JP2023520919A - 分解性ポリ乳酸ポリマーブレンドを含む方法及び組成物 - Google Patents
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Abstract
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物、並びにそのような組成物を作成及び使用する方法を本明細書に開示する。【選択図】図1
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2020年4月10日に出願された「METHODS AND COMPOSITIONS COMPRISING DEGRADABLE POLYMER BLENDS」と題される米国仮特許出願第63/008385号の米国特許法第119条(e)に基づく利益を主張するものであり、同出願は全ての目的のためにその全体が本明細書に援用される。
本開示は、少なくとも1つのポリ乳酸ポリマー及び少なくとも1つの多軸ポリマー、並びにこれらの組み合わせを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物、並びにそのような組成物を、特に医療機器のために作成及び使用する方法に関する。
本出願は、2020年4月10日に出願された「METHODS AND COMPOSITIONS COMPRISING DEGRADABLE POLYMER BLENDS」と題される米国仮特許出願第63/008385号の米国特許法第119条(e)に基づく利益を主張するものであり、同出願は全ての目的のためにその全体が本明細書に援用される。
本開示は、少なくとも1つのポリ乳酸ポリマー及び少なくとも1つの多軸ポリマー、並びにこれらの組み合わせを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物、並びにそのような組成物を、特に医療機器のために作成及び使用する方法に関する。
消費者製品の製造に用いられる高分子プラスチック材料の多くは非分解性であり、製品の有効寿命後長期間にわたって環境に存在し続ける可能性がある。このため、分解性ポリマーの利用が増加している。特定の分解性ポリマーは、広く利用される上で望ましい物理的、機械的特性を備えていない場合がある。例えば、ポリラクチド又はポリ乳酸ポリマーは所望の製品に形成した後に壊れやすくなることがあり、こうした製品は、大きな衝撃を受けると破壊してしまう。
そのため、破壊しにくい消費者製品に容易に使用できる分解性ポリマーが求められている。ポリマーブレンド及びポリマー添加剤を用いて、分解性ポリマーの物理的特性を変化させることができる。本開示は、この必要性を満たす製品及び方法に関連する分解性組成物を提供する。
そのため、破壊しにくい消費者製品に容易に使用できる分解性ポリマーが求められている。ポリマーブレンド及びポリマー添加剤を用いて、分解性ポリマーの物理的特性を変化させることができる。本開示は、この必要性を満たす製品及び方法に関連する分解性組成物を提供する。
即ち本開示は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物、これらから作成される製品、並びに製品を作成及び形成する方法を提供する。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、ポリ乳酸ポリマー及びコポリマーを含んでよく、また非晶性ポリ乳酸ポリマー及び半結晶性ポリ乳酸ポリマーを含んでよい。一態様では、非晶性ポリ乳酸ポリマーはD,Lラクチド残基を含み得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、L-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。
一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、D-ラクチド残基又はL-ラクチド残基のいずれかを少なくとも80%含み得る。ポリ乳酸ポリマーの残りの組成物は、グリコリド、トリメチレンカーボネート、ジオキサノン、D-ラクチド、L-ラクチド、δ-バラレクトン(valarectone)、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、若しくはε-カプロラクトンの残基、又はこれらの組み合わせを含んでよい1つ又は複数のラクトン又はカーボネート環構造モノマーに由来し得る。
一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは少なくとも約90%のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは少なくとも約95%のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーはポリ-L-ラクチドとポリ-D-ラクチドとのブレンドであり得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、約90~97%のL-ラクチド残基と、ポリマー組成物の残部を含むD-ラクチド残基とを含む。
一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、D-ラクチド残基又はL-ラクチド残基のいずれかを少なくとも80%含み得る。ポリ乳酸ポリマーの残りの組成物は、グリコリド、トリメチレンカーボネート、ジオキサノン、D-ラクチド、L-ラクチド、δ-バラレクトン(valarectone)、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、若しくはε-カプロラクトンの残基、又はこれらの組み合わせを含んでよい1つ又は複数のラクトン又はカーボネート環構造モノマーに由来し得る。
一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは少なくとも約90%のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは少なくとも約95%のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーはポリ-L-ラクチドとポリ-D-ラクチドとのブレンドであり得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、約90~97%のL-ラクチド残基と、ポリマー組成物の残部を含むD-ラクチド残基とを含む。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、ポリ乳酸ポリマーを含む少なくとも1つの組成物と、多軸ポリマーを含む少なくとも1つの組成物とを含むポリマーブレンドを含む。本明細書で使用するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、少なくとも2つのポリマー組成物を含み、1つがポリ乳酸ポリマーを含む組成物、もう1つが多軸ポリマーを含む組成物であって、この2つを組み合わせ又は、ブレンド、混合して、2つのポリマー組成物のポリマーブレンドを形成する。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、相分離している組成物部分を含んでよい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分に相分離が見られない。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質である。一態様では、成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質でない。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質であるが相分離している。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質であるが相分離していない。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質でないが相分離している。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質でないが相分離していない。本明細書に開示する組成物は、同義で、ポリ乳酸ポリマー組成物又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物と呼ぶことがある。当業者であれば、ブレンドと個々のポリマー組成物のどちらを意味しているか理解できる。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、相分離している組成物部分を含んでよい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分に相分離が見られない。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質である。一態様では、成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質でない。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質であるが相分離している。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質であるが相分離していない。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質でないが相分離している。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物全体にわたって均質でないが相分離していない。本明細書に開示する組成物は、同義で、ポリ乳酸ポリマー組成物又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物と呼ぶことがある。当業者であれば、ブレンドと個々のポリマー組成物のどちらを意味しているか理解できる。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は分解性であってよい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は部分的に分解性であってよい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物はエステル交換されていてよい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は部分的にエステル交換されていてよい。一態様では、開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物で作られた、ポリマー、繊維、メッシュ、フィルム、製品、又は3次元構造を含むがこれらに限定されない物品は、個別のポリマーブレンド成分で作られた物品、例えば同様のポリ乳酸ポリマー物品とは異なる特徴を有することがある。例えば、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物で作られた物品の衝撃強さは、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の調製に使用するポリ乳酸ポリマー組成物で作られた物品よりも大きい。
一態様では、開示する多軸ポリマーは、約1~約10%(モル)のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。
本明細書に開示する組成物及び方法で使用するポリ乳酸ポリマーは、約50,000g/モル~約750,000g/モルの範囲の分子量を有してよい。本明細書に開示する組成物及び方法で使用する半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、約145℃~約185℃の範囲の溶融温度(Tm)を有してよい。本明細書に開示する組成物及び方法で使用するポリ乳酸ポリマーは、約45℃~約70℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有してよい。ポリ乳酸ポリマーは約0.5g/10分~約100g/10分のメルトフローインデックス(MFI)(210℃/2.16kg)を有し得る。ポリ乳酸ポリマーは約45℃~約70℃のガラス転移温度(Tg)を有し得る。
一態様では、開示する多軸ポリマーは、約1~約10%(モル)のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。
本明細書に開示する組成物及び方法で使用するポリ乳酸ポリマーは、約50,000g/モル~約750,000g/モルの範囲の分子量を有してよい。本明細書に開示する組成物及び方法で使用する半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、約145℃~約185℃の範囲の溶融温度(Tm)を有してよい。本明細書に開示する組成物及び方法で使用するポリ乳酸ポリマーは、約45℃~約70℃の範囲のガラス転移温度(Tg)を有してよい。ポリ乳酸ポリマーは約0.5g/10分~約100g/10分のメルトフローインデックス(MFI)(210℃/2.16kg)を有し得る。ポリ乳酸ポリマーは約45℃~約70℃のガラス転移温度(Tg)を有し得る。
多軸分解性ブロックコポリマーは、トリエタノールアミン、トリメチロールプロパン、1,1,1-トリス(ヒドロキシメチル)エタン、ペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ジ(トリメチロールプロパン)、2,2,6,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、グリセロール、グルコース、2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、トリイソプロパノールアミン、1-[N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]-2-プロパノール、又は2-[ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]-2-(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオールを含むヒドロキシル系開始剤を含んでよい。本明細書に開示する多軸ポリマーは、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリビニル系ポリマー、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリシロキサン、又はこれらの組み合わせであるランダムコポリマー又はブロックコポリマーであるポリマーであってよい。
本明細書に開示する任意に分解性の多軸ポリマーはブロックコポリマーであってよい。例えば、多軸ブロックポリマーは、中心開始剤から生じる少なくとも1つの第1のブロック及び第2のブロックを有するブロックコポリマーである。一態様では、第1のブロックは非晶性である。第1のブロックは、ε-カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、又はD,L-ラクチドを含むがこれらに限定されない残基を含んでよい。第1のブロックの一部として使用できる他のモノマーには、p-ジオキサノン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドがあるがこれらに限定されない。一態様では、上記のモノマー残基を含む非晶性ブロックは、40%(モル)未満の第1のブロックを含むであろう。
一態様では、多軸ブロックポリマーの第2のブロックは半結晶性であってよい。半結晶性の第2のブロックは、p-ジオキサノン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの残基を含むがこれらに限定されない。これらのモノマー残基は、約60%(モル)超の第2のブロックを含んでよい。第2のブロックの一部として使用できる他のモノマーには、ε-カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、又はD,L-ラクチドがあるがこれらに限定されない。
本明細書に開示する多軸分解性ポリマーは、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの残基を含んでよい。
本明細書に開示する多軸ポリマーは、分解性ポリマーであってよい。
本明細書に開示する多軸分解性ポリマーは、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリビニル系ポリマー、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリシロキサン、又はこれらの組み合わせであるランダムコポリマーである分解性ポリマーであってよい。
本明細書に開示する任意に分解性の多軸ポリマーはブロックコポリマーであってよい。例えば、多軸ブロックポリマーは、中心開始剤から生じる少なくとも1つの第1のブロック及び第2のブロックを有するブロックコポリマーである。一態様では、第1のブロックは非晶性である。第1のブロックは、ε-カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、又はD,L-ラクチドを含むがこれらに限定されない残基を含んでよい。第1のブロックの一部として使用できる他のモノマーには、p-ジオキサノン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドがあるがこれらに限定されない。一態様では、上記のモノマー残基を含む非晶性ブロックは、40%(モル)未満の第1のブロックを含むであろう。
一態様では、多軸ブロックポリマーの第2のブロックは半結晶性であってよい。半結晶性の第2のブロックは、p-ジオキサノン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの残基を含むがこれらに限定されない。これらのモノマー残基は、約60%(モル)超の第2のブロックを含んでよい。第2のブロックの一部として使用できる他のモノマーには、ε-カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、又はD,L-ラクチドがあるがこれらに限定されない。
本明細書に開示する多軸分解性ポリマーは、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの残基を含んでよい。
本明細書に開示する多軸ポリマーは、分解性ポリマーであってよい。
本明細書に開示する多軸分解性ポリマーは、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリビニル系ポリマー、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリシロキサン、又はこれらの組み合わせであるランダムコポリマーである分解性ポリマーであってよい。
開示する多軸ポリマーは約20,000ダルトン超の分子量を有し得る。開示する多軸ポリマーは約0.5dL/g超のインヘレント粘度(IV)を有し得る。開示する多軸ポリマーは少なくとも2つのガラス転移温度(Tg)を有し得る。一態様では、第1のTgは第2のTgよりも少なくとも約10℃高い。開示する多軸ポリマーは溶融温度(Tm)を有し得る。溶融温度は約50℃~約190℃の範囲であり得る。開示する多軸ポリマーは半結晶性であり得、示差走査熱量測定(DSC)で測定される融解熱(Hf)を有し得る。開示する多軸ポリマーの融解熱は約0.5J/g超であり得る。開示する多軸ポリマーはメルトフローインデックスを有する。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは、165℃/3.8kgで3g/10分~25g/10分である。
開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、約50%(w/w)超のポリ乳酸及び約0.5~約50%(w/w)の多軸ポリマーを含んでよい。
開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、1つ又は複数の添加剤を更に含んでよい。添加剤の例として、耐衝撃性改質剤、可塑剤、核剤、清澄剤、補強剤、潤滑剤、帯電防止剤、抗酸化剤、又はこれらの組み合わせがあるがこれらに限定されない。
