JP2021066870A - 熱可塑性エラストマー配合物 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性エラストマーの製造工程の簡略化をはかるための、熱可塑性エラストマー配合物を提供する。【解決手段】熱可塑性エラストマー配合物は、（ｉ）水性熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、（ｉｉ）界面活性剤、（ｉｉｉ）酸化防止剤、（ｉｖ）消泡剤、及び（ｖ）架橋剤を含む。水性ＴＰＥは、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）コポリマーラテックスである。本発明の熱可塑性エラストマー配合物を使用して製造される手袋は、水性ＴＰＥ手袋（例えば、水性ＴＰＥ診察用手袋、水性ＴＰＥ家庭用手袋、及び水性ＴＰＥ工業用手袋、特に水性ＴＰＥ手術用手袋）として知られている。【選択図】なし

Description

本発明は、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）製品を製造するための熱可塑性エラストマー配合物に関する。

熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）は、最も汎用的なプラスチックの１つである。典型的には、熱可塑性エラストマー材料は、ポリマー（プラスチック及びゴム）の物理的混合物であることから、プラスチック及びゴムの両方の特性を示す。両方の材料の固有の特性が存在しており、なぜならば、ＴＰＥ材料は、熱可塑性物質とエラストマーとの物理的混合のみにより作られ、両方の材料の間には、化学的な又は共有結合的な結合が存在しないからである。従って、ＴＰＥは、ポリマー産業の重要な一部となっている。ＴＰＥは、接着剤、履物、医療機器、自動車部品、日用品等のような多くの用途で使用されている。

しかしながら、エラストマー製品の製造におけるＴＰＥの適用は、それ自体の欠点を有している。例えば、溶媒性ＴＰＥ手袋の製造の場合には、ラテックス分子の配列を分解して液状にするために、溶媒性ラテックス浸漬が必要である。さらに、様々なタイプの手袋（例えば、ニトリル手袋、ポリイソプレン手袋、ポリクロロプレン手袋、及び天然ゴム手袋であるが、これらに限定されない）の適切な引張強度を達成するためには、加硫時間及び熟成時間が必要である。

上述したように、現在の既存のアプローチは、それ自体の欠点（例えば、このアプローチは、面倒な工程、重化学の消費を伴うか、又は時間がかかる）を有する。従って、上記の欠点を克服するのに適した配合物を同定する必要がある。そのため、本発明は、上記の欠点を克服することが可能な水性ＴＰＥ手袋を製造することを目的とする。

本発明は、（ｉ）水性ＰＴＥ、（ｉｉ）界面活性剤、（ｉｉｉ）酸化防止剤、（ｉｖ）消泡剤、及び（ｖ）架橋剤を含む熱可塑性エラストマー配合物に関する。水性ＴＰＥは、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）コポリマーラテックスであり、スチレンは１５％〜３５％の割合であり、イソプレンは６５％〜８５％の割合である。水性ＴＰＥは、１００ｐｈｒの量である。界面活性剤は、両性界面活性剤（例えば、Ｎ−ラウリル−ベータイミノジプロピオン酸一ナトリウム）、又はアニオン性界面活性剤（例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート、ジオクチルスルホスクシネート、又はアルキルベンゼンスルホネート）からなる群から選択されるいずれか１つであり、好ましくはＮ−ラウリル−ベータイミノジプロピオン酸一ナトリウムである。界面活性剤は、０．３０ｐｈｒ〜０．５０ｐｈｒの範囲であり、好ましくは０．４０ｐｈｒである。酸化防止剤は、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ）フェノール、ポリ（ジシクロペンタジエン−ｃｏ−Ｐ−クレゾール）、又はアルキル化ジフェニルアミンであるチオフェノール型酸化防止剤からなる群から選択されるいずれか１つであり、好ましくは２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（４，６−ビス（オクチルチオ）１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ）フェノールである。酸化防止剤は、１．００ｐｈｒ〜３．００ｐｈｒの範囲であり、好ましくは２．００ｐｈｒである。消泡剤は、ポリジメチルシロキサン、変性シリコーンのエマルション、ポリプロピレンベース又はポリエーテル分散体の混合物からなる群から選択されるいずれか１つであり、好ましくは変性シリコーンのエマルションである。消泡剤は、０．０２ｐｈｒ〜０．０６ｐｈｒの範囲であり、好ましくは０．０４ｐｈｒである。架橋剤は、２価又は３価のイオン性化合物（例えば、水酸化アルミニウム又は酸化亜鉛）からなる群から選択されるいずれか１つであり、好ましくは酸化亜鉛である。架橋剤は、０．５０ｐｈｒ〜２．００ｐｈｒの範囲であり、好ましくは１．５０ｐｈｒである。本発明の熱可塑性エラストマー配合物を使用して製造される手袋は、水性ＴＰＥ手袋（例えば、水性ＴＰＥ診察用手袋、水性ＴＰＥ家庭用手袋、及び水性ＴＰＥ工業用手袋、特に水性ＴＰＥ手術用手袋）として知られている。

