JPH10114842A - 耐脆化性ポリオレフィン組成物及びそれから製造される可撓性製品 - Google Patents

耐脆化性ポリオレフィン組成物及びそれから製造される可撓性製品

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JPH10114842A
JPH10114842A JP9161081A JP16108197A JPH10114842A JP H10114842 A JPH10114842 A JP H10114842A JP 9161081 A JP9161081 A JP 9161081A JP 16108197 A JP16108197 A JP 16108197A JP H10114842 A JPH10114842 A JP H10114842A
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Stephen E Amos
イー エイモス スティーヴン
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐放射線性を付与するためにオイル移動剤を
均質混合する必要のない耐脆化性ポリマー組成物を提供
する。また、オートクレーブ又は放射線により滅菌しう
る可撓性で実質的に透明な製品を射出成形しうる耐脆化
性ポリマー組成物を提供する。 【解決手段】 実質的に、(a)エチレン又はC4 〜C
10の1-オレフィンとプロピレンとの結晶質ランダムコポ
リマーを含むビスブレーキングしたポリマー組成物、及
び(b)組成物の耐放射線性を改良するのに有効な量の
ポリメチルプロピル3-オキシ-[4-(2,2,6,6- テトラメチ
ル) ピペリジニル] シロキサンを含む耐脆化性のポリマ
ー組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、実質的に透明な耐
脆化性ポリオレフィン組成物及びそれから製造される可
撓性の滅菌適性製品に関する。種々のポリオレフィンか
ら製造される製品は、照射又はオートクレーブにより滅
菌しなければならない。例えば、高エネルギー照射によ
り、シリンジバレル及びプランジャー、管材料及び管集
成体、ピンセット、手術用の鉗子、包装用フィルム、組
織培養管、手術用の服及びシーツの繊維のような製品を
滅菌することは公知である。そのような造形品及びそれ
らに含まれる物質を効果的に滅菌するには、1.5乃至
5.0メガラドの放射線量が通常十分な量である。しか
しながら、そのような放射線に暴露した高分子製品は典
型的には変色及び脆化し、それらの用途に不適当になる
可能性がある。
【0002】
【従来の技術】先行技術においては、ポリマーを有用な
製品に成形又は造形する前に種々の添加剤をポリマー組
成物に均質混合することにより、そのような放射線によ
る変色及び/又は脆化を抑制しようとした。従って、例
えば、米国特許第4,110,185号には、ポリマー
の自由体積を増大させて照射後の可撓性を保持するため
に、低分子量の、好ましくは粘性の高くない、炭化水素
のような液体の移動剤(mobilizer) を半結晶質ポリプロ
ピレンに均質混合することが記載されている。米国特許
第4,274,932号には、分子量分布を狭くするた
めにビスブレーキングした半結晶質ポリプロピレンに移
動剤を均質混合することが記載されている。米国特許第
4,474,734号も参照されたい。そのような移動
剤の使用は、市販のプロピレンポリマー組成物における
現状である。Cooke による米国特許第5,371,12
4号には、プロピレンポリマー組成物の耐放射線性を増
大させるための種々の添加剤の要約が提供されている。
Moore,Jrによる米国特許第4,888,369号も参照
されたい。しかしながら、いかなる添加剤もポリマー組
成物のその他の成分と適合しなければならず、不愉快な
臭気及び/又は色、加工の困難さ、時間経過後の製品か
らの添加剤のブリード等のようなその他の問題を引き起
こす可能性がある。例えば、米国特許第4,110,1
85号及び同第4,274,932号に記載されている
移動剤を含むと望ましくない取扱及び捺印の問題を引き
起こすことを示唆する米国特許第4,710,524号
を参照されたい。更に、オイル移動剤は、一般的にはそ
のような組成物から製造されるポリマー製品の透明性を
損失する。そのようなポリマー製品から製造された成形
品がオートクレーブ滅菌を受ける場合には時間経過後曲
げ弾性率及び剛性も低下する。ポリプロピレンから製造