開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、約50%(w/w)超のポリ乳酸及び約0.5~約50%(w/w)の多軸ポリマーを含んでよい。
開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、1つ又は複数の添加剤を更に含んでよい。添加剤の例として、耐衝撃性改質剤、可塑剤、核剤、清澄剤、補強剤、潤滑剤、帯電防止剤、抗酸化剤、又はこれらの組み合わせがあるがこれらに限定されない。
ポリ乳酸ポリマーブレンドを作成する方法は、1)少なくとも1つのポリ乳酸ポリマーを含む組成物と、少なくとも1つの多軸ポリマーを含む組成物とを混合し、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を形成することを含む。本明細書に開示する方法は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を加熱するステップを更に含んでよく、特定の理論に縛られることを望まないが、これにより、ポリヒドロキシアルカノエートポリマー及び多軸ポリマーの少なくとも一部がエステル交換されると考えられる。
本明細書に開示する方法は、例えば押出又は成形などの既知のポリマー製造方法を用いて、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物から物品を作成することを含む。一態様では、その物品の衝撃強さは、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分、例えばポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の調製に使用するポリ乳酸ポリマー組成物で作られた物品の衝撃強さよりも大きい。
本開示は、本明細書に開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物から形成される物品を含む。物品は、消費者製品、自動車部品、農業製品、医療機器、医薬品、化粧品、又は獣医製品を含んでよい。消費者製品は、バッグ、再封可能なバッグ、ストロー、歯ブラシ、食器、飲料用カップ、グラス又はマグカップ、ブラシ、食品容器、食品トレイ、皿、ボウル、食品カバー、クラムシェルパッケージ、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素を含んでよい。自動車部品は、トリム部品、マット、被覆、保護層、自動車の透明部品、チューブ、コネクタ、又は保護被覆を含んでよい。農業用物品は、マルチフィルム、杭、ペグ、紐、ラベル、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素を含んでよい。医療機器は、メッシュ、不織布、ネジ、プレート、ロッド、インプラント、縫合糸、ブレード、ステープル、有刺デバイス、創傷閉鎖デバイス、バッグ、創傷被覆、副子、ステント、注射器、チューブ、身体用3D印刷物、組織スキャフォールド、整形外科用インプラント、軟組織インプラント、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素を含んでよい。
本明細書に開示する方法は、例えば押出又は成形などの既知のポリマー製造方法を用いて、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物から物品を作成することを含む。一態様では、その物品の衝撃強さは、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の成分、例えばポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の調製に使用するポリ乳酸ポリマー組成物で作られた物品の衝撃強さよりも大きい。
本開示は、本明細書に開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物から形成される物品を含む。物品は、消費者製品、自動車部品、農業製品、医療機器、医薬品、化粧品、又は獣医製品を含んでよい。消費者製品は、バッグ、再封可能なバッグ、ストロー、歯ブラシ、食器、飲料用カップ、グラス又はマグカップ、ブラシ、食品容器、食品トレイ、皿、ボウル、食品カバー、クラムシェルパッケージ、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素を含んでよい。自動車部品は、トリム部品、マット、被覆、保護層、自動車の透明部品、チューブ、コネクタ、又は保護被覆を含んでよい。農業用物品は、マルチフィルム、杭、ペグ、紐、ラベル、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素を含んでよい。医療機器は、メッシュ、不織布、ネジ、プレート、ロッド、インプラント、縫合糸、ブレード、ステープル、有刺デバイス、創傷閉鎖デバイス、バッグ、創傷被覆、副子、ステント、注射器、チューブ、身体用3D印刷物、組織スキャフォールド、整形外科用インプラント、軟組織インプラント、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素を含んでよい。
本開示は、分解性ポリマー及び/又はコポリマーを含む組成物、並びにそのような組成物を作成及び使用する方法を含む。例えば本発明の分解性組成物は、ポリ乳酸ポリマーに関連する課題の一部を克服する。ポリ乳酸ポリマーは、成形、押出、又はメルトブローで様々な形状及び物品を形成できる。得られる生成物は、使用するポリ乳酸ポリマーが半結晶性であるため、破断伸びが限定的で耐衝撃性が低いことが多い。こうした問題を克服するために、1つ又は複数の多軸分解性ブロックコポリマーをポリ乳酸ポリマーに組み込むことにより、ポリ乳酸ポリマーの弾性及び耐衝撃性を向上できることが見出されている。
本開示は、非晶性ポリ乳酸ポリマー及び半結晶性ポリ乳酸ポリマーを含むがこれらに限定されない、本明細書に開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物で使用できるポリ乳酸ポリマー及びコポリマーを含む。本明細書で使用するポリマー及びコポリマーは、同義で、モノマーを含むポリマー材料を指し、この場合、モノマーは同じ化学式(ホモポリマー)又は異なる化学式(2種類以上のモノマーのコポリマー)を有してよく、従って、ポリマー又はコポリマーはそれぞれホモポリマー又はコポリマーを指してよい。一態様では、非晶性ポリ乳酸ポリマーはD,Lラクチド残基を含み得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、L-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、D-ラクチド残基又はL-ラクチド残基のいずれかを少なくとも80%含み得る。ポリ乳酸ポリマーの残りの組成物は、グリコリド、トリメチレンカーボネート、ジオキサノン、D-ラクチド、L-ラクチド、δ-バラレクトン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、若しくはε-カプロラクトンの残基、又はこれらの組み合わせを含んでよい1つ又は複数のラクトン又はカーボネート環構造モノマーに由来し得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは少なくとも約90%のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは少なくとも約95%のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、ポリ-L-ラクチドとポリ-D-ラクチドとのブレンドであり得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、約90~97%のL-ラクチド残基と、ポリマー組成物の残部を含むD-ラクチド残基とを含む。
本開示は、非晶性ポリ乳酸ポリマー及び半結晶性ポリ乳酸ポリマーを含むがこれらに限定されない、本明細書に開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物で使用できるポリ乳酸ポリマー及びコポリマーを含む。本明細書で使用するポリマー及びコポリマーは、同義で、モノマーを含むポリマー材料を指し、この場合、モノマーは同じ化学式(ホモポリマー)又は異なる化学式(2種類以上のモノマーのコポリマー)を有してよく、従って、ポリマー又はコポリマーはそれぞれホモポリマー又はコポリマーを指してよい。一態様では、非晶性ポリ乳酸ポリマーはD,Lラクチド残基を含み得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、L-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、D-ラクチド残基又はL-ラクチド残基のいずれかを少なくとも80%含み得る。ポリ乳酸ポリマーの残りの組成物は、グリコリド、トリメチレンカーボネート、ジオキサノン、D-ラクチド、L-ラクチド、δ-バラレクトン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、若しくはε-カプロラクトンの残基、又はこれらの組み合わせを含んでよい1つ又は複数のラクトン又はカーボネート環構造モノマーに由来し得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは少なくとも約90%のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは少なくとも約95%のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、ポリ-L-ラクチドとポリ-D-ラクチドとのブレンドであり得る。一態様では、半結晶性ポリ乳酸ポリマーは、約90~97%のL-ラクチド残基と、ポリマー組成物の残部を含むD-ラクチド残基とを含む。
本明細書に開示するポリ乳酸ポリマーの分子量は約50,000g/モル~約750,000g/モルの範囲であり得る。一態様では、本明細書に開示するポリ乳酸ポリマーの分子量は約100,000g/モル~約500,000g/モルの範囲であり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーの分子量は約100,000g/モル超であり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーの分子量は約200,000g/モル超である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーの分子量は約300,000g/モル超である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーの分子量は約400,000g/モル超である。
半結晶性ポリ乳酸ポリマーは溶融温度(Tm)を有し得る。半結晶性ポリ乳酸ポリマーのTmは約145℃~約185℃の範囲であり得る。一態様では、Tmは約150℃~約180℃の範囲であり得る。一態様では、Tmは約155℃~約175℃の範囲であり得る。
ポリ乳酸ポリマーはガラス転移温度(Tg)を有し得る。ポリ乳酸ポリマーのTgは約45℃~約70℃の範囲であり得る。一態様では、Tgは約50℃~約68℃の範囲であり得る。一態様では、Tgは約55℃~約67℃の範囲であり得る。
ポリ乳酸ポリマーはメルトフローインデックス(MFI)を有し得る。ポリ乳酸ポリマーのMFI(210℃/2.16kg)は約0.5g/10分~約100g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約4g/10分~約10g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約10g/10分~約25g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約25g/10分~約50g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約50g/10分~約75g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約75g/10分~約100g/10分であり得る。
半結晶性ポリ乳酸ポリマーは溶融温度(Tm)を有し得る。半結晶性ポリ乳酸ポリマーのTmは約145℃~約185℃の範囲であり得る。一態様では、Tmは約150℃~約180℃の範囲であり得る。一態様では、Tmは約155℃~約175℃の範囲であり得る。
ポリ乳酸ポリマーはガラス転移温度(Tg)を有し得る。ポリ乳酸ポリマーのTgは約45℃~約70℃の範囲であり得る。一態様では、Tgは約50℃~約68℃の範囲であり得る。一態様では、Tgは約55℃~約67℃の範囲であり得る。
ポリ乳酸ポリマーはメルトフローインデックス(MFI)を有し得る。ポリ乳酸ポリマーのMFI(210℃/2.16kg)は約0.5g/10分~約100g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約4g/10分~約10g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約10g/10分~約25g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約25g/10分~約50g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約50g/10分~約75g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約75g/10分~約100g/10分であり得る。
多軸ポリマーとは、同一開始剤上の2ヵ所以上から開始されるポリマーである。本明細書に開示するポリマーの作成に使用できる開始剤には、3個以上のヒドロキシル基又はアミン基を含む化合物があるがこれらに限定されない。ヒドロキシル系開始剤の例として、トリエタノールアミン、トリメチロールプロパン、1,1,1-トリス(ヒドロキシメチル)エタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ジ(トリメチロールプロパン)、2,2,6,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、グリセロール、グルコース、2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、トリイソプロパノールアミン、1-[N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]-2-プロパノール、及び2-[ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]-2-(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオールがあるがこれらに限定されない。
本明細書に開示する多軸ポリマーの製造に使用できる触媒には、スズ系触媒、アルミニウム系触媒、亜鉛系触媒、及びビスマス系触媒があるがこれらに限定されない。使用できるスズ系触媒にはスズ(II)2-エチルヘキサノエートがあるがこれに限定されない。使用できるアルミニウム系触媒には、アルミニウムイソプロポキシド及びトリエチルアルミニウムがあるがこれらに限定されない;使用できる亜鉛系触媒には乳酸亜鉛があるがこれに限定されない;及び使用できるビスマス系触媒には次サリチル酸ビスマスがあるがこれに限定されない。
本明細書に開示する多軸ポリマーの製造に使用できる触媒には、スズ系触媒、アルミニウム系触媒、亜鉛系触媒、及びビスマス系触媒があるがこれらに限定されない。使用できるスズ系触媒にはスズ(II)2-エチルヘキサノエートがあるがこれに限定されない。使用できるアルミニウム系触媒には、アルミニウムイソプロポキシド及びトリエチルアルミニウムがあるがこれらに限定されない;使用できる亜鉛系触媒には乳酸亜鉛があるがこれに限定されない;及び使用できるビスマス系触媒には次サリチル酸ビスマスがあるがこれに限定されない。
多軸ブロックポリマーは、中心開始剤から生じる第1のブロック及び第2のブロックを有するブロックコポリマーである。一態様では、多軸ブロックポリマーは、各軸が中心コアから生じ、且つ各軸が第1のブロック及び第2のブロックを含むようなポリマーである。一態様では、第1のブロックは中心開始剤に最も近い。一態様では、第1のブロックは非晶性である。第1のブロックは、ε-カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、又はD,L-ラクチドを含むがこれらに限定されない残基を含む。第1のブロックの一部として使用できる他のモノマーには、p-ジオキサノン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドがあるがこれらに限定されない。一態様では、非晶性ブロックにおいて、上記モノマー残基は40%(モル)未満の第1のブロックを含んでよい。一態様では、非晶性の第1のブロックは少なくとも約50%(モル)のε-カプロラクトン残基を含む。一態様では、非晶性の第1のブロックは、約60%(モル)のε-カプロラクトン残基と、約5~約40%(モル)のトリメチレンカーボネート残基とを含む。一態様では、非晶性の第1のブロックは、約60%(モル)のε-カプロラクトン残基と、約24%(モル)のトリメチレンカーボネート残基とを含む。一態様では、非晶性の第1のブロックは、約50%~60%(モル)、約5%~約35%(モル)のトリメチレンカーボネート残基、及び約5%~約20%(モル)のグリコリド残基を含む。一態様では、非晶性の第1のブロックは、約60%(モル)、約24%(モル)のトリメチレンカーボネート残基、及び約16%(モル)のグリコリド残基を含む。
一態様では、多軸ポリマーの最初の部分を合成するのに使用する開始剤はトリオールである。一態様では、トリオールはトリメチロールプロパンである。一態様では、使用する触媒はスズ触媒である。一態様では、触媒はスズ(II)2-エチルヘキサノエート又はオクチル酸スズである。
一態様では、多軸ポリマーの最初の部分を合成するのに使用する開始剤はトリオールである。一態様では、トリオールはトリメチロールプロパンである。一態様では、使用する触媒はスズ触媒である。一態様では、触媒はスズ(II)2-エチルヘキサノエート又はオクチル酸スズである。
一態様では、多軸ブロックポリマーの第2のブロックは半結晶性である。半結晶性の第2のブロックには、p-ジオキサノン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの残基を含むがこれらに限定されない。一態様では、半結晶性ブロックにおいて、上記モノマー残基は約60%(モル)超の半結晶性の第2のブロックを含んでよい。第2のブロックの一部として使用できる他のモノマーには、ε-カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、又はD,L-ラクチドがあるがこれらに限定されない。一態様では、半結晶性ブロックにおいて、上記モノマー残基は40%(モル)未満の第2のブロックを含んでよい。一態様では、半結晶性の第2のブロックは少なくとも約50%(モル)のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは少なくとも約70%(モル)のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは少なくとも約80%(モル)のL-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは少なくとも約50%(モル)のD-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは少なくとも約70%(モル)のD-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは少なくとも約80%(モル)のD-ラクチド残基を含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは、少なくとも約80%~90%(モル)のL-ラクチド残基と、半結晶性の第2のブロックの残部を形成するグリコリド残基とを含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは、少なくとも約80%~90%(モル)のD-ラクチド残基と、半結晶性の第2のブロックの残部を形成するグリコリド残基とを含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは、少なくとも約80%~95%(モル)のL-ラクチド残基と、半結晶性の第2のブロックの残部を形成するD-ラクチド残基とを含む。一態様では、半結晶性の第2のブロックは、少なくとも約90%~95%(モル)のL-ラクチド残基と、半結晶性の第2のブロックの残部を形成するD-ラクチド残基とを含む。
