E28为基准所测定的软化点(Ring and Ball Softening
point)优选为80~200℃的范围,更优选为90~180的范围,最优选100~160℃的范
围。
作为优选的芳香族聚合物D的例,可例举如;含有作为构成单体单位的Kristalex
5140,Kristalex3115,Kristalex3080,Kristalex3070(其中任何一种多是美国伊斯
曼化学公司制(EASTMAN CHEMICAL),Endex155(美国伊斯曼化学公司制(EASTMAN
CHEMICAL))等的α-甲基苯乙烯单体单位所成的聚合物。作为其他芳香族聚合物D的
例,可例举如三洋化成工业株式会社制的RESIT(注册商标),东亚合成株式会社制的
Arufon(注册商标)等苯乙烯为主体的低分子量的聚合物。
α-甲基苯乙烯单体单位的含有比例,以芳香族聚合物D100质量%为基准优选为10
质量%以上,更优选为20质量%以上,最优选为30质量%以上,特别优选为40质量%以
上,最最优选为50质量%以上。
(弹性体组成物)
本发明的弹性体组成物,含有10~90质量分的上述嵌段共聚物A,10~90质量分
的上述嵌段聚合物P(嵌段聚合物A以及嵌段聚合物P的合计量为100质量分),100~
300质量分的上述软化剂B(优先为120~280质量分),更优先为130~260质量分,
最优先为140~250质量分),1~50质量分的上述丙烯聚合物C(优先为5~40质量分,
更优先为10~30质量分),以及1~50质量分的芳香族聚合物D(优先为5~45质量分,
更优先为10~40质量分)的组成物。
上述软化剂B的比例如不足100质量分则除了组成物其成型性变得不充分以外,所
得的成形体其耐漏液性也变得不充分。上述软化剂B的比例如超过300质量分则除了成
型体其针保持性变差以外,耐漏液性也容易变得不充分。
上述丙烯聚合物C的比例如不足1质量分则组成物其成型性变得不充分,如超过50
质量分则所得的成型体其耐漏液性变得不充分。
上述芳香族聚合物D的比例如不足1质量分,则针保持性的改良效果变的不显著,
如超过50质量分则所得的成型体其耐漏液性变差。
(任意成分)
本发明的组成物,除了上述必须成分以外,也可在不影响性能的范围下配合其他的
任意成分。作为任意成分,可例举如;嵌段共聚物A,嵌段共聚物P以及丙烯聚合物C,
芳香族聚合物D以外的热塑性树脂(以下,称作其他的热塑性树脂),填剂,润滑剂,
抗封闭剂,阻燃剂等,以及抗氧化剂,热稳定剂,光稳定剂,紫外线吸收剂等代表抑制
主要成分的变质,分解等的添加剂。
本发明的弹性体组成物中,作为特别有用的填剂,为板状或鳞片状。
作为上述板状填剂,可例举如板状滑石,板状粘土,板状云母,绢云母等。通过在
弹性体组成物中添加上述板状或鳞片状填剂,能进一步大幅度改善所得的成型体的针保
持性。
非板状或非鳞片状的碳酸钙,氧化硅等的填剂,虽然及不上板状或鳞片状的填剂,
但也能改善成型体的针保持性。
配合上述任意成分时的配合比例,以不影响弹性体组成物以及成形体的性能的范围
适当决定。
作为其他热塑性树脂,可例举如上述嵌段共聚物A以及上述嵌段共聚物P以外的嵌
段共聚物,上述丙烯聚合物C以外的丙烯聚合物,聚乙烯,乙烯-乙酸乙烯共聚物,乙
烯-α烯烃共聚物,丙烯酸聚合物,聚氨酯,聚酯,聚醚等。配合其他热塑性树脂时的
配合比例,以上述嵌段共聚物A以及上述嵌段共聚物P的合计量100质量分为基准,优
先为100质量分以下,更优先为70质量分以下,最优先为40质量分以下,特别优先为