本発明の好ましい実施形態の詳細な説明が、本明細書で開示される。しかしながら、この実施形態は、様々な形態で具体化され得る本発明の単なる例示であることを理解すべきである。従って、本明細書で開示されている詳細は、限定的であると解釈してはならず、単に特許請求の範囲のための及び本発明の分野の当業者への教示のための基礎として解釈しなければならない。本明細書で使用されている数値データ又は範囲は、限定的であると解釈してはならない。

本発明は、水性ＴＰＥ製品を製造するための、促進剤を含まない水性熱可塑性エラストマー配合物に関する。具体的には、本発明は、スチレン−イソプレン−スチレンコポリマー（ＳＩＳ）である水性ＴＰＥを含む水性熱可塑性エラストマー配合物、並びにエラストマー製品（具体的には、水性ＴＰＥ手袋、例えば、水性ＴＰＥ診察用手袋、水性ＴＰＥ家庭用手袋、及び水性ＴＰＥ工業用手袋、特に水性ＴＰＥ手術用手袋）を製造するための水性ＴＰＥの組み込み方法に関する。

本発明で製造される手袋は、促進剤を含まない水性ＴＰＥ手袋であり、特に、水性ＴＰＥラテックスを使用して製造されている水性ＴＰＥ手術用手袋である。ＴＰＥラテックスは、スチレンセグメント（プラスチック）とイソプレンセグメント（エラストマー／ゴム）とを含む２相構造を含む水性コポリマー材料であり、即ち、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）コポリマーラテックスとして知られている。水性ＴＰＥラテックスは、スチレンモノマーとイソプレンモノマーとの間の組合せに由来する合成ラテックスである。適切な引張強度を達成するのに、加硫時間及び熟成時間は必要ない。しかしながら、架橋を任意選択的に含ませて、手袋の特性を改善し得る。水性ＴＰＥラテックスのモノマー配列は、他のタイプのラテックスとはわずかに異なる。これは、他のタイプの利用可能なラテックスで適用されているような連続フィルムを製造するためのあらゆる促進剤が必要とされないからである。

本発明の主な目的は、促進剤を使用することなく水性ＴＰＥ手袋（特に水性ＴＰＥ手術用手袋）を提供することである。本発明の他の目的は、溶媒性ＴＰＥ手袋と比較して機械的特性が改善されているエラストマー製品を形成することが可能な水性熱可塑性エラストマー配合物を提供することである。

本手袋用配合物は、（ｉ）水性ＴＰＥ、（ｉｉ）界面活性剤、（ｉｉｉ）酸化防止剤、（ｉｖ）消泡剤、及び（ｖ）架橋剤を含む。

水性ＴＰＥは、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）コポリマーラテックスであり、スチレンは１５％〜３５％の割合であり、イソプレンは６５％〜８５％の割合である。この水性ＴＰＥは、１００ｐｈｒの量である。

界面活性剤は、両性界面活性剤（例えば、Ｎ−ラウリル−ベータイミノジプロピオン酸一ナトリウム）、又はアニオン性界面活性剤（例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート、ジオクチルスルホスクシネート、又はアルキルベンゼンスルホネート）からなる群から選択されるいずれか１つであり、好ましくはＮ−ラウリル−ベータイミノジプロピオン酸一ナトリウムである。界面活性剤は、０．３０ｐｈｒ〜０．５０ｐｈｒの範囲であり、好ましくは０．４０ｐｈｒである。