されたシリンジグレードの物質は、典型的には狭い分子
量分布を得るために低い溶融流量(MFR)からペルオ
キシドビスブレーキングしなければならず、ヒンダード
アミン光安定剤のラジカル掃去能を改良するために移動
剤としてオイルを含まなければならない。ポリプロピレ
ン物質は典型的には核剤としてソルビトールを基剤とす
る添加剤も含む。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐放
射線性を付与するためにオイル移動剤を均質混合する必
要のない耐脆化性ポリマー組成物を提供することであ
る。本発明の別の目的は、可撓性の、実質的に透明な製
品を射出成形しうる耐脆化性ポリマー組成物を提供する
ことである。
【0004】
【課題を解決するための手段】一面においては、本発明
は、実質的に、(a)エチレン又はC4 〜C10の1-オレ
フィンとプロピレンとの結晶質ランダムコポリマーを含
むビスブレーキングしたプロピレンポリマー組成物、
(b)組成物の耐放射線性を改良するのに有効な量のポ
リメチルプロピル3-オキシ-[4-(2,2,6,6- テトラメチ
ル) ピペリジニル] シロキサンを含む耐脆化性の透明な
ポリオレフィン組成物に関する。本発明は又、それらを
構成する物質の少なくとも一部が実質的に本発明の耐放
射線性組成物である滅菌適性製品を提供する。別の実施
態様においては、本発明は、本発明の組成物を有用な製
品に変換し、次いで製品を滅菌するために高エネルギー
放射線又はオートクレーブで処理することにより製造さ
れる滅菌適性製品を提供する。
【0005】本出願人は予期せぬことに、特定のヒンダ
ードアミン光安定剤を使用すれば、耐放射線性を付与す
るために追加の移動剤を均質混合する必要のない耐脆化
性の透明なポリマー組成物が提供されうることを発見し
た。更に、本出願人の組成物から調製した射出成形品
は、その他のヒンダードアミン光安定剤で安定化した同
様なポリオレフィン組成物と比較して、放射線技術によ
り滅菌した後長期の脆化に対して驚くべき抵抗を示し
た。プロピレンポリマー物質は、エチレン及びC4 〜C
10の1-オレフィンから成る群から選択されたオレフィン
とプロピレンとの結晶質ランダムコポリマー(但し、オ
レフィンがエチレンである場合には、重合したエチレン
の最大含量が約10重量%、好ましくは約4重量%であ
り、オレフィンがC4 〜C10の1-オレフィンである場合
には、重合したそれらの最大含量が約20重量%、好ま
しくは約16重量%であるという条件である。)であ
る。結晶質ランダムコポリマーは、典型的にはエチレン
がコモノマーであって、プロピレン含量が少なくとも9
5重量%である。C4 〜C10の1-オレフィンには、例え
ば1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチ
ル-1- ペンテン、1-ヘキセン、3,4-ジメチル-1- ブテ
ン、1-ヘプテン、3-メチル-1- ヘキセン等のような直鎖
状及び分枝鎖状のC4 〜C10の1-オレフィンが含まれ
る。1-ブテンが好ましい。
【0006】プロピレンポリマー物質をビスブレーキン
グする方法は当業者には公知である。一般的には、以下
のように実施する。例えば、“重合したままの”フレー
ク状又はペレット状のような、粒状のプロピレンポリマ
ーに、プロデグラダント(prodegradant)すなわちラジカ
ル発生源、例えば液体又は粉末状の又は例えばポリプロ
ピレンのような担体上及び/又は内に吸着させたペルオ
キシド(Montell U.S.A.,Inc.により製造されたXantrix
3024ペルオキシド濃厚物) を噴霧するかブレンドする。
次いでプロピレンポリマー及びペルオキシド又はプロピ
レンポリマー/ペルオキシド濃厚物を、混合物を熱的に
可塑化又は溶融ブレンドして搬送する手段、例えば高温
における押出機に導入する。滞留時間及び温度は、所望
の程度にポリマー鎖を分解するように、選択された特定
のペルオキシド(すなわち、押出機の加工温度における
ペルオキシドの半減期に基づく。)に関連して制御す
る。最終的には、プロピレンポリマーの分子量分布が狭
くなるとともに全分子量が低下し、それにより重合した
ままのプロピレンポリマーと比べてMFRが増大する。
例えば、過度の実験をすることなくペルオキシドの種
類、押出機の温度及び押出機滞留時間を選択することに
より、分別MFR(すなわち、1未満)のプロピレンポ
リマー、又はMFRが0.5乃至10のプロピレンポリ