本明細書に開示する多軸ポリマーは、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、p-ジオキサノン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの残基を含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、ε-カプロラクトン残基及びL-ラクチド残基を含む。一態様では、開示する多軸ポリマーは、ε-カプロラクトン残基、トリメチレンカーボネート残基、及びL-ラクチド残基を含む。一態様では、開示する多軸ポリマーは、トリメチレンカーボネート残基及びL-ラクチド残基を含む。一態様では、開示する多軸ポリマーは、ε-カプロラクトン残基、トリメチレンカーボネート残基、グリコリド、及びL-ラクチド残基を含む。一態様では、開示する多軸ポリマーは、少なくとも30%(モル)のε-カプロラクトンの残基を含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、少なくとも約30%(モル)のL-ラクチドの残基を含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、少なくとも約30%(モル)のε-カプロラクトンの残基と、少なくとも約30%(モル)のL-ラクチドの残基とを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、少なくとも約30%(モル)のε-カプロラクトンの残基、少なくとも約30%(モル)のL-ラクチドの残基を含み得、且つポリマーの残部はトリメチレンカーボネート残基を含む。一態様では、開示する多軸ポリマーは、少なくとも約30%(モル)のε-カプロラクトンの残基、少なくとも約30%(モル)のL-ラクチドの残基を含み得、且つポリマーの残部はトリメチレンカーボネート残基及びグリコリド残基を含む。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約30%~40%(モル)のε-カプロラクトンの残基、約30%~40%(モル)のL-ラクチドの残基、約15%~20%のグリコリド残基、及び約10%~15%モルのトリメチレンカーボネート残基を含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約32%~38%(モル)のε-カプロラクトンの残基、約31%~37%(モル)のL-ラクチドの残基、約14%~20%のグリコリド残基、及び約10%~15%モルのトリメチレンカーボネート残基を含み得る。
一態様では、開示する多軸ポリマーは、約1%(モル)~約10%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約10%(モル)~約20%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約20%(モル)~約40%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約40%(モル)~約60%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約60%(モル)~約80%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約80%(モル)~約90%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。
一態様では、開示する多軸ポリマーは、約1%(モル)~約10%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約10%(モル)~約20%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約20%(モル)~約40%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約40%(モル)~約60%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約60%(モル)~約80%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは、約80%(モル)~約90%のL-ラクチド、D-ラクチド、又はこれらの組み合わせを含み得る。
開示する多軸ポリマーは約20,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約50,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約75,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約100,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約200,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約300,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約400,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約500,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約600,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約700,000ダルトン超の分子量を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約800,000ダルトン超の分子量を有し得る。
開示する多軸ポリマーは約0.5dL/g超のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約0.75dL/g超のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約1.0dL/g超のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約1.25dL/g超のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約1.50dL/g超のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約1.75dL/g超のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約2.0dL/g超のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約0.5~約1.0dL/gの範囲のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約1.0~約1.5dL/gの範囲のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約1.5~約2.0dL/gの範囲のインヘレント粘度(IV)を有し得る。一態様では、開示する多軸ポリマーは約1.1~約1.7dL/gの範囲のインヘレント粘度(IV)を有し得る。
開示する多軸ポリマーは少なくとも2つのガラス転移温度(Tg)を有し得る。一態様では、第1のTgは、第2のTgよりも少なくとも約10℃高い。一態様では、第1のTgは、第2のTgよりも少なくとも約20℃高い。一態様では、第1のTgは、第2のTgよりも少なくとも約30℃高い。一態様では、第1のTgは、第2のTgよりも少なくとも約40℃高い。一態様では、第1のTgは、第2のTgよりも少なくとも約50℃高い。一態様では、第1のTgは、第2のTgよりも少なくとも約70℃高い。一態様では、第1のTgは、第2のTgよりも少なくとも約80℃高い。一態様では、1つのTgは0℃未満である。一態様では、第1のTgは約25℃超であり、第2のTgは約25℃未満である。一態様では、第1のTgは約25℃超であり、第2のTgは約0℃未満である。
開示する多軸ポリマーは溶融温度(Tm)を有し得る。溶融温度は約50℃~約190℃の範囲であり得る。一態様では、溶融温度は約60℃~約180℃の範囲であり得る。一態様では、溶融温度は約70℃~約150℃の範囲であり得る。一態様では、溶融温度は約50℃超であり得る。一態様では、溶融温度は約70℃超であり得る。一態様では、溶融温度は約90℃超であり得る。一態様では、溶融温度は約110℃超であり得る。一態様では、溶融温度は約130℃超であり得る。一態様では、溶融温度は約150℃超であり得る。
開示する多軸ポリマーは半結晶性であり得、且つ示差走査熱量測定(DSC)によって測定される融解熱(Hf)を有し得る。開示する多軸ポリマーの融解熱は約0.5J/g超であり得る。一態様では、開示する多軸ポリマーの融解熱は約1J/g超であり得る。一態様では、開示する多軸ポリマーの融解熱は約5J/g超であり得る。一態様では、開示する多軸ポリマーの融解熱は約10J/g超であり得る。一態様では、開示する多軸ポリマーの融解熱は約20J/g超であり得る。一態様では、開示する多軸ポリマーの融解熱は約30J/g超であり得る。一態様では、開示する多軸ポリマーの融解熱は約40J/g超であり得る。一態様では、開示する多軸ポリマーの融解熱は約0.5J/g~約30J/gの範囲であり得る。一態様では、開示する多軸ポリマーの融解熱は約1J/g~約20J/gの範囲であり得る。
開示する多軸ポリマーはメルトフローインデックスを有する。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは165℃/3.8kgで約3g/10分~約25g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは205℃/3.8kgで約0.5g/10分~約50g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは205℃/3.8kgで約3g/10分~約30g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは210℃/3.8kgで約0.5g/10分~約60g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは210℃/3.8kgで約0.5g/10分~約25g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは210℃/3.8kgで約1g/10分~約20g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは215℃/3.8kgで約0.5g/10分~約50g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは215℃/3.8kgで約0.5g/10分~約20g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは220℃/2.16kgで約0.5g/10分~約50g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは220℃/2.16kgで約1g/10分~約20g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは221℃/2.16kgで約0.5g/10分~約50g/10分である。一態様では、開示する多軸ポリマーのメルトフローインデックスは221℃/2.16kgで約1g/10分~約20g/10分である。
本開示の組成物は、ポリ乳酸ポリマー組成物と多軸ポリマー組成物とのポリマーブレンドを含む。本開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、ポリ乳酸ポリマー組成物と多軸ポリマー組成物との少なくとも1つの部分的にエステル交換されたポリマーブレンドを含む。開示するポリマーブレンド組成物及び方法で使用できるポリ乳酸ポリマーを本明細書に記載する。開示するポリマーブレンド組成物及び方法で使用できる多軸ポリマーを本明細書に記載する。
特定の理論に縛られることを望まないが、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を加熱することにより、ブレンド組成物のポリマーの少なくとも一部がエステル交換されると考えられる。このエステル交換は、ポリ乳酸ポリマー間のエステル化、多軸ポリマー間のエステル化、及び/又はポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーとの間のエステル化であってよい。一態様では、ポリマーブレンド、又は1)少なくとも非晶性ポリ乳酸ポリマー、半結晶性ポリ乳酸ポリマー、若しくはこれらの組み合わせと、2)少なくとも1つの多軸ポリマーとの混合物を、少なくとも1つの非晶性又は半結晶性ポリ乳酸ポリマーと、エステル交換されたポリ乳酸ポリマー-多軸ポリマー、少なくとも1つのラクチドポリマー、及び少なくとも1つの多軸ポリマーを含むポリマーを含むポリマーブレンド組成物を生成する少なくとも1つの多軸ポリマーとの間でエステル交換を生じさせる温度に加熱する。エステル交換ステップは、約100℃以上の温度で加熱混合工程として行ってよい。別の態様では、加熱混合工程は約130℃超の温度で行われる。別の態様では、加熱混合工程は約150℃超の温度で行われる。別の態様では、加熱混合工程は約170℃超の温度で行われる。別の態様では、加熱混合工程は約190℃超の温度で行われる。加熱混合工程は押出機又は機械式ミキサーで行ってよい。機械式ミキサーの一例がヘリコーンミキサーである。
特定の理論に縛られることを望まないが、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を加熱することにより、ブレンド組成物のポリマーの少なくとも一部がエステル交換されると考えられる。このエステル交換は、ポリ乳酸ポリマー間のエステル化、多軸ポリマー間のエステル化、及び/又はポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーとの間のエステル化であってよい。一態様では、ポリマーブレンド、又は1)少なくとも非晶性ポリ乳酸ポリマー、半結晶性ポリ乳酸ポリマー、若しくはこれらの組み合わせと、2)少なくとも1つの多軸ポリマーとの混合物を、少なくとも1つの非晶性又は半結晶性ポリ乳酸ポリマーと、エステル交換されたポリ乳酸ポリマー-多軸ポリマー、少なくとも1つのラクチドポリマー、及び少なくとも1つの多軸ポリマーを含むポリマーを含むポリマーブレンド組成物を生成する少なくとも1つの多軸ポリマーとの間でエステル交換を生じさせる温度に加熱する。エステル交換ステップは、約100℃以上の温度で加熱混合工程として行ってよい。別の態様では、加熱混合工程は約130℃超の温度で行われる。別の態様では、加熱混合工程は約150℃超の温度で行われる。別の態様では、加熱混合工程は約170℃超の温度で行われる。別の態様では、加熱混合工程は約190℃超の温度で行われる。加熱混合工程は押出機又は機械式ミキサーで行ってよい。機械式ミキサーの一例がヘリコーンミキサーである。
本明細書で使用するポリマーブレンド又はポリマー混合物は、異なる物理的特性を有する新たな材料を作成するために少なくとも2つのポリマーが混合されている金属合金に類似した材料クラスの部材を意味する。用語「ポリマーブレンド」、「ポリマーブレンド組成物」、及び「ブレンド組成物」は本明細書において同義で用いられ、新たな材料を作成する少なくとも2つのポリマーのポリマーブレンドを意味する。例えばポリマーブレンド又はブレンド組成物は、本明細書に開示するポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーとのポリマーブレンドを含んでよく、又は、例えばポリマーブレンド又はブレンド組成物は、エステル交換されたポリ乳酸-多軸ポリマー、ラクチドポリマー、及び多軸ポリマーを含んでよい。
一態様では、開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、少なくとも1つのポリ乳酸ポリマーと、少なくとも1つの半結晶性多軸ポリマーとを含む。一態様では、開示するブレンド組成物は少なくとも1つの非晶性ポリ乳酸ポリマーを含む。一態様では、開示するポリマーブレンド組成物は少なくとも1つの半結晶性ポリ乳酸ポリマーを含む。一態様では、開示するポリマーブレンド組成物は、非晶性ポリ乳酸ポリマーと半結晶性ポリ乳酸ポリマーの少なくとも両方を含む。一態様では、開示するポリマーブレンド組成物は、約50%(w/w)超のポリ乳酸ポリマーと、約0.5%~約50%(w/w)の多軸ポリマーとを含む。一態様では、開示するポリマーブレンド組成物は、約60%(w/w)超のポリ乳酸ポリマーと、約0.5%~約40%(w/w)の多軸ポリマーとを含む。一態様では、開示するポリマーブレンド組成物は、約70%(w/w)超のポリ乳酸ポリマーと、約0.5%~約30%(w/w)の多軸ポリマーとを含む。一態様では、開示するポリマーブレンド組成物は、約80%(w/w)超のポリ乳酸ポリマーと、約0.5%~約20%(w/w)の多軸ポリマーとを含む。一態様では、開示するポリマーブレンド組成物は、約90%(w/w)超のポリ乳酸ポリマーと、約0.5%~約10%(w/w)の多軸ポリマーとを含む。一態様では、開示するポリマーブレンド組成物は、約95%(w/w)超のポリ乳酸ポリマーと、約0.5%~約5%(w/w)の多軸ポリマーとを含む。