酸化防止剤は、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ）フェノール、ポリ（ジシクロペンタジエン−ｃｏ−Ｐ−クレゾール）、又はアルキル化ジフェニルアミンであるチオフェノール型酸化防止剤からなる群から選択されるいずれか１つであり、好ましくは２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ）フェノールである。酸化防止剤は、１．００ｐｈｒ〜３．００ｐｈｒの範囲であり、好ましくは２．００ｐｈｒである。

消泡剤は、ポリジメチルシロキサン、変性シリコーンのエマルション、ポリプロピレンベース又はポリエーテル分散体の混合物からなる群から選択されるいずれか１つであり、好ましくは変性シリコーンのエマルションである。消泡剤は、０．０２ｐｈｒ〜０．０６ｐｈｒの範囲であり、好ましくは０．０４ｐｈｒである。

架橋剤は、２価又は３価のイオン性化合物（例えば、水酸化アルミニウム又は酸化亜鉛）からなる群から選択されるいずれか１つであり、好ましくは酸化亜鉛である。架橋剤は、０．５０ｐｈｒ〜２．００ｐｈｒの範囲であり、好ましくは１．５０ｐｈｒである。

表１は、水性ＴＰＥ手袋の調製で使用される化学成分（上記で列挙されている）及びその組成を示す。

以下の例は、非限定的な意味で本発明を説明するために構成するものである。

良質な水性ＴＰＥ手術用手袋を製造するために、ある特定のプロセスパラメータ（例えば、ラテックス浸漬前の成形具温度、及び硬化条件）を制御することにより、利用可能な浸漬プロセスを使用して、成形具を、表１で説明されている配合物に浸漬した。熱可塑性エラストマー配合物のためのプロセスパラメータを、表２にまとめる。

４種のセットの手袋を研究した。セットＡは、水性ＴＰＥ手術用手袋（本発明）であり、セットＢは、溶媒性ＴＰＥ手術用手袋であり、セットＣは、ポリイソプレン（ＰＩ）手術用手袋であり、セットＤは、天然ゴム（ＮＲ）手術用手袋である。製造した手袋を、機械的特性（例えば、引張強度、破断伸び、モジュラス＠５００％、及び破断時の力）に関して試験した。得られた結果を、表３及び表４に示す。

表３のＡＳＴＭ３５７７規格に基づくと、セットＡは、セットＢ及びセットＣと比較して良好な引張強度を有しており、且つエージング前ではセットＤと同程度の引張強度を有している。さらに、セットＡは、セットＢ、セットＣ、及びセットＤと比べて、良好な破断伸び及び柔軟性（モジュラス＠５００％）を有している。セットＡは、１０００％を超える破断伸びを有している。これは、モジュラスが低いほど手袋が柔軟になるからである。これらの結果は、セットＡが、セットＢ、セットＣ、及びセットＤ等の従来の手袋と同様に良好な機械的特性を有していることを示した。

さらに、本発明で調製されている手袋は、Ｉ型タンパク質アレルギーを除外するタンパク質含有量を含まない。さらに、配合物に添加される添加剤は、天然ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、ポリクロロプレンゴム（ＣＲ）、及びポリイソプレンゴム（ＰＩ）を使用する手術用手袋製品と比較して少ない。本発明で調製されている手袋はまた、任意の促進剤を配合物に添加する必要もなく、そのため、ＩＶ型アレルギーを除外し得る。加えて、適切な引張強度を達成するのに加硫時間及び熟成時間は必要なく、そのため、製造時間及び製造コストが削減される。さらに、本発明で使用されるＴＰＥは水性ＴＰＥであることから、溶媒に浸漬させる必要はない。

