JP2007510795A - 透明ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーブレンド、その製造方法及び物品 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 なし
Description
1.適宜例えばスクリーン印刷又はトランスファー染料を用いて表面上に1以上の色を付けた単層又は多層の熱可塑性基材を準備する。
2.例えば基材を三次元形状に成形及びトリミングすることによって基材を金型の構造に合わせ、その基材の三次元形状に合致する表面を有する金型に基材を嵌め込むる
3.金型キャビティー中の基材の後ろに熱可塑性樹脂を注入して、(i)永久に結合した一体の三次元製品を生成させるか、又は(ii)パターン又は審美的効果をプリントされた基材から注入された樹脂に移行させ、プリント基材を取り出し、こうして審美的効果を成形樹脂に付与する。
これらの比較例では、比較的低レベルの表面改質剤を添加したときに、ポリカーボネート樹脂の望ましい高い透過率と低いヘイズが損なわれることを例証する。表面改質剤の量を変えて5種類の組成物を調製した。各組成物は、約30000AMUの重量平均分子量を有する第一のビスフェノールAポリカーボネート(BPA−PC)と、約21800AMUの重量平均分子量を有する第二のビスフェノールAポリカーボネートとを含有していた。比較例1は表面改質剤を含有していなかった。比較例2〜4は、約22000AMUの総重量平均分子量と約44重量%のポリジメチルシロキサン含有量を有するポリカプロラクトン−ポリジメチルシロキサン−ポリカプロラクトントリブロックコポリマー(「LSLコポリマー」)を0.10〜1.0重量%含有していた。このLSLコポリマーはGoldschmidtからTEGOMER(登録商標)H−Si 6440Pとして入手した。全ての成分をブレンドし、押出機で溶融加工処理することによって組成物を調製した。ポリカーボネートの溶融加工処理のバレル温度は280℃であったが、260〜310℃の範囲とすることができる。射出成形で寸法8cm×10cm×0.32cmの試験片を製造した。%透過率及びヘイズはASTM D1003に準拠して厚さ3.2mm測定した。表面のケイ素含有量は化学分析用電子分光法(ESCA)で取込み角15°で測定した。結果は、試験片の表面から約2nmの深さのケイ素含有量で代表される。MPa単位で表す引張弾性率の値は、ASTM D638に準拠して23℃で測定した。J/m単位で表すノッチ付アイゾット衝撃強さ値は、ASTM D256に準拠して23℃で測定した。組成及び結果を表1に示す。成分量は全て重量部で示す。結果にみられる通り、少量のLSLをビスフェノールAポリカーボネートに添加すると、成形物品の表面上のケイ素含有量を増大させるという望ましい効果を有するが、%透過率が低下し、%ヘイズが増すという不都合な効果を有する。
これらの実施例では、ポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーとシロキサン含有表面改質剤を含む組成物が、高い表面濃度のケイ素を呈しながら良好な光学的性質を維持することを例証する。主として表面改質剤の量とポリカーボネートホモポリマーの存否を変えて7種類の組成物を調製した。ポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーは、DeRudderらの米国特許出願第10/797418号の実施例2の手順に類似した手順で調製した。重量平均分子量は約23500AMU、総ポリジメチルシロキサン含有量は6重量%、ポリジメチルシロキサンセグメントの平均鎖長は約50の繰返し単位であった。組成及び性質をまとめて表2に示す。結果にみられる通り、ポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーとLSLトリブロックコポリマーからなる実施例1〜5は、LSLを含まない比較例6と類似の光学的性質を示した。実施例5〜6は、ポリカーボネートホモポリマーとLSLのブレンドと比較して、ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー、カーボネートホモポリマー及びLSLからなる組成物が、光学的性質を損なわずにLSLを格段に高い濃度にできることを例証している。
これらの実施例では、表面改質剤LSLが、不透明ポリカーボネート−ポリジメチルシロキサンコポリマーから調製された組成物中で光学的透明性を引き起こすことができないことを例証する。主としてポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーのタイプと量及び表面改質剤の量を変えて3種類の組成物を調製した。表3に「透明ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー」として示す物質は上記実施例で使用したコポリマーと同じである。すなわち、重量平均分子量約23500AMU、総ポリジメチルシロキサン含有量6重量%、ポリジメチルシロキサンセグメントの鎖長が約50単位であった。表3に「不透明ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー」として示す物質は、重量平均分子量約30000、総ポリジメチルシロキサン含有量20重量%、ポリジメチルシロキサンセグメントの鎖長が約50単位のものである。組成及び光学的性質を表3に示す。結果にみられる通り、不透明ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーを含む組成物に1%のLSLを添加しても光学的性質は改良されなかった(比較例8対比較例7)。これらの結果は、ポリカーボネートホモポリマー、透明ポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー及び1%のLSLのブレンドが優れた光学的性質を有していたことも示している。