20质量分以下,最最优先为15质量分以下。其他热塑性树脂的比例如过多则所得的成
型体其耐热性,耐漏液性以及针保持性的其中任何一种有时会变得不充分。
本发明的弹性体组成物,是通过周知的方法将规定比例的上述成分混合和/或混练
所制得。
在混合时,可使用亨舍尔混合机(Henschel Mixer),螺条式混合机(Ribbon
blender),V型混合机等。
混炼时,可使用挤出机(Extruder),碾磨辊(Mixing roll),混炼机(Kneader),
班布瑞密闭式混炼机(Banbury mixer),布拉班德尔塑性计(Brabander plastograph)
等。
例如,用混合机将粉末状或颗粒状的固体主原料(成分A,P,C,D)搅拌,混合(干
式混合),接着添加液状主原料(成分B)并搅拌,混合(将成分B含浸在成分A,P,
C,D中),再相应其需要添加其他原料并通过搅拌,混合制得配合粉。用挤出机混炼所
制得的配合粉来使其颗粒化的方法为优先的组成物调制方法。
上述顺序中,也可采用将「其他原料」对应固体主原料(成分A,P,C,D)从开始
就添加的方法。
接着,有关弹性体组成物的利用进行说明。
本发明的弹性体组成物的成型,可使用注塑成型机,挤出成型机,冲压成型机等周
知的成型机进行成型。
成型本发明的弹性体组成物成所得的成型体,即为医疗容器用的塞子所要求的重要
特性的耐热性,耐漏液性以及针保持性优良。因而,成型本发明的弹性体组成物所得的
成型体,可适当使用作医疗容器用塞子。
本发明的组成物,以JIS K6253为基准所测定的测定时间为1秒的A硬度优先为30~
50,更优先为30~45,最优先为30~40。A硬度如不足30则所得的成型体其针保持性
有变得不充分的情况。A硬度如超过50则所得的成型体其耐漏液性有变得不充分的情
况。本说明书中的A硬度的详细测定条件后续说明。
(实施例)
(原料)
所使用的原料如下。
1.嵌段共聚物A以及比较用嵌段共聚物A’
·嵌段共聚物A1:G1651(科腾高性能聚合物公司(Karton Performance
Polymers Inc.)制的氢化嵌段共聚物SEBS,苯乙烯单体单位含有比例:33质量%,Mw:
29万,Mn:26万,丁二烯单体单位中的1,2-结合的比例:37%)
·嵌段共聚物A2:G1633(科腾高性能聚合物公司(Karton Performance
Polymers Inc.)制的氢化嵌段共聚物SEBS,苯乙烯单体单位含有比例:30质量%,Mw:
45万,Mn:40万,丁二烯单体单位中的1,2-结合的比例:37%)
·嵌段共聚物A3:塞普通4055(SEPTON 4055)(可乐丽有限公司(Kuraray Co.,
Ltd.)制的氢化嵌段共聚物SEEPS,苯乙烯单体单位含有比例:30质量%,Mw:30万,
Mn:28万,丁二烯单体单位中的1,2-结合的比例:37%)
·嵌段共聚物A4:塞普通2006(SEPTON 2006)(可乐丽有限公司(Kuraray Co.,
Ltd.)制的氢化嵌段共聚物SEPS,苯乙烯单体单位含有比例:35质量%,Mw:32万,Mn:
29万,丁二烯单体单位中的1,2-结合的比例:37%)
·比较用嵌段共聚物A’1:G1650(科腾高性能聚合物公司(Karton
Performance Polymers Inc.)制的氢化嵌段共聚物SEBS,苯乙烯单体单位含有比例:
29质量%,Mw:11万,Mn:10万,丁二烯单体单位中的1,2-结合的比例:37%)
2.嵌段共聚物P以及比较用嵌段共聚物P’