特定の理論に縛られることを望まないが、開示するポリマーブレンド組成物中に存在する残留モノマーによって、ポリマーブレンド組成物中の酸が増加する可能性があり、これにより、ポリマーブレンド組成物の分解がより早急に進むことがある。一態様では、残留モノマーの量を調節して、経時的にポリマーブレンド組成物の機械的特性に対する分解の影響を軽減してよい。一態様では、ポリマーブレンド中に存在する残留モノマーは約1%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンド中に存在する残留モノマーは約0.75%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンド中に存在する残留モノマーは約0.5%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンド中に存在する残留モノマーは約0.5%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンド中に存在する残留モノマーは約0.3%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンド中に存在する残留モノマーは約0.2%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンドはL-ラクチドの残基を含み、ポリマーブレンド中に存在する残留L-ラクチドモノマーは約1%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンドはL-ラクチドの残基を含み、ポリマーブレンド中に存在する残留L-ラクチドモノマーは約0.75%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンドはL-ラクチドの残基を含み、ポリマーブレンド中に存在する残留L-ラクチドモノマーは約0.5%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンドはL-ラクチドの残基を含み、ポリマーブレンド中に存在する残留L-ラクチドモノマーは約0.4%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンドはL-ラクチドの残基を含み、ポリマーブレンド中に存在する残留L-ラクチドモノマーは約0.3%(w/w)未満である。一態様では、ポリマーブレンドはL-ラクチドの残基を含み、ポリマーブレンド中に存在する残留L-ラクチドモノマーは約0.2%(w/w)未満である。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を様々な形状に形成する熱処理時にポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーの相分離の可能性を低減するために、ポリ乳酸ポリマー及び多軸ポリマーのメルトフローインデックスは、相分離が起こってもポリマーブレンドの目標特性に悪影響を及ぼさない範囲であってよい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約15g/分未満である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約10g/分未満である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約8g/分未満である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約5g/分未満である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約0g/分~約5g/分である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約0g/分~約5g/分である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約5g/分~約10g/分である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約1g/分0~約15g/分である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約15g/分~約20g/分である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約200%未満である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約150%未満である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約100%未満である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約50%未満である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーのメルトフローインデックスの差は、210℃/2.16kgで約25%未満である。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物はメルトフローインデックス(MFI)を有し得る。MFI(210℃/2.16kg)は約1g/10分~約100g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約4g/10分~約10g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約10g/10分~約25g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約25g/10分~約50g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約50g/10分~約75g/10分であり得る。一態様では、MFI(210℃/2.16kg)は約75g/10分~約100g/10分であり得る。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は少なくとも2つのガラス転移温度(Tg)を有し得る。一態様では、第1のTgは第2のTgよりも少なくとも約10℃高い。一態様では、第1のTgは第2のTgよりも少なくとも約20℃高い。一態様では、第1のTgは第2のTgよりも少なくとも約30℃高い。一態様では、第1のTgは第2のTgよりも少なくとも約40℃高い。一態様では、第1のTgは第2のTgよりも少なくとも約50℃高い。一態様では、第1のTgは第2のTgよりも少なくとも約70℃高い。一態様では、第1のTgは第2のTgよりも少なくとも約80℃高い。一態様では、1つのTgは0℃未満である。一態様では、第1のTgは約25℃超であり、第2のTgは約25℃未満である。一態様では、第1のTgは約25℃超であり、第2のTgは約0℃未満である。
少なくとも1つの多軸分解性ブロックコポリマー組成物をポリ乳酸ポリマーブレンド組成物に組み込むことにより、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物で作られた物品(「ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品」)は、ポリ乳酸ポリマー組成物のみ又はこれらから作られた同様の物品とは異なる特性を有し得る。これらの特性には、融解粘度、破断伸び率、ヤング率、降伏応力、降伏歪み、降伏伸び、破断応力、破断歪み、デュロメータ、メルトフローインデックス、ガラス転移温度、結晶化潜熱、結晶化ピーク温度、融解潜熱、ピーク融解温度、耐衝撃性、破壊抵抗、弾性エネルギー係数、及び靱性係数などがあり得るがこれらに限定されない。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品(例えば、ポリマー)の破断伸び率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマーのそれよりも高いことがあり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品(例えば、ポリマー)の破断伸び率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマーのそれよりも約5~約10%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品(例えば、ポリマー)の破断伸び率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマーのそれよりも約10~約20%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品(例えば、ポリマー)の破断伸び率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマーのそれよりも約20~約30%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品(例えば、ポリマー)の破断伸び率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマーのそれよりも約30~約40%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品(例えば、ポリマー)の破断伸び率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマーのそれよりも約40%超高い。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のヤング率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれ以下であり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のヤング率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のヤング率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のヤング率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のヤング率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のヤング率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のヤング率は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%超低い。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれ以下であり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%超小さい。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれ以下であり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%超低い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品の降伏伸びと比べて約-20~約20%の範囲内である。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏伸びはポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品の降伏伸びと比べて約-10%~約10%の範囲内である。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断時降伏歪み(破断歪み)は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも高いことがあり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40~約100%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約100~約200%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約200~約400%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の降伏歪みは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約400%超大きい。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれ以下であり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断応力は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%超小さい。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のデュロメータは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれ以下であり得る。デュロメータが低いほど材料は柔らかくなる。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のデュロメータは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5ショア小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のデュロメータは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10ショア小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のデュロメータは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20ショア小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のデュロメータは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30ショア小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のデュロメータは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40ショア小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品のデュロメータは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40ショア超小さい。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断時耐衝撃性は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも高いことがあり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の耐衝撃性は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の耐衝撃性は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の耐衝撃性は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の耐衝撃性は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の耐衝撃性は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の耐衝撃性は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%超高い。
一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破断時破壊抵抗は、ブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも大きいことがあり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破壊抵抗は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破壊抵抗は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破壊抵抗は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破壊抵抗は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破壊抵抗は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の破壊抵抗は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%超大きい。
材料の靱性は、その材料の応力-歪み曲線下面積に関係している。靱性係数は破断点までの応力-歪み曲線下面積として計算する。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用した半結晶性ポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40~約100%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約100~約200%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約200~約400%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の靱性係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約400%超大きい。
弾性エネルギー係数とは、永久的な歪みを生じさせることなく、単位体積当たりに吸収できる最大エネルギーのことである。これは、ゼロから弾性限界までの応力-歪み曲線を積分することによって計算できる。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の弾性エネルギー係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれ以下であり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の弾性エネルギー係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の弾性エネルギー係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の弾性エネルギー係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の弾性エネルギー係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の弾性エネルギー係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%小さい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の弾性エネルギー係数は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%超小さい。一態様では、本明細書に開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の衝撃強さは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも大きいことがあり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の衝撃強さは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の衝撃強さは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5~約10%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の衝撃強さは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の衝撃強さは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20~約30%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の衝撃強さは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30~約40%大きい。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の衝撃強さは、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%超大きい。
特定の理論に縛られることを望まないが、ポリ乳酸ポリマーと多軸ポリマーをブレンドすることで、多軸ポリマー鎖とポリ乳酸鎖の整列が可能となり、ポリ乳酸ポリマーと比べてブレンドポリマーの結晶化が向上すると考えられる。この結晶化の向上は、融解熱(ΔH(Tm))の上昇によって証明できる。一態様では、ポリマーブレンド組成物の融解熱、又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物がポリ乳酸ポリマー組成物と多軸ポリマー組成物とを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の融解熱は、ブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物、又はブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれぞれの融解熱よりも高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物のそれよりも約0~約5%高い、又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約0~約5%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物のそれよりも約5~約10%高い、又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約5%~約10%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物のそれより約10~約20%も高い、又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約10~約20%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物のそれよりも約20%~約30%高い、又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約20%~約30%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物のそれよりも約30%~約40%高い、又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約30%~約40%高い。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物のそれよりも約40%高い、又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品の融解熱は、ポリマーブレンドを調製するのに使用したポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品のそれよりも約40%高い。