マーが選択的にビスブレーキングされてMFRが15乃
至50、好ましくは27乃至42となる。含エチレンコ
ポリマーの存在下においては架橋を回避するために手順
の実施に十分注意を払うべきである。典型的には、コポ
リマーのエチレン含量が十分低い場合には架橋は回避さ
れるであろう。
【0007】結晶質プロピレンポリマー及び以下で論述
する種々の添加剤は、一軸スクリュー押出機、二軸スク
リュー押出機、バンバリーミキサー、ブラベンダーミキ
サー等のような従来の押出又は混合装置を用いることに
より溶融ブレンドしうる。好ましくは、重合したままの
(すなわち、重合反応により製造されたままの)組成物
を添加剤と溶融ブレンドする。本発明の耐放射線性組成
物には、シロキサン官能基を有するヒンダード複素環状
アミン光安定剤(HALS)としてポリメチルプロピル
3-オキシ-[4-(2,2,6,6- テトラメチル) ピペリジニル]
シロキサンが含まれる。この非伝統的なHALS化合物
は、紫外光安定剤として使用するためにUvasil 299とい
う商標名でGreat Lakes Chemical Corporationから市販
されている。HALS化合物は、典型的には約0.01
乃至3.0pph 、好ましくは0.05乃至1.0pph 、
最も好ましくは0.10乃至0.2pph 存在する。3.
0pph より多い量も本発明の最も幅広い面の範囲内であ
るけれども、3.0pph より多いHALS化合物は一般
的には必要ない。本発明の耐脆化性組成物には、金属石
鹸、ハイドロタルサイト、珪酸アルミニウム、酸化亜
鉛、及び酸化カルシウム及び第II族金属の水酸化物か
ら成る群から選択しうる酸中和剤を1種以上含みうる。
ハイドロタルサイトは、DHT-4Aという名称の製品として
日本の大阪にあるKyowa Chemical Industry Co.,Ltd.か
ら市販されている。酸中和剤は、典型的には組成物の総
重量に対して0.01乃至1重量%、好ましくは0.0
5乃至0.1重量%存在する。
【0008】本発明の耐脆化性組成物には、ビス-(3,5-
ジメチルベンジリデン) ソルビトール、(1,3)2,4- ジ(p
- メチルベンジリデン) ソルビトール、(1,3)2,4- ジ(p
- クロロベンジリデン) ソルビトール、及び(1,3)2,4-
ジ(p- メトキシベンジリデン) ソルビトールから成る群
から選択しうる透明剤としてのソルビトールを基剤とす
る化合物を1種以上含みうる。ビス-(3,5-ジメチルベン
ジリデン) ソルビトールが好ましいソルビトールを基剤
とする化合物であり、Millad 3988 という商標名でMill
iken and Co.から市販されている。ソルビトールを基剤
とする化合物は、典型的には組成物の総重量に対して
0.01乃至4重量%、好ましくは0.1乃至0.25
重量%存在する。少量の、酸化防止剤及び/又は光安定
剤のようなその他の添加剤もプロピレンポリマー組成物
中に存在しうる。これらには、例えばテトラキス[ メチ
レン-3-(3 ′,5′- ジ-tert-ブチル-4′- ヒドロキシフ
ェニル) プロピオネート] メタンのようなポリオレフィ
ンに使用する種類のフェノール系酸化防止剤(150pp
m未満存在しうる)が含まれる。例えばトリス-(2,4-ジ-
tert-ブチルフェニル) ホスファイトのような熱及び酸
化防止剤安定化ホスファイトは0.1乃至1重量%存在
しうる。充填剤及び着色剤のようなその他の添加剤も存
在しうる。
【0009】本発明の耐脆化性組成物の主要な利点は、
Williamsらによる米国特許第4,749,734号に開
示されているような従来の移動剤オイルを含まないこと
である。本発明の耐脆化性組成物は、良好な可撓性を有
する種々の製品に製造しうる。典型的な有用な製品に
は、シリンジバレル及びプランジャー、管材料及び管集
成体、ピンセット、手術用の鉗子、包装用フィルム、組
織培養管、手術用の服、シーツ等の繊維が含まれる。製
品の製造には、射出成形、圧縮成形、押出成形、又は真
空成形を含む成形、押出、押出注型、紡績結合(spun-bo
nding)、溶融ブロー等のような従来の製造法を使用しう
る。耐脆化性製品は、当業者に公知の従来の技術及び装
置を用いて滅菌しうる。2.5乃至5.0メガラドの放
射線量が造形品及びそれらに含まれる物質を効果的に滅
菌するのに通常十分な量であり、工業的な標準量であ
る。しかしながら、滅菌するのに2.5メガラド以上の
線量が必要なくても約5.0メガラドまでの放射線量は
適用しうる。また、従来のオートクレーブ滅菌技術及び