2通りの血液適合性応答、つまり組成物と1時間インキュベートした後の血小板数の変化及び白血球活性の強度の変化を4種類の熱可塑性組成物で試験した。装置及び試験手順は、C.H.Gemmellら、J.Lab.Clin.Med.1995,125(2),276〜287に詳細に記載されている。試験手順の概略は以下の通りである。各熱可塑性組成物を、長さ25cm×内径1.57mmの試料管で試験した。Silasticチューブを用いて試験物質を装置に取り付けた。以下の工程で試料を調製した。
1.試験に先立って試料管を37℃で30分間暖める。
2.最初の1mLを捨てた後、予め5単位/mLのヘパリン加えておいた注射器にボランティアからの血液を採取する。
3.低剪断装置の1つのアームに物質を取り付ける。
4.1mLの注射器を用い、ルーズ端を介して、450μLの血液をSilastic継ぎ手を通して管に注入する。ルーズ端を低剪断装置に取り付け、37℃で1時間穏やかに振動させる。
5.実験の間、37℃で静止全血液試料(400μL)を密封した遠心管内に保持する。
6.実験の終わりに、ろ過空気を用いて血液を微小遠心管中に排出させる。
7.30μLの血液を各試料から微小遠心管に移し、3μLの血小板アゴニスト、すなわちトロンビンペプチド(セリン−フェニルアラニン−ロイシン−ロイシン−アルギニン−アスパラギン、SFLLRN)を加える。管を37℃のインキュベーターに20分間入れて血小板を活性化する。
8.即座に血液試料をフローサイトメトリー用に処理する(後述)。
9.注射器を用いて、全ての血液が洗い落とされるまで試験セグメントをリン酸塩緩衝化生理食塩水(PBS)でフラッシングする。
1.カルシウムとマグネシウムを含有するPBSを用いて、フローサイトメトリー管を調製して血液試料を受容する。
(チューブA)50μLのPBS+2μLのヒトCD41aに対するフルオレセインイソチオシアネート結合モノクローナル抗体(FITC−CD41a、αIIb/IIIa)+3μLのヒトCD62Pに対するフィコエリスリン結合モノクローナル抗体(PE−CD62P)溶液(希釈率1:10、PBS中)(α P−セレクチン)。
(チューブA′)SF−活性化試料からの血液の5μLのアリコートを受容する以外はチューブAと同じ。
(チューブB)50μLのPBS+5μLのヒトCD11bに対するフルオレセインイソチオシアネート結合モノクローナル抗体(FITC−CD11b)+1μLのヒトCD45に対するフィコエリスリン結合モノクローナル抗体(PE−CD45)。
(チューブB′)Bプラス6μLのホルバール(phorbal)12−ミリステート13−アセテート(PMA)溶液(希釈率1:10、PBS中)。
2.白血球分析用チューブ(すなわち、B及びB′)の各々に20μLの血液を加え、血小板分析用チューブ(すなわち、A)に5μLの血液を加える。SF−活性化試料からの5μLの血液をチューブA′に加える。残りの血液試料約300μLに、細胞計数に使用する200mMのEDTAを6μL加える。
3.チューブを20分間室温でインキュベートする。
4.チューブA及びA′だけに、各200μlのPBS及び2%のパラホルムアルデヒドを加え、即座に、分析するまで4℃で保存する。
5.白血球分析のために(チューブB及びB′)、100μLのOptilyse C RBC溶解用溶液(溶解する血液の量の5倍)を加える。溶解用緩衝液を各チューブに加えた直後軽くボルテックス混合する。
6.溶解が完了する(すなわち、曇りのない透明な赤い溶液が得られる)まで室温で10分間インキュベートする。
7.2分間1300rpm、室温で遠心する。
8.素早くチューブを逆さにして溶解用溶液を捨てる。
9.赤いペレットが観察される場合には、工程5〜7を繰り返す。
10.各100μLのPBS及び2%パラホルムアルデヒドを加える。
11.分析まで4℃で保存する。
これらの実施例では、低下したポリシロキサンセグメントの長さを有するポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーを使用することによって、血液適合性を改良することができ、その結果、血液適合性として上市されている市販組成物に匹敵する血液適合性を示す組成物が得られることを例証する。これらの実験では、上記した血小板保持率及び白血球活性化の手順を使用した。比較例13は上記比較例10と同じであり、改良された血液適合性を示すものとして上市されている代表的な市販材料である。比較例14及び実施例9は、主として、総ポリシロキサン含有量が3重量%で、ポリジメチルシロキサンセグメントの鎖長が約10単位であるポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーからなっていた。比較例14は全体がこのコポリマーからなっており、一方実施例9はさらに1重量%のポリカプロラクトン−ポリシロキサン−ポリカプロラクトントリブロックコポリマーを含んでいた。組成及び性質をまとめて表5に示す。血小板数対照(熱可塑性物質なし)は(225±50)×106/mLの血小板計数値を示した。血小板数の結果にみられる通り、3種の組成物は全て統計的に区別が付かない性能を示した。言い換えると、短いシロキサン−セグメントのポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーを有する組成物は、血液適合性として上市されている代表的な市販熱可塑性ブレンドである比較例13の組成物と同様に機能した。白血球活性化試験で、対照は12±3の値を示した。白血球活性化の結果にみられる通り、各々短いシロキサン−セグメントのポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーを有する比較例14と実施例9の組成物は、比較例13の組成物よりも良好に機能した。総シロキサンが血液適合性性能の予測指標でないということは予想外のことであった。