少なくとも1つのポリ乳酸ポリマー組成物と、少なくとも1つの多軸ポリマー組成物とを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物(「ポリマーブレンド」)は、1つ又は複数の添加剤を更に含み得る。添加剤には、非晶性多軸ポリマー、非晶性ジブロックコポリマー、非晶性トリブロックコポリマー、半結晶性ジブロックポリマー、半結晶性トリブロックポリマー、非晶性マルチブロックコポリマー、半結晶性マルチブロックコポリマー、ランダムコポリマー、第2のポリマー、耐衝撃性改質剤、可塑剤、着色剤、染料、核剤、清澄剤、補強剤、UV安定剤、相溶化剤、骨伝導性添加剤、潤滑剤、帯電防止剤、又は抗酸化剤があり得るがこれらに限定されない。添加剤はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の0.1%(w/w)~約50%(w/w)を構成し得る。一態様では、添加剤はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の約0.1%(w/w)~約2%(w/w)を構成し得る。一態様では、添加剤はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の約2%(w/w)~約10%(w/w)を構成し得る。一態様では、添加剤はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の約10%(w/w)~約20%(w/w)を構成し得る。一態様では、添加剤はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の約20%(w/w)~約30%(w/w)を構成し得る。一態様では、添加剤はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の約30%(w/w)~約40%(w/w)を構成し得る。一態様では、添加剤はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の約40%(w/w)~約50%(w/w)を構成し得る。
非晶性多軸ポリマーには、以下のモノマーの少なくとも1つ又は複数の残基を含むポリマーがあり得るがこれらに限定されない:ポリマーが非晶性であり、明確な融点を持たないような、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリド。非晶性多軸ポリマーの例として、ポリカプロラクトントリオール(CAS番号:37625-56-2)、グリコリドを含むトリエタノールアミン開始ポリマー、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトン残基があり得るがこれらに限定されない。一態様では、ε-カプロラクトン残基は非晶性多軸ポリマーの約50%(モル)超を構成し得る。一態様では、ε-カプロラクトン残基は非晶性多軸ポリマーの約60%(モル)超を構成し得る。一態様では、トリメチレンカーボネート残基は非晶性多軸ポリマーの約10~約50%(モル)を構成し得る。一態様では、トリメチレンカーボネート残基は非晶性多軸ポリマーの約15~約30%(モル)超を構成し得る。
非晶性ジブロックポリマーには、以下のモノマーの少なくとも1つ又は複数の残基を含むポリマーがあり得るがこれらに限定されない:ポリマーが非晶性であり、明確な融点を持たないような、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリド。一態様では、非晶性ジブロックポリマーは、D,L-ラクチドの残基を含むブロックと、トリメチレンカーボネートの残基を含むブロックとを含み得る。一態様では、非晶性ジブロックポリマーは、D,L-ラクチドの残基を含む第1のブロックと、トリメチレンカーボネート及びε-カプロラクトンの残基を含む第2のブロックとを含み得る。
半結晶性ジブロックポリマーには、以下のモノマーの少なくとも1つ又は複数の残基を含むポリマーがあり得るがこれらに限定されない:ポリマーが非晶性成分及び結晶性成分を有するような、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリド。半結晶性ジブロックポリマーは、ブロックの1つにポリエチレングリコールを更に含み得る。一態様では、半結晶性ジブロックポリマーは、D-ラクチド又はL-ラクチドの残基を含む第1のブロックと、トリメチレンカーボネート残基、ε-カプロラクトン残基、又はこれらの組み合わせを含む第2のブロックとを含み得る。一態様では、半結晶性ジブロックポリマーは、モノマーであるL-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含む第1のブロックと、モノマーであるL-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含む第2のブロックとを、第1のブロックのモノマー比が第2のブロックのモノマー比とは異なる状態で含み得る。一態様では、第1のブロックは、約20%~約50%(モルパーセント)のトリメチレンカーボネートを含む。一態様では、第1のブロックは、約20%~約50%(モルパーセント)のトリメチレンカーボネートと、約40%~約60%(モルパーセント)のε-カプロラクトンとを含む。一態様では、第1のブロックは、約20%~約50%(モルパーセント)のトリメチレンカーボネートと、40%~約60%(モルパーセント)のε-カプロラクトンとを含み、残部がL-ラクチドである。一態様では、第1のブロックは、約30%~約40%(モルパーセント)のトリメチレンカーボネートと、45%~約55%(モルパーセント)のε-カプロラクトンとを含み、残部がL-ラクチドである。一態様では、第2のブロックは、約70%~約100%(モルパーセント)のL-ラクチドの残基を含み得る。一態様では、第2のブロックは、約70%~約98%(モルパーセント)のL-ラクチド残基と、約2%~30%のトリメチレンカーボネート残基とを含み得る。一態様では、第2のブロックは、約70%~約98%(モルパーセント)のL-ラクチド残基と、約2%~30%のトリメチレンカーボネート残基とを含み得、残部がε-カプロラクトンであり得る。一態様では、第2のブロックは、約85%~約95%(モルパーセント)のL-ラクチド残基と、約5%~15%のトリメチレンカーボネート残基とを含み得、残部がε-カプロラクトン残基であり得る。
一態様では、半結晶性ジブロックポリマーは、L-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含み得、L-ラクチドの残基がポリマーの組成物の約65%~約85%(モルパーセント)を構成し得る。一態様では、半結晶性ジブロックは、L-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含み得、L-ラクチドの残基がポリマーの組成物の約65%~約8%(モルパーセント)を構成し、且つトリメチレンカーボネートの残基がポリマーの組成物の約10%~約20%(モルパーセント)を構成し得る。一態様では、半結晶性ジブロックポリマーは、D-ラクチド又はL-ラクチドの残基を含む第1のブロックと、ポリエチレングリコールを含む第2のブロックとを含み得る。一態様では、半結晶性ジブロックポリマーは、ポリエチレングリコールを含む第1のブロックと、トリメチレンカーボネート残基、ε-カプロラクトン残基、又はこれらの組み合わせを含む第2のブロックとを含み得る。
一態様では、半結晶性ジブロックポリマーは、L-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含み得、L-ラクチドの残基がポリマーの組成物の約65%~約85%(モルパーセント)を構成し得る。一態様では、半結晶性ジブロックは、L-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含み得、L-ラクチドの残基がポリマーの組成物の約65%~約8%(モルパーセント)を構成し、且つトリメチレンカーボネートの残基がポリマーの組成物の約10%~約20%(モルパーセント)を構成し得る。一態様では、半結晶性ジブロックポリマーは、D-ラクチド又はL-ラクチドの残基を含む第1のブロックと、ポリエチレングリコールを含む第2のブロックとを含み得る。一態様では、半結晶性ジブロックポリマーは、ポリエチレングリコールを含む第1のブロックと、トリメチレンカーボネート残基、ε-カプロラクトン残基、又はこれらの組み合わせを含む第2のブロックとを含み得る。
半結晶性トリブロックポリマーには、以下のモノマーの少なくとも1つ又は複数の残基を含むポリマーがあり得るがこれらに限定されない:ポリマーが非晶性成分及び結晶性成分を有するような、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリド。半結晶性トリブロックポリマーはポリエチレングリコールを更に含み得る。一態様では、半結晶性トリブロックポリマーは、ポリエチレングリコールを含む中央ブロックと、D-ラクチド又はL-ラクチドの残基を含む2つのエンドブロックとを含み得る。一態様では、半結晶性トリブロックポリマーは、ポリエチレングリコールを含む中央ブロックと、トリメチレンカーボネート残基、ε-カプロラクトン残基、又はこれらの組み合わせを含む2つのエンドブロックとを含み得る。一態様では、半結晶性トリブロックポリマーは、モノマーであるL-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含む中央ブロックと、モノマーであるL-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含むエンドブロックとを、中央ブロックのモノマー比がエンドブロックのモノマー比とは異なる状態で含み得る。一態様では、中央ブロックは、約20~約50%(モルパーセント)のトリメチレンカーボネートを含む。一態様では、中央ブロックは、約20~約50%(モルパーセント)のトリメチレンカーボネートと、約40~約60%(モルパーセント)のε-カプロラクトンとを含む。一態様では、中央ブロックは、約20~約50%(モルパーセント)のトリメチレンカーボネートと、40~約60%(モルパーセント)のε-カプロラクトンとを含み、残部がL-ラクチドである。一態様では、中央ブロックは、約30~約40%(モルパーセント)のトリメチレンカーボネートと、45~約55%(モルパーセント)のε-カプロラクトンとを含み、残部がL-ラクチドである。一態様では、エンドブロックは、約70~約100%(モルパーセント)のL-ラクチドの残基を含み得る。一態様では、エンドブロックは、約70~約98%(モルパーセント)のL-ラクチド残基と、約2~30%のトリメチレンカーボネート残基とを含み得る。一態様では、エンドブロックは、約70~約98%(モルパーセント)のL-ラクチド残基と、約2~30%のトリメチレンカーボネート残基とを含み得、残部がε-カプロラクトンである。一態様では、エンドブロックは、約85~約95%(モルパーセント)のL-ラクチド残基と、約5~15%のトリメチレンカーボネート残基とを含み得、残部がε-カプロラクトン残基である。一態様では、半結晶性トリブロックポリマーは、L-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含み得、L-ラクチドの残基がポリマーの組成物の約65%~約85%(モルパーセント)を構成し得る。一態様では、半結晶性トリブロックは、L-ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びε-カプロラクトンの残基を含み得、L-ラクチドの残基がポリマーの組成物の約65%~約85%(モルパーセント)を構成し、且つトリメチレンカーボネートの残基がポリマーの組成物の約10%~約20%(モルパーセント)を構成し得る。
ランダムコポリマーには、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリビニル系ポリマー、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリシロキサン、又はこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。一態様では、ランダムコポリマーは分解性である。一態様では、ランダムコポリマーは、以下のモノマーの少なくとも1つ又は複数の残基を含み得る:ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリド。一態様では、ランダムコポリマーは、L-ラクチド及びε-カプロラクトンの残基を含む。一態様では、ランダムコポリマーは、D-ラクチド及びε-カプロラクトンの残基を含む。一態様では、ランダムコポリマーは、L-ラクチド、D-ラクチド、及びε-カプロラクトンの残基を含む。一態様では、ランダムコポリマーは、D,L-ラクチド及びε-カプロラクトンの残基を含む。
第2のポリマーは分解性又は非分解性であり得る。分解性ポリマーには、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、又はこれらの組み合わせがあるがこれらに限定されない。ポリヒドロキシアルカノエートには、ポリ-3-ヒドロキシブチレート、ポリ-4-ヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシ吉草酸、ポリヒドロキシオクタン酸、ポリヒドロキシヘキサン酸、及びこれらのコポリマーがあり得るがこれらに限定されない。ポリエステルは、ポリカプロラクトン及びポリジオキサノンを含み得る。ポリカーボネートはポリ(トリメチレンカーボネート)を含み得る。第2のポリマーは、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド、又はこれらの組み合わせであり得る。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる耐衝撃性改質剤には、アクリルコアシェル耐衝撃性改質剤、例えばBiostrength(登録商標)280(Arkema Inc、米国ノースカロライナ州ケーリー)、Terratek(登録商標)Flex(Green Dot Bioplasctics、米国カンザス州エンポーリア)、Ecoflex(商標)(BASF)及びHytrel(商標)(DuPont)、Kraton(商標)FG1901X(Krayton,Corp.、米国テキサス州ヒューストン)、Blendex(商標)415(Galata chemicals、米国コネチカット州サウスベリー)、Blendex(商標)360、Blendex(商標)338、Paraloid(商標)KM334(Dow、米国ミシガン州ミッドランド)、Paraloid(商標)BTA753、Paroloid(商標)EXL3691A、Paroloid(商標)EXL2314、Paraloid BPM-520、Bionolle(商標)3001(Kaneka、ベルギー ウェスターロ)、Polyvel PLA HD-L01(Polyvel,Inc、米国ニュージャージー州ハモントン)、メタクリル酸メチル(MMA)/アクリル酸ブチル(BA)コアシェル耐衝撃性改質剤、並びにメチルメタクリレート-ブタジエン-スチレン(MBS)があり得るがこれらに限定されない。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる可塑剤には、クエン酸エステル、ポリエチレングリコール、アジピン酸エステル、エポキシ化大豆油、「EPZ」の商標で販売されているアセチル化ヤシ油、アマニ油、アセチルトリ-n-ブチルクエン酸、クエン酸トリエチル(TEC)、クエン酸トリブチル(TBC)、クエン酸アセチルトリエチル(ATEC)、カルダノール(m-ペンタデセニルフェノール)、グリセリン三酢酸(GTA)及びビス(2-エチルヘキシル)アジペート(DOA)、PLAオリゴマー(≦n≦10)、並びにこれらの混合物があり得るがこれらに限定されない。一態様では、ポリエチレングリコールは400g/モル~5000g/モルの分子量を有し得る。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる可塑剤には、クエン酸エステル、ポリエチレングリコール、アジピン酸エステル、エポキシ化大豆油、「EPZ」の商標で販売されているアセチル化ヤシ油、アマニ油、アセチルトリ-n-ブチルクエン酸、クエン酸トリエチル(TEC)、クエン酸トリブチル(TBC)、クエン酸アセチルトリエチル(ATEC)、カルダノール(m-ペンタデセニルフェノール)、グリセリン三酢酸(GTA)及びビス(2-エチルヘキシル)アジペート(DOA)、PLAオリゴマー(≦n≦10)、並びにこれらの混合物があり得るがこれらに限定されない。一態様では、ポリエチレングリコールは400g/モル~5000g/モルの分子量を有し得る。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる核剤には、オロチン酸(OA)、3,5-ビス(メトキシカルボニル)ベンゼンスルホナートのカリウム塩(LAK-301)、置換アリールホスフェート塩(TMP-5)、タルク(TALC)、N’1,N’6-ジベンゾイルアジポヒドラジド(TMC-306)、N1,N1’-(エタン-1,2-ジイル)ビス(N2-フェニルオキサルアミド)(OXA)、HyperForm HPN68(Milliken,Inc)、NJSTAR TF-1(新日本理化株式会社)、PLA核剤03413(VIBA S.p.A.)、β-シクロデキストリン、及びこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる清澄剤には、ジメチルベンジリデンソルビトール(DMBS)、CAP10(Polyvel,Inc)、CN-L01(Polyvel,Inc)、CN-L03(Polyvel,Inc)、ジベンジリデンソルビトール(DBS)、1,2,3,4-ジ-パラ-メチルベンジリデンソルビトール(MDBS)、Millad3988(Milliken)、及びこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる補強剤には、繊維、糸セグメント、無機粒子、又は有機粒子があり得る。繊維及び糸セグメントには、モノフィラメント又はマルチフィラメントがあり得るがこれらに限定されない。一態様では、繊維及び糸セグメントは1つ又は複数の分解性ポリマーを含み得る。一態様では、分解性ポリマーはポリエステルである。一態様では、ポリエステルは、モノマーであるε-カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの1つ又は複数の残基を含む。一態様では、繊維又は糸セグメントは天然の繊維又は糸セグメントを含み得る。天然の繊維又は糸セグメントには、亜麻、ジュート、麻、竹、木材、セルロース、サイザル繊維、又はこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。無機粒子には、タルク、ハイドロキシアパタイト、粘度、炭酸カルシウム、ベントナイト、ガラス、又はこれらの組み合わせがあり得る。