本発明の手袋を、様々な用途（例えば、限定されないが、クリーンルーム、食品の取り扱い、化粧品、生物医学、半導体、電気、及び／又はヘルスケア）で使用し得る。加えて、本発明の教示は手袋に限定されず、なぜならば、当業者は、本発明の教示を、同様のエラストマー特性を示すあらゆる他のエラストマー物品（例えば、デンタルダム、コンドーム、指サック、エクササイズバンド、及び同類の製品）に採用し得るからである。

全体として、水性ＴＰＥラテックス（即ち、ＳＩＳコポリマー）を使用して製造される本発明の手袋は、従来の欠点を克服することが可能である。一例として、適切な引張強度を達成するのに、加硫時間及び熟成時間は必要ない。さらに、製造時間及び製造コストが同様に削減される。

本明細書で使用されている用語は、特定の例示的な実施形態を説明することを目的とするのみであり、限定することは意図されていない。本明細書で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、別途文脈が明確に示さない限り、複数形も同様に含むことが意図され得る。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「有する」は包括的であり、従って、述べられている特徴、整数、工程、操作、要素、及び／又は構成要素の存在を明示するが、１つ又は複数の他の特徴、整数、工程、操作、要素、構成要素、及び／又はこれらの群の存在又は追加を除外するものではない。

本明細書で記載されている方法、工程、プロセス、及び操作は、実施の順序として具体的に特定されていない限り、論じられているか又は説明されている特定の順序での実施を必ず必要とすると解釈してはならない。追加の又は代替の工程が採用され得ることも理解されたい。表現「少なくとも」又は「少なくとも１つ」の使用は、この使用は所望の目的又は結果の内の１つ又は複数を達成するために実施形態の内の１つに含まれ得るので、１つ又は複数の要素の使用を示唆している。

Claims (10)

1. （ｉ）１００ｐｈｒの量の水性熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、（ｉｉ）０．３０ｐｈｒ〜０．５０ｐｈｒの範囲の界面活性剤、（ｉｉｉ）１．００ｐｈｒ〜３．００ｐｈｒの範囲の酸化防止剤、（ｉｖ）０．０２ｐｈｒ〜０．０６ｐｈｒの範囲の消泡剤、及び（ｖ）０．５０ｐｈｒ〜２．００ｐｈｒの範囲の架橋剤を含む、熱可塑性エラストマー配合物。
2. 前記水性ＴＰＥが、スチレン−イソプレン−スチレン（ＳＩＳ）コポリマーラテックスであり、スチレンは１５％〜３５％の割合であり、イソプレンは６５％〜８５％の割合である、請求項１に記載の熱可塑性エラストマー配合物。
3. 前記界面活性剤が、両性界面活性剤又はアニオン性界面活性剤からなる群から選択されるいずれか１つである、請求項１に記載の熱可塑性エラストマー配合物。
4. 前記両性界面活性剤が、Ｎ−ラウリル−ベータイミノジプロピオン酸一ナトリウムである、請求項３に記載の熱可塑性エラストマー配合物。
5. 前記アニオン性界面活性剤が、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルオキシドジスルホネート、ジオクチルスルホスクシネート、又はアルキルベンゼンスルホネートである、請求項３に記載の熱可塑性エラストマー配合物。
6. 前記酸化防止剤が、２，６−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−（４，６−ビス（オクチルチオ）−１，３，５−トリアジン−２−イルアミノ）フェノール、ポリ（ジシクロペンタジエン−ｃｏ−Ｐ−クレゾール）、又はアルキル化ジフェニルアミンであるチオフェノール型酸化防止剤からなる群から選択されるいずれか１つである、請求項１に記載の熱可塑性エラストマー配合物。
7. 前記消泡剤が、ポリジメチルシロキサン、変性シリコーンのエマルション、ポリプロピレンベース又はポリエーテル分散体の混合物からなる群から選択されるいずれか１つである、請求項１に記載の熱可塑性エラストマー配合物。
8. 前記架橋剤が、水酸化アルミニウム又は酸化亜鉛を含む２価又は３価のイオン性化合物からなる群から選択されるいずれか１つである、請求項１に記載の熱可塑性エラストマー配合物。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の熱可塑性エラストマー配合物を有する手袋。
10. 水性ＴＰＥ手術用手袋である、請求項９に記載の手袋。