装置も製品の滅菌に使用しうる。
【0010】
【実施例】以下の実施例は、本発明の耐脆化性プロピレ
ンポリマー組成物及び滅菌適性製品の好ましい実施態様
を記載し、説明の目的のためにのみ提供する。特に記載
がなければ、全ての成分の量の単位はプロピレンポリマ
ー物質の場合を除いてプロピレンポリマー物質のpph で
ある。実施例1 この実施例は、本発明のプロピレンポリマー組成物及び
それらの調製を説明する。呼称溶融流量が2.0dg/分
で、Lupersol 101ペルオキシドでビスブレーキングして
溶融流量を27dg/分としたフレーク状のプロピレン及
びエチレン(エチレンは3.4重量%)のランダムコポ
リマー100gを、ポリマー100重量部当たり0.1
2部の、ヒンダードアミン光安定剤であるUvasil 299ポ
リメチルプロピル3-オキシ-[4-(2,2,6,6- テトラメチ
ル) ピペリジニル] シロキサン、ポリマー100重量部
当たり0.18部のMillad 3988 ジベンジリデンソルビ
トール、及びポリマー100重量部当たり0.05部の
DHT-4Aハイドロタルサイトと混合した。微粉状の成分を
均質混合物が得られるまでタンブルブレンドした(約1
分)。次いで混合物を、Davis の標準真空排気、テーパ
ー、反対方向回転、かみ合い二軸スクリュー押出機を用
い、246℃(475°F)の温度及び100rpm の速度
で押し出した。得られたブレンドをストランドとして押
し出し、水中で冷却し、ペレット化した。
【0011】比較例1 この比較例は、市販の耐脆化性プロピレンポリマー配合
物に通常使用されるHALSを移動剤化合物とともに使
用することを示す。Uvasil 299ヒンダートアミン光安定
剤の代わりに、Ciba-Geigyより市販されているヒンダー
ドアミン光安定剤であるTinuvin 622 ポリ-(N-B-ヒドロ
キシエチル-2,2,6,6- テトラメチル-4-ヒドロキシ- ピ
ペリジルスクシネート) を、ポリマー100重量部に対
して0.12部使用すること以外は、実施例1の成分を
使用した。実施例2 実施例1及び比較例1で調製したペレットから、従来の
射出成形技術及び装置を用いシリンジを製造した。試料
配合物(試料4は実施例1の組成物を用いて調製し、試
料3は比較例1の組成物を用いて調製した。)から調製
したシリンジを、従来の技術及び装置を用い、3.5乃
至5.0メガラドの線量でコバルト60ガンマ線に暴露
した。次いでシリンジをフランジ曲げ試験及びバレル圧
縮試験により可撓性について調べた。図1乃至12は、
本発明の組成物の可撓性が、異なった、通常使用される
ヒンダードアミン光安定剤を使用する同様な組成物より
優れていることを図で示した。本発明の組成物は、全て
の測定技術及び全ての放射線量において比較例の組成物
より性能が優れている。本発明の利点は、ポリマー組成
物が耐放射線性を付与するために移動剤オイルのような
追加の添加剤を均質混合する必要がないということであ
る。別の利点は、ポリマー組成物が、オートクレーブ又
は放射線により滅菌しうる可撓性で透明な製品に製造し
うるということである。更に別の利点は、本発明のポリ
マー組成物が時間が経過しても耐脆化性であるというこ
とである。
【図面の簡単な説明】
【図1】3.5メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、10週間60℃に保持したシリンジ試料をフ
ランジ曲げ試験により測定した破断の角度の図である。
【図2】5.0メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、10週間60℃に保持したシリンジ試料をフ
ランジ曲げ試験により測定した破断の角度の図である。
【図3】3.5メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、10週間60℃に保持したシリンジ試料をフ
ランジ曲げ試験により測定した最大負荷の図である。
【図4】5.0メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、10週間60℃に保持したシリンジ試料をフ
ランジ曲げ試験により測定した最大負荷の図である。
【図5】3.5メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、10週間60℃に保持したシリンジ試料をフ
ランジ曲げ試験により測定した最大負荷における靱性の
図である。