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる清澄剤には、ジメチルベンジリデンソルビトール(DMBS)、CAP10(Polyvel,Inc)、CN-L01(Polyvel,Inc)、CN-L03(Polyvel,Inc)、ジベンジリデンソルビトール(DBS)、1,2,3,4-ジ-パラ-メチルベンジリデンソルビトール(MDBS)、Millad3988(Milliken)、及びこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる補強剤には、繊維、糸セグメント、無機粒子、又は有機粒子があり得る。繊維及び糸セグメントには、モノフィラメント又はマルチフィラメントがあり得るがこれらに限定されない。一態様では、繊維及び糸セグメントは1つ又は複数の分解性ポリマーを含み得る。一態様では、分解性ポリマーはポリエステルである。一態様では、ポリエステルは、モノマーであるε-カプロラクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの1つ又は複数の残基を含む。一態様では、繊維又は糸セグメントは天然の繊維又は糸セグメントを含み得る。天然の繊維又は糸セグメントには、亜麻、ジュート、麻、竹、木材、セルロース、サイザル繊維、又はこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。無機粒子には、タルク、ハイドロキシアパタイト、粘度、炭酸カルシウム、ベントナイト、ガラス、又はこれらの組み合わせがあり得る。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる潤滑剤には、ステアリン酸ペンタエリスリトール、Biostrength 900(Alkerma Inc)、オレイン酸、ステアリン酸、ステアリン酸カルシウム、又はこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる帯電防止剤には、エトキシ化アルキルアミン、スルホン酸、スルホン酸塩、ビニルイミダゾリウム塩、ジアリルアンモニウムクロリド、ジメチルアンモニウムクロリド、若しくはアルキルエーテル硫酸エステルのうち少なくとも1種を含有するコポリマー、又はこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる抗酸化剤には、α-トコフェロール、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、フェルラ酸、tert-ブチルヒドロキノン(TBHQ)、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、没食子酸プロピル、d-α-トコフェリルポリエチレングリコール1000コハク酸エステル、オリーブ葉抽出物、オレウロペイン、オロイロシド、ステアリル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(抗酸化剤1076)又はトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト(irgafos168)、ケルセチン水和物、アスコルビン酸、又はこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる帯電防止剤には、エトキシ化アルキルアミン、スルホン酸、スルホン酸塩、ビニルイミダゾリウム塩、ジアリルアンモニウムクロリド、ジメチルアンモニウムクロリド、若しくはアルキルエーテル硫酸エステルのうち少なくとも1種を含有するコポリマー、又はこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。
本明細書に開示する組成物及び方法に使用できる抗酸化剤には、α-トコフェロール、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、フェルラ酸、tert-ブチルヒドロキノン(TBHQ)、ブチル化ヒドロキシアニソール(BHA)、没食子酸プロピル、d-α-トコフェリルポリエチレングリコール1000コハク酸エステル、オリーブ葉抽出物、オレウロペイン、オロイロシド、ステアリル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(抗酸化剤1076)又はトリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスファイト(irgafos168)、ケルセチン水和物、アスコルビン酸、又はこれらの組み合わせがあり得るがこれらに限定されない。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、様々な形態及び形状を有する物品に形成、成形、押し出し、又はそれ以外の方法で処理できる。物品には、ポリマー、ペレット、射出成形体、押出物、フィルム、繊維、糸、チューブ、編地、織布、不織布、又はこれらの組み合わせがあるがこれらに限定されない。一態様では、糸は、モノフィラメント繊維を含み得る、又は2つ以上のモノフィラメント繊維から構成され得る。一態様では、糸はマルチフィラメントであり得る。一態様では、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、消費者製品、自動車部品、農業製品、医療機器、医薬品、化粧品、獣医製品に形成できる。消費者製品には、バッグ、再封可能なバッグ、ストロー、歯ブラシ、食器、飲料用カップ、グラス又はマグカップ、ブラシ、食品容器、食品トレイ、皿、ボウル、食品カバー、クラムシェルパッケージ、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素があり得るがこれらに限定されない。自動車部品は、トリム部品、マット、被覆、保護層、自動車の透明部品、チューブ、コネクタ、又は保護被覆を含んでよい。農業製品には、マルチフィルム、杭、ペグ、紐、ラベル、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素があり得るがこれらに限定されない。医療製品には、メッシュ、不織布、ネジ、プレート、ロッド、インプラント、縫合糸、ブレード、ステープル、有刺デバイス、創傷閉鎖デバイス、バッグ、創傷被覆、副子、ステント、注射器、チューブ、体内に使用若しくは体に適用される3D印刷物、組織スキャフォールド、整形外科用インプラント、軟組織インプラント、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素があり得るがこれらに限定されない。医薬品には、錠剤、皮下インプラント、筋肉内インプラント、薬物送達システム、注射器、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素があり得るがこれらに限定されない。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む製品、構成要素、又は物品は、押出法、溶液流延法、射出成形法、電界紡糸法、メルトブロー法、編成法、製織法、編組法、スタンピング法、打抜き法、又はこれらの方法の1つ又は複数の組み合わせを用いて製造し得る。そのような方法は当業者に知られている。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む製品、構成要素、又は物品は無菌であり得る。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、オートクレーブ、ガンマ線若しくは電子ビーム放射線などの電離放射線照射、乾熱滅菌、エタノール若しくはイソプロピルアルコールなどの溶剤を用いた洗浄、無菌状態での製造、過酸化水素などの酸化剤への曝露、エチレンオキシドへの曝露、及びこれらの組み合わせによって滅菌できる。
少なくとも1つのポリ乳酸ポリマー組成物と、少なくとも1つの多軸ポリマー組成物とを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品を本明細書に開示しており、物品の耐衝撃性は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物のポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品の耐衝撃性と比べて向上している。少なくともポリ乳酸ポリマー組成物又は多軸ポリマー組成物が分解性ポリマーを含む物品を開示する。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物が少なくとも部分的にエステル交換されている物品を開示する。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、約50%(w/w)超のポリ乳酸組成物と、約0.5%~約50%(w/w)の多軸ポリマー組成物とを含んでよい。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、耐衝撃性改質剤、可塑剤、核剤、清澄剤、補強剤、潤滑剤、帯電防止剤、抗酸化剤、又はこれらの組み合わせを含んでよい1つ又は複数の添加剤を更に含んでよい。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む製品、構成要素、又は物品は無菌であり得る。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物は、オートクレーブ、ガンマ線若しくは電子ビーム放射線などの電離放射線照射、乾熱滅菌、エタノール若しくはイソプロピルアルコールなどの溶剤を用いた洗浄、無菌状態での製造、過酸化水素などの酸化剤への曝露、エチレンオキシドへの曝露、及びこれらの組み合わせによって滅菌できる。
少なくとも1つのポリ乳酸ポリマー組成物と、少なくとも1つの多軸ポリマー組成物とを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品を本明細書に開示しており、物品の耐衝撃性は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物のポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品の耐衝撃性と比べて向上している。少なくともポリ乳酸ポリマー組成物又は多軸ポリマー組成物が分解性ポリマーを含む物品を開示する。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物が少なくとも部分的にエステル交換されている物品を開示する。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、約50%(w/w)超のポリ乳酸組成物と、約0.5%~約50%(w/w)の多軸ポリマー組成物とを含んでよい。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、耐衝撃性改質剤、可塑剤、核剤、清澄剤、補強剤、潤滑剤、帯電防止剤、抗酸化剤、又はこれらの組み合わせを含んでよい1つ又は複数の添加剤を更に含んでよい。
ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、トリエタノールアミン、トリメチロールプロパン、1,1,1-トリス(ヒドロキシメチル)エタン、ペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ジ(トリメチロールプロパン)、2,2,6,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、グリセロール、グルコース、2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、トリイソプロパノールアミン、1-[N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]-2-プロパノール、又は2-[ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]-2-(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオールを含むヒドロキシル系開始剤を含む多軸ポリマーを含んでよい。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、ブロックコポリマーである多軸ポリマーを含んでよい。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの残基を含む多軸ポリマーを含んでよい。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、非晶性である多軸ポリマーを含んでよい。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリビニル系ポリマー、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリシロキサン、又はこれらの組み合わせであるランダムコポリマー又はブロックコポリマーを含んでよい。
開示するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品は、消費者製品、自動車部品、農業製品、医療機器、医薬品、化粧品、又は獣医製品を含み得る。消費者製品は、バッグ、再封可能なバッグ、ストロー、歯ブラシ、食器、飲料用カップ、グラス又はマグカップ、ブラシ、食品容器、食品トレイ、皿、ボウル、食品カバー、クラムシェルパッケージ、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素であり得る。自動車部品は、トリム部品、マット、被覆、保護層、自動車の透明部品、チューブ、コネクタ、又は保護被覆であり得る。農業製品は、マルチフィルム、杭、ペグ、紐、ラベル、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素であり得る。医療機器は、メッシュ、不織布、ネジ、プレート、ロッド、インプラント、縫合糸、ブレード、ステープル、有刺デバイス、創傷閉鎖デバイス、バッグ、創傷被覆、副子、ステント、注射器、チューブ、身体用3D印刷物、組織スキャフォールド、整形外科用インプラント、軟組織インプラント、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素であり得る。
本開示は、1)少なくとも1つのポリ乳酸ポリマーを含む組成物と、少なくとも1つの多軸ポリマーを含む組成物とを混合し、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を形成することを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を作成する方法を開示する。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を作成する方法は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を加熱し、ポリ乳酸ポリマー及び多軸ポリマーの少なくとも一部をエステル交換するステップを更に含んでよい。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品を作成する方法は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を、所望の形状又は形態に押し出す又は成形するステップを含み得る。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を作成するための開示の方法によって製造した組成物及び物品を本明細書に開示する。
本開示は、1)少なくとも1つのポリ乳酸ポリマーを含む組成物と、少なくとも1つの多軸ポリマーを含む組成物とを混合し、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を形成することを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を作成する方法を開示する。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を作成する方法は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を加熱し、ポリ乳酸ポリマー及び多軸ポリマーの少なくとも一部をエステル交換するステップを更に含んでよい。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含む開示のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品を作成する方法は、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を、所望の形状又は形態に押し出す又は成形するステップを含み得る。ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品又はポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を作成するための開示の方法によって製造した組成物及び物品を本明細書に開示する。
例示的な実施形態
以下に付番した実施形態を提示するが、これらは例示にすぎず、本明細書に開示する様々な態様及び実施形態で提供する実施形態を網羅するものではない。
1.分解性半結晶性ポリマーと分解性多軸ポリマーとを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物であって、分解性半結晶性ポリマーがポリマーブレンドの約50%(w/w)超を構成するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
2.分解性半結晶性ポリマーが半結晶性ポリ乳酸ポリマーである、実施形態1に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
3.分解性半結晶性ポリマーがL-ラクチド残基を含む、実施形態1及び/又は2に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
4.分解性半結晶性ポリマーがD-ラクチド残基を含む、実施形態1及び/又は2に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
5.分解性半結晶性ポリマーが、80%(モル)超のL-ラクチド残基を含む、実施形態1~3のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
6.分解性半結晶性ポリマーが、90%(モル)超のL-ラクチド残基を含む、実施形態1~3のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
7.分解性半結晶性ポリマーが、80%(モル)超のD-ラクチド残基を含む、実施形態1及び/又は2に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
8.分解性半結晶性ポリマーが、90%(モル)超のD-ラクチド残基を含む、実施形態1及び/又は2に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
9.分解性非晶性ポリ乳酸ポリマーと分解性多軸ポリマーとを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物であって、分解性非晶性ポリ乳酸ポリマーがポリマーブレンドの約50%(w/w)超を構成するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
10.分解性非晶性ポリ乳酸ポリマーがD,L-ラクチド残基を含む、実施形態9に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
11.分解性非晶性ポリ乳酸ポリマー、半結晶性ポリ乳酸ポリマー、及び分解性多軸ポリマーを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物であって、ポリ乳酸ポリマーがブレンドの約50%(w/w)超を構成するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
12.分解性多軸ポリマーが、第1のブロックと第2のブロックとを有するブロックコポリマーを含む、実施形態1~11のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
13.分解性多軸ポリマーが2つ以上のガラス転移温度を有する、実施形態1~12のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