·嵌段共聚物P1:RP6935(科腾高性能聚合物公司(Karton Performance
Polymers Inc.)制的控制分布嵌段共聚物S-EB/S-S,苯乙烯单体单位含有比例:58%,
Mw:27万,Mn:25万)
·比较用嵌段共聚物P’1:RP6936(科腾高性能聚合物公司(Karton
Performance Polymers Inc.)制的控制分布嵌段共聚物S-EB/S-S,苯乙烯单体单位含
有比例:39质量%,Mw:15万,Mn:14万)。
申请时,科腾高性能聚合物公司已将RP6935改名为A1535,RP6936改名为A1536。
3.软化剂B以及比较用软化剂B’
·软化剂B:Kaydol(Sonneborn公司制油,40℃中的动粘度:64~70cSt)
·比较用软化剂B’1:MarkhorN172(Exson Mobile公司制油,40℃中的动
粘度:33cSt)
4.丙烯聚合物C以及比较用烯烃聚合物C’
·丙烯聚合物C1:PM600A(SunAllomer株式会社制丙烯聚合物,弯曲弹性率:
1600MPa,MFR(熔体流动率):7.5g/10分)
·比较用烯烃聚合物C’1:Nipolon Hard 1000(Tosoh公司制HDPE(高密度
聚乙烯),弯曲弹性率:1160MPa,MFR(熔体流动率):20g/10分,密度:964kg/m3)
5.芳香族聚合物D
·芳香族聚合物D1:Kristalex5140(美国伊士曼化工公司(Eastman Chemical
Company)制芳香族聚合物,软化点139℃,Mw:4900)
·芳香族聚合物D2:Kristalex3100(美国伊士曼化工公司(Eastman Chemical
Company)制芳香族聚合物,软化点100℃,Mw:1500)
·芳香族聚合物D3:Kristalex3070(美国伊士曼化工公司(Eastman Chemical
Company)制芳香族聚合物,软化点70℃,Mw:950)
·芳香族聚合物D4:Endex155(美国伊士曼化工公司(Eastman Chemical Company)
制芳香族聚合物,软化点153℃,Mw:6950,Mn:2400)
6.填剂E(任意成分)
·填剂E1:Talcum Hayashi(林化成株式会社制平板状滑石)
·填基E2:Super3S((SuperSSS)丸尾钙株式会社制碳酸钙)
·填剂E3:TokusilUR(得山株式会社制氧化硅)
(组成物的制造)
使用上述原料,制造本发明的组成物以及比较用组成物。配合比例(重量部)如表
1,2,3(实施例)以及表4,5(比较例)所示。
混合(干式混合)固体状原料(软化剂B以及比较用软化剂B’以外的成分)调制
固体原料混合物,再在该混合物中添加液状原料(软化剂B或比较用软化剂B’)并使
其混合,含浸而调制成原料混合物。以下述的条件用挤出机熔融混炼该原料混合物,制
造组成物的颗粒。
·挤出机:株式会社Technovel制KZW32TW-60MG-NH
·气缸温度:180~250℃(以在此范围中选择适合每个组成物的温度)
·螺旋杆旋转数:300rpm
(成形体的制造)
以下述条件将组成物的颗粒注塑成型,制得长125mm,宽125mm,厚2mm的板状成
型体以及长125mm,宽25,厚6mm的条状成型体试料。通过从条状成型体的打孔而制得
直径20mm(厚6mm)的圆柱状成型体,并用作塞子的评价。
·注塑成型机:三菱工业株式会社制100MSIII-10E
·成型温度:170℃