【図6】5.0メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、10週間60℃に保持したシリンジ試料をフ
ランジ曲げ試験により測定した最大負荷における靱性の
図である。
【図7】3.5メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、10週間60℃に保持したシリンジ試料をフ
ランジ曲げ試験により測定した破断の面積の図である。
【図8】5.0メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、10週間60℃に保持したシリンジ試料をフ
ランジ曲げ試験により測定した破断の面積の図である。
【図9】3.5メガラドの線量でコバルト60ガンマ線
に暴露し、6週間60℃に保持したシリンジ試料をバレ
ル圧縮試験により測定した変位の図である。
【図10】5.0メガラドの線量でコバルト60ガンマ
線に暴露し、6週間60℃に保持したシリンジ試料をバ
レル圧縮試験により測定した変位の図である。
【図11】3.5メガラドの線量でコバルト60ガンマ
線に暴露し、6週間60℃に保持したシリンジ試料をバ
レル圧縮試験により測定した最大負荷の図である。
【図12】5.0メガラドの線量でコバルト60ガンマ
線に暴露し、6週間60℃に保持したシリンジ試料をバ
レル圧縮試験により測定した最大負荷の図である。図1
乃至12において、試料3は比較例1の組成物から調製
したシリンジであり、試料4は実施例1の組成物から調
製したシリンジである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 3/34 C08K 5/05 5/05 5/098 5/098 5/54 5/54 A61M 5/18

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に、 (a)エチレン又はC4 〜C10の1-オレフィンとプロピ
    レンとの結晶質ランダムコポリマーを含むビスブレーキ
    ングしたプロピレンポリマー、 (b)組成物の耐放射線性を改良するのに有効な量のポ
    リメチルプロピル3-オキシ-[4-(2,2,6,6- テトラメチ
    ル) ピペリジニル] シロキサン、及び (c)ソルビトールを基剤とする化合物 を含む耐脆化性プロピレンポリマー組成物。
  2. 【請求項2】 金属石鹸、ハイドロタルサイト、珪酸ア
    ルミニウム、酸化亜鉛及び酸化カルシウム及び第II族
    金属の水酸化物から成る群から選択しうる1種以上の酸
    中和剤を更に本質的に含む、請求項1記載のポリマー組
    成物。
  3. 【請求項3】 前記ソルビトールを基剤とする化合物
    が、ビス-(3,5-ジメチルベンジリデン) ソルビトール、
    (1,3)2,4- ジ(p- メチルベンジリデン) ソルビトール、
    (1,3)2,4- ジ(p- クロロベンジリデン) ソルビトール、
    及び(1,3)2,4-ジ(p- メトキシベンジリデン) ソルビト
    ールから成る群から選択しうる1種以上の化合物である
    請求項1記載のポリマー組成物。
  4. 【請求項4】 前記(b)が0.01乃至3.0pph 存
    在する請求項1記載のポリマー組成物。
  5. 【請求項5】 前記(b)が0.01乃至3.0pph 存
    在する請求項2記載のポリマー組成物。
  6. 【請求項6】 前記(b)が0.01乃至3.0pph 存
    在する請求項3記載のポリマー組成物。
  7. 【請求項7】 構成物質の少なくとも一部が請求項1記
    載のポリマー組成物である滅菌適性製品。
  8. 【請求項8】 前記製品が、シリンジバレル及びシリン
    ジプランジャー、管材料、管集成体、ピンセット、手術
    用の鉗子、組織培養管、及び手術用の服の繊維殻成る群
    から選択される請求項7記載の滅菌適性製品。
  9. 【請求項9】 構成物質の少なくとも一部が請求項1記
    載のポリマー組成物である滅菌製品。
JP9161081A 1996-06-18 1997-06-18 耐脆化性ポリオレフィン組成物及びそれから製造される可撓性製品 Pending JPH10114842A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/665784 1996-06-18
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