14.分解性多軸ポリマーが、第1のガラス転移温度と第2のガラス転移温度とを有し、第1のガラス転移温度が第2のガラス転移温度よりも高い、実施形態1~13のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
15.第1のガラス転移温度が25℃超であり、第2のガラス転移温度が25℃未満である、実施形態1~14のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
16.第1のガラス転移温度が25℃超であり、第2のガラス転移温度が0℃未満である、実施形態1~15のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
17.第1のブロックが、少なくとも30%(モル)のε-カプロラクトンの残基を含む、実施形態1~16のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
18.第1のブロックが、少なくとも30%(モル)のL-ラクチドの残基を含む、実施形態1~16のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
19.ブレンドが、エステル交換されたブレンドである、実施形態1~18のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
実施形態1~19のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物から作成される物品。
以下に付番した実施形態を提示するが、これらは例示にすぎず、本明細書に開示する様々な態様及び実施形態で提供する実施形態を網羅するものではない。
1.分解性半結晶性ポリマーと分解性多軸ポリマーとを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物であって、分解性半結晶性ポリマーがポリマーブレンドの約50%(w/w)超を構成するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
2.分解性半結晶性ポリマーが半結晶性ポリ乳酸ポリマーである、実施形態1に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
3.分解性半結晶性ポリマーがL-ラクチド残基を含む、実施形態1及び/又は2に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
4.分解性半結晶性ポリマーがD-ラクチド残基を含む、実施形態1及び/又は2に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
5.分解性半結晶性ポリマーが、80%(モル)超のL-ラクチド残基を含む、実施形態1~3のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
6.分解性半結晶性ポリマーが、90%(モル)超のL-ラクチド残基を含む、実施形態1~3のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
7.分解性半結晶性ポリマーが、80%(モル)超のD-ラクチド残基を含む、実施形態1及び/又は2に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
8.分解性半結晶性ポリマーが、90%(モル)超のD-ラクチド残基を含む、実施形態1及び/又は2に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
9.分解性非晶性ポリ乳酸ポリマーと分解性多軸ポリマーとを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物であって、分解性非晶性ポリ乳酸ポリマーがポリマーブレンドの約50%(w/w)超を構成するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
10.分解性非晶性ポリ乳酸ポリマーがD,L-ラクチド残基を含む、実施形態9に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
11.分解性非晶性ポリ乳酸ポリマー、半結晶性ポリ乳酸ポリマー、及び分解性多軸ポリマーを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物であって、ポリ乳酸ポリマーがブレンドの約50%(w/w)超を構成するポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
12.分解性多軸ポリマーが、第1のブロックと第2のブロックとを有するブロックコポリマーを含む、実施形態1~11のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
13.分解性多軸ポリマーが2つ以上のガラス転移温度を有する、実施形態1~12のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
14.分解性多軸ポリマーが、第1のガラス転移温度と第2のガラス転移温度とを有し、第1のガラス転移温度が第2のガラス転移温度よりも高い、実施形態1~13のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
15.第1のガラス転移温度が25℃超であり、第2のガラス転移温度が25℃未満である、実施形態1~14のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
16.第1のガラス転移温度が25℃超であり、第2のガラス転移温度が0℃未満である、実施形態1~15のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
17.第1のブロックが、少なくとも30%(モル)のε-カプロラクトンの残基を含む、実施形態1~16のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
18.第1のブロックが、少なくとも30%(モル)のL-ラクチドの残基を含む、実施形態1~16のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
19.ブレンドが、エステル交換されたブレンドである、実施形態1~18のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物。
実施形態1~19のうちいずれか一項に記載のポリ乳酸ポリマーブレンド組成物から作成される物品。
実施例1
耐衝撃性改質剤IM-Aの調製
米国特許第8,075,612号明細書に記載の通りに耐衝撃性改質剤ポリマーIM-Aを作成した。具体的には、トリエタノールアミンで開始し、オクチル酸スズ(SnOct)触媒を用いて、グリコリド、ε-カプロラクトン、及びトリメチレンカーボネートと反応させた第1の3軸ポリマーセグメントの開環重合によって、耐衝撃性改質ポリマーIM-Aを調製した。第2のセグメントは、SnOct触媒を用いてL-ラクチド及びグリコリドを添加して第1のセグメント上に重合させた。出発モノマーをベースとするポリマーの組成物は、約35%がε-カプロラクトン、約34%がL-ラクチド、約17%がグリコリド、及び約14%がトリメチレンカーボネートであった。調製したポリマーは回転ミルを用いて粉砕し、振動ふるい工程で、粒径が約1~約4mmになるように分級した。粉砕したポリマーの一部は、減圧及び高温下でBuchiロート蒸発器を用いて精製し、ガスクロマトグラフィーで測定して2%未満のレベルまで未反応モノマー残基を除去した。次いで、ポリマーの一部を真空乾燥し、残留水分を700ppm未満まで除去し、不活性雰囲気下で保存した。
耐衝撃性改質剤IM-Aの調製
米国特許第8,075,612号明細書に記載の通りに耐衝撃性改質剤ポリマーIM-Aを作成した。具体的には、トリエタノールアミンで開始し、オクチル酸スズ(SnOct)触媒を用いて、グリコリド、ε-カプロラクトン、及びトリメチレンカーボネートと反応させた第1の3軸ポリマーセグメントの開環重合によって、耐衝撃性改質ポリマーIM-Aを調製した。第2のセグメントは、SnOct触媒を用いてL-ラクチド及びグリコリドを添加して第1のセグメント上に重合させた。出発モノマーをベースとするポリマーの組成物は、約35%がε-カプロラクトン、約34%がL-ラクチド、約17%がグリコリド、及び約14%がトリメチレンカーボネートであった。調製したポリマーは回転ミルを用いて粉砕し、振動ふるい工程で、粒径が約1~約4mmになるように分級した。粉砕したポリマーの一部は、減圧及び高温下でBuchiロート蒸発器を用いて精製し、ガスクロマトグラフィーで測定して2%未満のレベルまで未反応モノマー残基を除去した。次いで、ポリマーの一部を真空乾燥し、残留水分を700ppm未満まで除去し、不活性雰囲気下で保存した。
実施例2
耐衝撃性改質剤IM-Bの調製
米国特許第8,075,612号明細書に記載の通りに耐衝撃性改質剤ポリマーIM-Bを作成する。具体的には、トリエタノールアミンで開始し、SnOct触媒を用いて、ε-カプロラクトン及びトリメチレンカーボネートと反応させる第1の3軸ポリマーセグメントの開環重合によって、耐衝撃性改質ポリマーIM-Bを調製する。第2のセグメントは、SnOct触媒を用いてL-ラクチドを添加して第1のセグメント上に重合させる。出発モノマーをベースとするポリマーの組成物は、約35%がε-カプロラクトン、約51%がL-ラクチド、及び約14%がトリメチレンカーボネートである。調製したポリマーは回転ミルを用いて粉砕し、振動ふるい工程で、粒径が約1~約4mmになるように分級する。粉砕したポリマーの一部は、減圧及び高温下でBuchiロート蒸発器を用いて精製し、ガスクロマトグラフィーで測定して2%未満のレベルまで未反応モノマー残基を除去する。次いで、ポリマーの一部を真空乾燥し、残留水分を700ppm未満まで除去し、不活性雰囲気下で保存する。
耐衝撃性改質剤IM-Bの調製
米国特許第8,075,612号明細書に記載の通りに耐衝撃性改質剤ポリマーIM-Bを作成する。具体的には、トリエタノールアミンで開始し、SnOct触媒を用いて、ε-カプロラクトン及びトリメチレンカーボネートと反応させる第1の3軸ポリマーセグメントの開環重合によって、耐衝撃性改質ポリマーIM-Bを調製する。第2のセグメントは、SnOct触媒を用いてL-ラクチドを添加して第1のセグメント上に重合させる。出発モノマーをベースとするポリマーの組成物は、約35%がε-カプロラクトン、約51%がL-ラクチド、及び約14%がトリメチレンカーボネートである。調製したポリマーは回転ミルを用いて粉砕し、振動ふるい工程で、粒径が約1~約4mmになるように分級する。粉砕したポリマーの一部は、減圧及び高温下でBuchiロート蒸発器を用いて精製し、ガスクロマトグラフィーで測定して2%未満のレベルまで未反応モノマー残基を除去する。次いで、ポリマーの一部を真空乾燥し、残留水分を700ppm未満まで除去し、不活性雰囲気下で保存する。
実施例3
ポリマーBの調製
プロパンジオールで開始し、SnOct触媒を用いて、l-ラクチド、ε-カプロラクトン、及びトリメチレンカーボネートと反応させた第1の線状ポリマーセグメントの開環重合によって、ポリマーBを調製した。第2のセグメントは、SnOct触媒を用いてl-ラクチド、ε-カプロラクトン、及びトリメチレンカーボネートを添加して第1のセグメント上に重合させた。出発モノマーをベースとするポリマーの組成物は、約8%がε-カプロラクトン、約76%がL-ラクチド、及び約14%がトリメチレンカーボネートであった。ポリマーは回転ミルを用いて粉砕し、振動ふるい工程で、粒径が1~約4mmになるように分級した。粉砕したポリマーの一部は、減圧及び高温下でBuchiロート蒸発器を用いて精製し、ガスクロマトグラフィーで測定して2%未満のレベルまで未反応モノマー残基を除去した。次いで、ポリマーの一部を真空乾燥し、残留水分を700ppm未満まで除去し、不活性雰囲気下で保存した。
ポリマーBの調製
プロパンジオールで開始し、SnOct触媒を用いて、l-ラクチド、ε-カプロラクトン、及びトリメチレンカーボネートと反応させた第1の線状ポリマーセグメントの開環重合によって、ポリマーBを調製した。第2のセグメントは、SnOct触媒を用いてl-ラクチド、ε-カプロラクトン、及びトリメチレンカーボネートを添加して第1のセグメント上に重合させた。出発モノマーをベースとするポリマーの組成物は、約8%がε-カプロラクトン、約76%がL-ラクチド、及び約14%がトリメチレンカーボネートであった。ポリマーは回転ミルを用いて粉砕し、振動ふるい工程で、粒径が1~約4mmになるように分級した。粉砕したポリマーの一部は、減圧及び高温下でBuchiロート蒸発器を用いて精製し、ガスクロマトグラフィーで測定して2%未満のレベルまで未反応モノマー残基を除去した。次いで、ポリマーの一部を真空乾燥し、残留水分を700ppm未満まで除去し、不活性雰囲気下で保存した。
実施例4
未改質及び耐衝撃性改質モノフィラメントの調製
ポリ乳酸ポリマー(NatureWorks Ingeo2003D)は、食品包装を含む典型的な用途が指定された汎用グレードのPLAである。試料は全て、圧縮比が24:1の単純なテーパーネジ及び2.5mmの単孔ダイを備えた1.27cm(1/2インチ)単軸押出機で押し出して調製した。まずポリマーを、不活性雰囲気中、減圧下で低含水量まで個別に乾燥させた。次に、乾燥したポリマーを表6に記載する質量比でブレンドし、試料を混合して微量成分を分散させた。ポリマー及びポリマーブレンドは、窒素パージ下で押出機に供給して乾燥度を維持し、モノフィラメントとして押し出した。押出ダイから出たモノフィラメントは、まず2つのゾーンで強制空気で急冷し、長尺でスプールに回収した。押出成形品は全て、直径約0.6mm~約1.5mmのモノフィラメントとして回収した。押出成形品は乾燥した不活性雰囲気下で保管した。
未改質及び耐衝撃性改質モノフィラメントの調製
ポリ乳酸ポリマー(NatureWorks Ingeo2003D)は、食品包装を含む典型的な用途が指定された汎用グレードのPLAである。試料は全て、圧縮比が24:1の単純なテーパーネジ及び2.5mmの単孔ダイを備えた1.27cm(1/2インチ)単軸押出機で押し出して調製した。まずポリマーを、不活性雰囲気中、減圧下で低含水量まで個別に乾燥させた。次に、乾燥したポリマーを表6に記載する質量比でブレンドし、試料を混合して微量成分を分散させた。ポリマー及びポリマーブレンドは、窒素パージ下で押出機に供給して乾燥度を維持し、モノフィラメントとして押し出した。押出ダイから出たモノフィラメントは、まず2つのゾーンで強制空気で急冷し、長尺でスプールに回収した。押出成形品は全て、直径約0.6mm~約1.5mmのモノフィラメントとして回収した。押出成形品は乾燥した不活性雰囲気下で保管した。
実施例5
ブレンドの調製
ポリ乳酸ポリマー(NatureWorks Ingeo2003D)は、食品包装を含む典型的な用途が指定された汎用グレードのPLAである。試料は全て、圧縮比が24:1の単純なテーパーネジ及び2.5mmの単孔ダイを備えた1.27cm(1/2インチ)単軸押出機で押し出して調製する。ポリマーは、不活性雰囲気中、減圧下で低含水量まで個別に乾燥させる。乾燥したポリマーは重さを量り、混合する。混合物は、窒素パージ下で押出機に供給して乾燥度を維持し、モノフィラメントとして押し出す。押出ダイから出たモノフィラメントは、2つのゾーンで強制空気で急冷し、長尺でスプールに回収する。押出成形品は全て、直径約0.6mm~約1.5mmのモノフィラメントとして回収する。押出成形品は乾燥した不活性雰囲気下で保管する。作成したブレンドを表1に記載する。
ブレンドの調製
ポリ乳酸ポリマー(NatureWorks Ingeo2003D)は、食品包装を含む典型的な用途が指定された汎用グレードのPLAである。試料は全て、圧縮比が24:1の単純なテーパーネジ及び2.5mmの単孔ダイを備えた1.27cm(1/2インチ)単軸押出機で押し出して調製する。ポリマーは、不活性雰囲気中、減圧下で低含水量まで個別に乾燥させる。乾燥したポリマーは重さを量り、混合する。混合物は、窒素パージ下で押出機に供給して乾燥度を維持し、モノフィラメントとして押し出す。押出ダイから出たモノフィラメントは、2つのゾーンで強制空気で急冷し、長尺でスプールに回収する。押出成形品は全て、直径約0.6mm~約1.5mmのモノフィラメントとして回収する。押出成形品は乾燥した不活性雰囲気下で保管する。作成したブレンドを表1に記載する。
実施例6
実施例4に従って作成した試料の応力-歪みパラメータを、MTSを用いて測定した。各パラメータの増減率を算出した([(ブレンド-PLA)/PLA×100]-100)。得られた応力-歪みデータを表2及び3に示す。
実施例4に従って作成した試料の応力-歪みパラメータを、MTSを用いて測定した。各パラメータの増減率を算出した([(ブレンド-PLA)/PLA×100]-100)。得られた応力-歪みデータを表2及び3に示す。
実施例7
整形外科用インプラントのための靱性を向上させた改質ポリ乳酸
ポリ乳酸系の整形外科用インプラントは、特に分解に何年もかかることが多く、機械的靭性が低いなど多くの理由から、当初予想されていたよりもあまり採用されていない。前者の問題を克服するため、共重合の低結晶性ポリ乳酸が開発され、インプラントの耐久性が大幅に短縮されたが、それにより、こうした材料の機械的性能が更に低下した。代替的に、工業用途のポリ乳酸には耐衝撃性改質剤が一般に使用されているが、その殆どは生分解性でないアクリルポリマーをベースとしており、吸収性ポリマーをベースとした医療用インプラントにおけるポリマー分解の利点を打ち消している。これらの不溶性微粒子は、亀裂伝播を阻止することによってプラスチックを強靭にするが、組成物は非分解性であり、移植可能な医療機器に適していない。本明細書の組成物及び方法は、ポリ乳酸の性能を向上させる医療グレードの添加剤を含み、吸収性ポリマーインプラントの利点を増大させるものである。
整形外科用インプラントのための靱性を向上させた改質ポリ乳酸
ポリ乳酸系の整形外科用インプラントは、特に分解に何年もかかることが多く、機械的靭性が低いなど多くの理由から、当初予想されていたよりもあまり採用されていない。前者の問題を克服するため、共重合の低結晶性ポリ乳酸が開発され、インプラントの耐久性が大幅に短縮されたが、それにより、こうした材料の機械的性能が更に低下した。代替的に、工業用途のポリ乳酸には耐衝撃性改質剤が一般に使用されているが、その殆どは生分解性でないアクリルポリマーをベースとしており、吸収性ポリマーをベースとした医療用インプラントにおけるポリマー分解の利点を打ち消している。これらの不溶性微粒子は、亀裂伝播を阻止することによってプラスチックを強靭にするが、組成物は非分解性であり、移植可能な医療機器に適していない。本明細書の組成物及び方法は、ポリ乳酸の性能を向上させる医療グレードの添加剤を含み、吸収性ポリマーインプラントの利点を増大させるものである。
方法:中間粘度が1.8dl/gの医療グレードのポリ(l-ラクチド)ホモポリマー(PL18、Corbion,Inc.)を基本材料及び対照として用いた。耐衝撃性改質剤Biostrength(登録商標)280(Arkema,Inc.)は、ポリ乳酸ポリマー用に特別に設計されたアクリルコアシェル耐衝撃性改質剤であり、これを5w/w%で添加した。IM-A(実施例1)は、グリコリド、ラクチド、トリメチレンカーボネート、及びカプロラクトンの多軸コポリマーであり、耐衝撃性改質剤として5w/w%で添加した。ブレンドは、特注の単軸押出機を用いて、直径1.75mmのモノフィラメントに押し出して作成した。フィラメントは更にHyrel Hydra640プリンタでインフィル100%にして印刷し、ノッチなしアイゾット試験品に加工した。
モノフィラメント及びFDM(熱溶解積層方式)3D印刷部品を用いて、得られた試料の分子特性、熱特性、及び機械特性を評価した。ジクロロメタン移動相を用いたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を実施し、ポリスチレン標準に対して比較した(n=3)。示差走査熱量測定(DSC)を20~240℃まで20℃/分の加熱速度で実施した(n=3)。動的機械分析(DMA)は、20~100℃まで引張モードで1Hzで行った(n=3)。引張試験は、ゲージ長100mmで1mm/秒で実施した(n=7)。ノッチなしアイゾット衝撃試験は、6.8Nm(5ft-lb)の振子を用いて実施した(n=10)。試験は全てASTM法に基づいて行った。統計解析は、Shapiro-Wilk検定による正規性の評価と併せて、対応のないt検定を用いて実施した。