·注塑压力:成型机的最大能力的30%(实际的压力约为600kgf/cm2)
·注塑时间:10秒
·模具温度:40℃
(评价)
有关上述成形体进行以下的评价。
评价结果如表1,2,3(实施例)以及表4,5(比较例)所示。
(A硬度)
对3张重叠的2mm厚的成型体试料(合计6mm)测定以JIS K6253为基准的测定时
间为1秒的A硬度(从实验开始1秒后的值)。测定是将室内温度23℃,湿度50%调节
1天后实施的。A硬度优先为30~50。
(耐热性(加热杀菌实验))
将圆柱状成型体试料静放在110℃的烘箱中30分钟进行加热杀菌处理。并目测有无
变形并进行评价。
○:可确认没有变形。
△:可确认有微小的变形。
×:可确认变形。
(耐漏液性11(塑料针插入试验)
如图1所示,在贮液槽以及贮液槽的底部具备外周切割成公螺纹的口部分(1)的
漏液试验机本体的口部分(1)的前端,以该塞子(2)的平面和水平面平行的方式从下
方设置塞子(2)(圆柱状成形体试料),再以具备内周切割成母螺纹的环状套筒部分以及
中央具有圆形开口部的顶部壁部分的拧入式帽(盖)(3),从下方将该塞子(2)固定
在漏液试验机本体。该塞子(2),由该漏液试验机本体的口部分(1)的前端和具有该
帽(盖)(3)的开口部的顶部壁部分夹住而固定。慢慢拧入帽(盖)(3)从开始拧到底
的时候再将该帽(盖)(3)拧转一半从而拧紧该塞子(2)。实际的上述塞子固定作业,
是以上下相反的状态进行,并在塞子固定作业后上下回复原来,但为了从说明文章上容
易想象而如上述那样记载(参照图1)。
再在贮液槽中注入500ml水,从而使塞子的平面受到0.01MPa的水压。评价在温度
23℃,湿度50%的室内进行。
在上述塞子的中心,从塞子的下方垂直向塞子平面插入医疗用塑料针(TERUMO株式
会社制TC-00503K),并静放2小时。塑料针自身的穿通孔,是使用封闭液体不会发生
从该穿通孔漏液的材料。2小时后,从塞子上拨出塑料针,1小时后以目测从塞子上的
针孔的漏液(漏水)状态,并进行评价。评价是对20个塞子进行。
○:可确认无到渗透,漏液。
△:可确认有渗透,但无漏液。
×:可确认漏液。
(耐漏液性12(混注想定试验)
和(耐漏液性11(塑料针插入试验)中同样的方法用帽(盖)将塞子固定在漏液试
验机本体上。
在贮液槽以及贮液槽的底部具备塞子安装部位的漏液试验机上设置塞子(圆柱状成
形体试料),再在贮液槽中注入500ml水,从而使塞子的平面受到0.01MPa的水压。评
价在温度23℃,湿度50%的室内进行。
在上述塞子的中心,从塞子的下方垂直向塞子平面插入注射器上所安装的医疗用金
属针(TERUMO株式会社制18G),并使注射器以及金属针倾斜30度,保持倾斜15秒后
从塞子上拔出金属针。
再重复进行一次和上述同样的向塞子插入金属针的插入操作以及从塞子上拔出的
操作。第2次使用和第1次同样的注射器以及金属针,第2次的插入也在和第1次插入
的同样位置进行。完成拔出第2次的金属针操作后,1小时后目测从塞子上的针孔的漏
液(漏水)状态,并进行评价。评价是对20个塞子进行。
○:可确认无渗透,漏液。
△:可确认有渗透,但无漏液。
×:可确认漏液。
(针保持性10(负重吊挂试验))
和(耐漏液性11(塑料针插入试验)中同样的方法用帽(盖)将塞子固定在漏液试
验机本体上。
在贮液槽中不注入水保持空的状态下进行以下的试验。评价在温度23℃,湿度50%
的室内进行。
在试验用架台上以塞子(圆柱状成形体)的平面和水平面平行设置塞子。评价是在
温度23℃,湿度50%的室内进行。