これらの実験では、表面改質剤をポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマーに添加することによって、組成物の血液適合性を改良することができるということを示す。上記と異なる手順を用いて4種の組成物の血小板数に及ぼす効果を試験した。この手順は、最初に血液を試験物質に曝露し、次に血小板数を測定するという2つの工程で実施した。血液を試験物質に曝露するために、ヒトボランティアの血液を抗凝血剤のクエン酸リン酸デキストロース中に採取した。クエン酸リン酸デキストロース溶液は、0.299gのクエン酸無水物USP、2.63gのクエン酸ナトリウム無水物USP、0.222gの一塩基性リン酸ナトリウム一水和物USP、2.90gのデキストロース、0.027gのアデニンUSP及び100mLの水を含有する。49mLのこの緩衝液を使用して350mLの血液を採取した。50.8mm×76.2mm×3.175mm(2インチ×3インチ×0.125インチ)の寸法を有する成形物品としての試験物質をポリスチレン製シャーレのウェルに入れ、リン酸塩緩衝化生理食塩水(これは試験物質を血液に曝露する前に除去した)中に浸漬した。各ウェルに25mLの血液を加え、即座に細胞計数用に0.5mLの試料を採取した。残りの24.5mLの血液を、35±2℃にサーモスタット制御されたEnvironシェーカーを用いて75±5回転/分で撹拌しながら30分間試験物質に曝露した。各物質に対して3つの試料を試験した。参照用に3つの空のポリスチレン製フラスコを血液に曝露した。Roche Diagnostics、France製のCOBAS MINOS Vet Automated Haematology Analyzerを用いて初期及び30分の試料の計数を検出することによって計数低下を分析した。この装置は、測定前に追跡可能な標準的な基準対照、Liquichek 16、トリレベル(trilevel)対照(Bio−Rad、USA)を用いて校正した。血小板保持率(%)は次式を用いて計算した。
血小板保持率(%)=(血小板の最終濃度×100)/(血小板の初期濃度)。
これらの実験では表面改質剤の変化を例証する。対照はポリカーボネートホモポリマー(比較例17)及びポリカーボネート−ポリシロキサンコポリマー(比較例18)であった。ポリカーボネートホモポリマーは21800AMUの重量平均分子量を有するビスフェノールAポリカーボネートであった。ポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーは、シロキサンセグメントとして約50単位の鎖長を有するシロキサンを6重量%有していた。実施例12〜14は各々99重量%のポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーと1重量%の表面改質剤を含有していた。実施例12で、表面改質剤は、GoldschmidtからTEGOMER(登録商標)H−Si 6440Pとして入手したポリカプロラクトン−ポリシロキサン−ポリカプロラクトントリブロックコポリマーであった。実施例13で、表面改質剤は、総シロキサン含有量が11重量%で、ポリエチレンオキシドセグメントの数平均分子量が900AMUの水溶性ポリエチレンオキシド−ポリジメチルシロキサン−ポリエチレンオキシドトリブロックコポリマーであった。これはGE SiliconesからSF1388として入手した。実施例14で、表面改質剤は次式の構造を有していた。
Claims (10)
- ポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーが実質的にポリカーボネートブロックとポリシロキサンブロックからなる、請求項1記載の組成物。
- 表面改質剤が、1以上のポリシロキサンセグメントに加えて、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリエステルカーボネート、ポリエーテル及びポリアリーレートから選択される1以上のセグメントを含む、請求項1記載の組成物。
- 表面改質剤がポリエステル−ポリシロキサンブロックコポリマーからなる、請求項1記載の組成物。
- さらに、ポリカーボネート、ポリエステルカーボネート、ポリエステル、ポリアリーレート及びこれらの混合物から選択されるポリマーを含む、請求項1記載の組成物。
- ポリカーボネート−ポリシロキサンブロックコポリマーのポリカーボネートブロックが次式の構造の繰返し単位を含んでおり、
表面改質剤がポリカプロラクトン−ポリ(ジメチルシロキサン)−ポリカプロラクトントリブロックコポリマーからなり、
当該組成物が約0.1〜約10重量%の表面改質剤を含んでおり、
当該組成物がさらに約1〜約95重量%のビスフェノールAポリカーボネートを含む、請求項1記載の組成物。 - 請求項1乃至請求項9のいずれか1項記載の組成物を含んでなる物品。
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