在上述塞子的中心,从塞子的下方垂直向塞子平面插入装有500称砣(重物)的医
疗用金属针(TERUMO株式会社制TC-00501K),并测定从插入金属针到脱落的时间(针
保持时间,单位为秒)。3600秒(1小时)针不脱落的情况时,在此试验结束,并算出
10次测定的平均值。称砣(重物)为500g的情况时的针保持时间优先为500秒以上,
更优先为1000秒以上,最优选为2000秒以上。称砣(重物)为600g的情况时的针保
持时间优先为60秒以上,更优先为80秒以上,最优选为100秒以上。
[表1]
*1所测定的20个之中,相当于目测评价○△×的所测数
*2以2种吊挂负重(500g,600g)进行试验时的到脱落时的秒数。
[表2]
*1所测定的20个之中,相当于目测评价○△×的所测数
*2以2种吊挂负重(500g,600g)进行试验时的到脱落时的秒数。
[表3]
*1所测定的20个之中,相当于目测评价○△×的所测数
*2以2种吊挂负重(500g,600g)进行试验时的到脱落时的秒数。
[表4]
*1所测定的20个之中,相当于目视评价○△×的所测数
*2以2种吊挂负重(500g,600g)进行试验时的到脱落时的秒数。
[表5]
*1所测定的20个之中,相当于目测评价○△×的所测数
*2以2种吊挂负重(500g,600g)进行试验时的到脱落时的秒数。
*3因成型不良而无法评价。
由表1,2,3所示的实施例1~实施例30的组成物所成的成型体试料,其任何一个
具有耐热性,耐漏液性,以及针保持性。
由比较例1的组成物所成的成型体试料,是有关代替嵌段共聚物A1配合了Mw较小
的比较用嵌段共聚物A’1的组成物,其针保持性差。
由比较例2的组成物所成的成型体试料,是有关代替嵌段共聚物P配合了Mw较小
的比较用嵌段共聚物P’1的组成物,其耐热性以及针保持性差。
由比较例3的组成物所成的成型体试料,是有关不含嵌段共聚物P的组成物,其针
保持性极差。
由比较例4,5的组成物所成的成型体试料,是有关嵌段共聚物A和嵌段共聚物P
的比例在范围外的组成物,其针保持性差。
由比较例6,7的组成物所成的成型体试料,是有关嵌段共聚物A和嵌段共聚物P
的比例在范围外的组成物,其耐漏液性差。
由比较例8的组成物所成的成型体试料,是有关代替软化剂B而配合了在40℃中动
粘度较低的比较用软化剂B’的组成物,其耐热性差。
由比较例9的组成物所成的成型体试料,是有软化剂B的使用比例过多的组成物,
其针保持性极差。
由比较例10的组成物所成的成型体试料,是有丙烯聚合物C的使用比例过多的组
成物,其耐漏液性极差。
由比较例11,12,13的组成物所成的成型体试料,是有不含芳香族聚合物D的组
成物,其针保持性差。
由比较例14的组成物所成的成型体试料,是有芳香族聚合物D的使用比例过多的
组成物,其耐漏液性差。
由比较例15的组成物所成的成型体试料,是有不含丙烯聚合物C的组成物,其不
能成型为塞子。
由比较例16的组成物所成的成型体试料,是有关代替丙烯聚合物C而配合了比较
用烯烃聚合物C的组成物,其耐热性差。
由比较例17的组成物所成的成型体试料,是有关代替软化剂B而配合了在40℃中
动粘度较低的比较用软化剂B’的组成物,其耐热性差。
由比较例18的组成物所成的成型体试料,是有软化剂B的使用比例过少的组成物,
其不能成型为塞子。
产业上的可利用性
本发明的组成物,可以注塑成型,挤出成型,冲压成型等周知的方法成型。使用本
发明的组成物所得的成型体,其医疗容器塞子所要求的重要特性的耐热性,耐漏液性以
及针保持性优良,能适合利用于输液袋等医疗容器的塞子。