モノフィラメント及びFDM(熱溶解積層方式)3D印刷部品を用いて、得られた試料の分子特性、熱特性、及び機械特性を評価した。ジクロロメタン移動相を用いたゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を実施し、ポリスチレン標準に対して比較した(n=3)。示差走査熱量測定(DSC)を20~240℃まで20℃/分の加熱速度で実施した(n=3)。動的機械分析(DMA)は、20~100℃まで引張モードで1Hzで行った(n=3)。引張試験は、ゲージ長100mmで1mm/秒で実施した(n=7)。ノッチなしアイゾット衝撃試験は、6.8Nm(5ft-lb)の振子を用いて実施した(n=10)。試験は全てASTM法に基づいて行った。統計解析は、Shapiro-Wilk検定による正規性の評価と併せて、対応のないt検定を用いて実施した。
結果と考察:医療グレードのポリ乳酸ホモポリマーであるPL18は、BiostrengthとIM-A改質剤のいずれでもうまく配合できた。分子量データ(記載せず)からは、3つの試料群間の分子量に大きな差は認められなかった。以下の表4を参照。
フィラメントの評価では、材料間の熱的な差異が示され(図1、表4)、主にIM-Aで改質するとBiostrengthと比較して融解熱が著しく高くなることが示されたが、これは、IM-Aがラクチドセグメントを含み、それがPL18マトリックスと配位して核生成サイトを形成するためと思われる。しかし、ガラス転移温度はBiostrengthで改質した試料でわずかに高くなっている。BiostrengthをPLAマトリックスに添加しても、熱転移の大きさや典型的な形状は大きく変化しなかった。これは、PL18マトリックスから相分離した離散微粒子の添加によるものと予想される。しかしながら、IM-Aの添加では、ピークがより低い温度にシフトし、転移範囲が狭まることによって、低温結晶化挙動が大幅に変化した(「結晶化ピークの半値幅」で測定)。図1を参照。この結果は、PL18マトリックスにおけるIM-Aの相互作用のレベルを示している。更に、△Hc/△Hf比はPL18+5%IM-A群で最低となっている(PL18、PL18+5%Biostrength、及びPL18+5%IM-Aでそれぞれ1.06、0.81、及び0.73)。いずれの改質ポリマーのヤング率も、降伏強度と同様に低下している。しかし、IM-Aで改質したポリ乳酸は、同じ添加量でBiostrengthと比較して、強度低下が50%未満であった。最も重要なことは、IM-Aを5%の量で添加すると、未改質のPL18と比べて耐衝撃性が28.5%向上し、工業用ポリ乳酸ポリマーの靭性付与剤の判断基準であるBiostrengthの添加と比べて靭性がほぼ2倍増加したことである。
フィラメントの評価では、材料間の熱的な差異が示され(図1、表4)、主にIM-Aで改質するとBiostrengthと比較して融解熱が著しく高くなることが示されたが、これは、IM-Aがラクチドセグメントを含み、それがPL18マトリックスと配位して核生成サイトを形成するためと思われる。しかし、ガラス転移温度はBiostrengthで改質した試料でわずかに高くなっている。BiostrengthをPLAマトリックスに添加しても、熱転移の大きさや典型的な形状は大きく変化しなかった。これは、PL18マトリックスから相分離した離散微粒子の添加によるものと予想される。しかしながら、IM-Aの添加では、ピークがより低い温度にシフトし、転移範囲が狭まることによって、低温結晶化挙動が大幅に変化した(「結晶化ピークの半値幅」で測定)。図1を参照。この結果は、PL18マトリックスにおけるIM-Aの相互作用のレベルを示している。更に、△Hc/△Hf比はPL18+5%IM-A群で最低となっている(PL18、PL18+5%Biostrength、及びPL18+5%IM-Aでそれぞれ1.06、0.81、及び0.73)。いずれの改質ポリマーのヤング率も、降伏強度と同様に低下している。しかし、IM-Aで改質したポリ乳酸は、同じ添加量でBiostrengthと比較して、強度低下が50%未満であった。最も重要なことは、IM-Aを5%の量で添加すると、未改質のPL18と比べて耐衝撃性が28.5%向上し、工業用ポリ乳酸ポリマーの靭性付与剤の判断基準であるBiostrengthの添加と比べて靭性がほぼ2倍増加したことである。
耐衝撃性改質剤は通常2~10質量%の量で添加するが、最適な結果を得るために、性能に対する全ての変化のバランスを調整する必要がある。また、機械的特性と熱的特性の結果のバランスをとることで、未改質ポリ乳酸よりも更に改良できるかもしれない。
結論:耐衝撃性改質添加剤は、適切な材料がないため、医療機器設計に十分に活用されていない。IM-Aは、合成添加剤としてポリ乳酸ポリマーの靭性を向上させることができる。また、加水分解性があり、医療用グレードであることから、医療用、特に整形外科用インプラントにおけるポリ乳酸ポリマーの性能向上に大いに有望な材料である。
定義
本明細書で使用する有機化合物を含む化合物の名称は、一般名、命名法のIUPAC、IUBMB、又はCAS勧告を用いて付与できる。1つ又は複数の立体化学的特徴が存在する場合、立体化学に関するカーン・インゴルド・プレローグ順位則を用いて、立体化学的優先順位、EIZ規定(EIZ specification)などを示すことができる。当業者は、名称がわかれば、命名規則を用いて化合物構造を体系的に分解するか、又はCHEMDRAW(商標)(Cambridgesoft Corporation、米国)などの市販のソフトウェアによって、化合物の構造を容易に確認できる。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が明らかにそうでないことを示していない限り、複数の参照語を含む。従って、例えば、「a functional group(官能基)」、「an alkyl(アルキル)」又は「a residue(残基)」への言及は、2つ以上のそのような官能基、アルキル、又は残基の混合物などを含む。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、組成物中の特定の要素又は成分の質量部に対する言及は、質量部が表現される組成物又は物品中のその要素又は成分と、他の要素又は成分との間の質量関係を示す。従って、2質量部の成分Xと5質量部の成分Yとを含む化合物において、X及びYは2:5の質量比で存在し、化合物中に追加の成分が含まれているかどうかに関係なく、そのような比率で存在する。
成分の質量パーセント(wt%)は、特に別段の記載がない限り、その成分が含まれる製剤又は組成物の総質量に基づく。成分のモル%(モル%又は%(モル))は、特に別段の記載がない限り、その成分が含まれる組成物の製造に使用される全てのモノマーの総モル数に基づく。
本明細書で使用する有機化合物を含む化合物の名称は、一般名、命名法のIUPAC、IUBMB、又はCAS勧告を用いて付与できる。1つ又は複数の立体化学的特徴が存在する場合、立体化学に関するカーン・インゴルド・プレローグ順位則を用いて、立体化学的優先順位、EIZ規定(EIZ specification)などを示すことができる。当業者は、名称がわかれば、命名規則を用いて化合物構造を体系的に分解するか、又はCHEMDRAW(商標)(Cambridgesoft Corporation、米国)などの市販のソフトウェアによって、化合物の構造を容易に確認できる。
本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用する単数形「a」、「an」、及び「the」は、文脈が明らかにそうでないことを示していない限り、複数の参照語を含む。従って、例えば、「a functional group(官能基)」、「an alkyl(アルキル)」又は「a residue(残基)」への言及は、2つ以上のそのような官能基、アルキル、又は残基の混合物などを含む。
本明細書及び添付の特許請求の範囲において、組成物中の特定の要素又は成分の質量部に対する言及は、質量部が表現される組成物又は物品中のその要素又は成分と、他の要素又は成分との間の質量関係を示す。従って、2質量部の成分Xと5質量部の成分Yとを含む化合物において、X及びYは2:5の質量比で存在し、化合物中に追加の成分が含まれているかどうかに関係なく、そのような比率で存在する。
成分の質量パーセント(wt%)は、特に別段の記載がない限り、その成分が含まれる製剤又は組成物の総質量に基づく。成分のモル%(モル%又は%(モル))は、特に別段の記載がない限り、その成分が含まれる組成物の製造に使用される全てのモノマーの総モル数に基づく。
本明細書で使用する分解性は、材料の化学結合又はその構造的完全性の変化を指す。本明細書で使用する「分解性」などの用語は、環境中に置かれると不可逆的に分解、又は1つ若しくは複数の構成要素に分かれるように構成されている材料を指し、分解の任意の様々な機構を含む。例えば、理論に限定されることは意図しないが、開示する分解性材料、部分分解性材料、又はこれらから作られた物品は、材料又は物品の層ごとの分解を特徴とする表面侵食機構によって分解してよく、追加的又は代替的に、開示する分解性材料、部分分解性材料、又はこれらから作られた物品は、開示する分解性材料、部分分解性材料、又はこれらから作られた物品全体に生じる侵食を特徴とするバルク侵食によって分解してよい。また、理論に縛られることは意図しないが、開示する分解性材料、部分分解性材料、又はこれらから作られた物品は、任意の適切な機構によって分解してよく、分解の機構の非限定的な例として、加水分解、酸化、アミノ分解、酵素分解(例えば、タンパク質分解)、物理分解、又はこれらの組み合わせがあってよい。分解の機構は、温度、光、又は熱などの外部刺激の使用によって影響を受けることがある。追加的又は代替的に、開示する分解性材料、部分分解性材料、又はこれらから作られた物品の分解は、化学分解を促進する1つ又は複数の材料との接触によって起こることがある。例えば、生分解時には、開示する分解性材料、部分分解性材料、又はこれらから作られた物品の体積の少なくとも一部は、環境中に置かれた時に所定の時間内に分解されてよい。
本明細書での使用において、化合物をモノマー又は化合物と称する場合、1つの分子又は1つの化合物とは解釈されないものと理解される。例えば2個のモノマーは、一般に2つの異なるモノマーを指し、2個の分子を指すものではない。
本明細書での使用において、化合物をモノマー又は化合物と称する場合、1つの分子又は1つの化合物とは解釈されないものと理解される。例えば2個のモノマーは、一般に2つの異なるモノマーを指し、2個の分子を指すものではない。
本明細書で使用する用語「任意選択の」又は「任意に」は、その後に記載する事象又は状況が起こり得る又は起こり得ないこと、並びに記載が、当該事象又は状況が起こる事例及び起こらない事例を含むことを意味する。
本明細書で使用する用語「約」、「およそ」、及び「ほぼ」は、問題の量又は値が、指定する厳密な値、又は請求項に記載若しくは本明細書に教示するのと同等の結果若しくは効果を提供する値であり得ることを意味する。即ち、量、大きさ、配合、パラメータ、並びにその他の分量及び特徴は厳密ではなく、また厳密である必要もないが、許容誤差、換算係数、端数計算、測定誤差など、及び同等の結果又は効果が得られることが当業者に周知の他の要因を反映して、所望に応じて概算値であっても及び/又は大きくても小さくてもよいことが理解される。一般に、量、大きさ、配合、パラメータ、又はその他の分量若しくは特徴は、そのように明示されているか否かにかかわらず、「約」、「およそ」、又は「ほぼ」のものである。「約」、「およそ」、又は「ほぼ」を定量値の前に使用する場合、パラメータは、特に断りのない限り、特定の定量値自体も含むと理解される。
本明細書で使用する用語「含む(comprises)」、「含むこと(compriseing)」、「含む(includes)」、「含むこと(including)」、「含有すること(containing)」、「特徴とする」、「有する」、「有すること」、又はこれらの他の変形は、非排他的な包含を扱うことを意図している。例えば、ある要素の一覧を含む工程、方法、物品、又は装置は、必ずしもこれらの要素のみに限定されるわけではなく、そのような工程、方法、物品、若しくは装置に関して明示されていない、又は固有のものではない他の要素を含んでよい。
本明細書で使用する用語「約」、「およそ」、及び「ほぼ」は、問題の量又は値が、指定する厳密な値、又は請求項に記載若しくは本明細書に教示するのと同等の結果若しくは効果を提供する値であり得ることを意味する。即ち、量、大きさ、配合、パラメータ、並びにその他の分量及び特徴は厳密ではなく、また厳密である必要もないが、許容誤差、換算係数、端数計算、測定誤差など、及び同等の結果又は効果が得られることが当業者に周知の他の要因を反映して、所望に応じて概算値であっても及び/又は大きくても小さくてもよいことが理解される。一般に、量、大きさ、配合、パラメータ、又はその他の分量若しくは特徴は、そのように明示されているか否かにかかわらず、「約」、「およそ」、又は「ほぼ」のものである。「約」、「およそ」、又は「ほぼ」を定量値の前に使用する場合、パラメータは、特に断りのない限り、特定の定量値自体も含むと理解される。
本明細書で使用する用語「含む(comprises)」、「含むこと(compriseing)」、「含む(includes)」、「含むこと(including)」、「含有すること(containing)」、「特徴とする」、「有する」、「有すること」、又はこれらの他の変形は、非排他的な包含を扱うことを意図している。例えば、ある要素の一覧を含む工程、方法、物品、又は装置は、必ずしもこれらの要素のみに限定されるわけではなく、そのような工程、方法、物品、若しくは装置に関して明示されていない、又は固有のものではない他の要素を含んでよい。
移行句「からなる」は、クレームに明記されていない任意の要素、ステップ、又は成分を排除するものであり、通常これらに付随する不純物を除いて、記載する材料以外をクレームに含めないことを意味する。「からなる」という語句が前提部の直後ではなくクレーム本文の節に現れる場合、これはその節に記載する要素のみを制限し、他の要素はクレーム全体から排除されない。
移行句「から基本的になる」は、規定の材料又はステップ、並びにクレームされる発明の基本的及び新規な特徴(複数可)に実質的な影響を与えないものにクレームの範囲を限定する。クレームの「から基本的になる」は、「からなる」方式で書かれるクローズドクレームと、「含む」方式で書かれる完全オープンクレームとの中間にある。本明細書に定義する任意選択の添加剤であって、そのような添加剤にとって適切な量である添加剤及び微量不純物は、「から基本的になる」という用語によって組成物から排除されることはない。
組成物、工程、構造、又は組成物、工程、若しくは構造の一部を、「からなる」などのオープンエンドの用語を使用して本明細書に記載する場合、別段の指定がない限り、その記載は、組成物、工程、構造、又は組成物、工程、若しくは構造の一部の要素「から基本的になる」又は「からなる」実施形態も含む。
移行句「から基本的になる」は、規定の材料又はステップ、並びにクレームされる発明の基本的及び新規な特徴(複数可)に実質的な影響を与えないものにクレームの範囲を限定する。クレームの「から基本的になる」は、「からなる」方式で書かれるクローズドクレームと、「含む」方式で書かれる完全オープンクレームとの中間にある。本明細書に定義する任意選択の添加剤であって、そのような添加剤にとって適切な量である添加剤及び微量不純物は、「から基本的になる」という用語によって組成物から排除されることはない。
組成物、工程、構造、又は組成物、工程、若しくは構造の一部を、「からなる」などのオープンエンドの用語を使用して本明細書に記載する場合、別段の指定がない限り、その記載は、組成物、工程、構造、又は組成物、工程、若しくは構造の一部の要素「から基本的になる」又は「からなる」実施形態も含む。
冠詞「a」及び「an」は、本明細書に記載の組成物、工程、又は構造の種々な要素及び成分に関連して使用することがある。これは便宜的なものにすぎず、本発明の組成物、工程、又は構造の一般的な意味を付与するためのものである。このような記述は、「1つ又は少なくとも1つ」の要素又は成分を含む。更に、本明細書で使用する単数形の冠詞は、特定の文脈から複数が排除されることが明らかである場合を除き、複数の要素又は成分の記述も含む。
用語「約」は、量、大きさ、配合、パラメータ、並びにその他の分量及び特徴は厳密ではなく、また厳密である必要もないが、許容誤差、換算係数、端数計算、測定誤差など、及び当業者に周知の他の要因を反映して、所望により概算値であっても及び/又は大きくても小さくてもよいことを意味する。一般に、量、大きさ、配合、パラメータ、又はその他の分量若しくは特徴は、そのように明示されているか否かにかかわらず、「約」又は「およそ」のものである。
本明細書で使用する用語「又は」は、包含的なものであり、即ち、語句「A又はB」は、「A、B、又はA及びBの両方」を意味する。より具体的には、条件「A又はB」は、Aが真であり(若しくは存在し)Bが偽である(若しくは存在しない);Aが偽であり(若しくは存在せず)Bが真である(若しくは存在する)、又はA及びBの両方が真である(若しくは存在する)のいずれか1つによって満たされる。排他的な「又は」は、本明細書において、例えば「A又はBのいずれか」及び「A又はBうち1つ」などの用語によって示す。
用語「約」は、量、大きさ、配合、パラメータ、並びにその他の分量及び特徴は厳密ではなく、また厳密である必要もないが、許容誤差、換算係数、端数計算、測定誤差など、及び当業者に周知の他の要因を反映して、所望により概算値であっても及び/又は大きくても小さくてもよいことを意味する。一般に、量、大きさ、配合、パラメータ、又はその他の分量若しくは特徴は、そのように明示されているか否かにかかわらず、「約」又は「およそ」のものである。
本明細書で使用する用語「又は」は、包含的なものであり、即ち、語句「A又はB」は、「A、B、又はA及びBの両方」を意味する。より具体的には、条件「A又はB」は、Aが真であり(若しくは存在し)Bが偽である(若しくは存在しない);Aが偽であり(若しくは存在せず)Bが真である(若しくは存在する)、又はA及びBの両方が真である(若しくは存在する)のいずれか1つによって満たされる。排他的な「又は」は、本明細書において、例えば「A又はBのいずれか」及び「A又はBうち1つ」などの用語によって示す。
また、特に明記しない限り、本明細書に記載する範囲はその範囲の端点を含む。更に、量、濃度、又はその他の値若しくはパラメータを、ある範囲、1つ若しくは複数の好ましい範囲、又は好ましい上限値及び好ましい下限値の一覧として提示する場合、これは、任意の範囲上限又は好ましい上限値と、任意の範囲下限又は好ましい下限値との任意の対から形成される全ての範囲を、このような対を別途開示しているか否かにかかわらず、明確に開示していると理解すべきである。本発明の範囲は、ある範囲を定義する場合に記載する特定の値に限定されるものではない。
本明細書において、材料、方法、又は機械を、用語「当業者に周知の」、「従来の」、又は同義の単語若しくは語句と共に記載する場合、その用語は、本出願の出願時に従来技術である材料、方法、及び機械が本発明の説明に含まれていることを意味する。現在では一般的ではないものの、類似の目的に好適であるとして当分野において認識されるようになる材料、方法、及び機械も含まれる。
特に明記しない限り、全ての百分率、割合、比率、及び類似の量は質量によって定義される。
本明細書において、材料、方法、又は機械を、用語「当業者に周知の」、「従来の」、又は同義の単語若しくは語句と共に記載する場合、その用語は、本出願の出願時に従来技術である材料、方法、及び機械が本発明の説明に含まれていることを意味する。現在では一般的ではないものの、類似の目的に好適であるとして当分野において認識されるようになる材料、方法、及び機械も含まれる。
特に明記しない限り、全ての百分率、割合、比率、及び類似の量は質量によって定義される。
本明細書に含まれる全ての特許、特許出願、及び参考文献は、それらの全体が参照により具体的に援用される。
当然ながら、上記は本開示の好ましい実施形態のみに関し、本開示に定める本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、多数の修正又は変更が可能であることが理解されるべきである。
本開示は、本明細書に含まれる実施例によって更に説明されるが、これらは決して、これらの範囲に制限を課すものと解釈されるべきでない。それどころか、本開示の精神及び/又は添付の請求項の範囲から逸脱することなく、本明細書の説明を読んだ後に当業者に提案し得るその様々な他の実施形態、修正、及び等価物に頼ってよいことが明確に理解される。
当然ながら、上記は本開示の好ましい実施形態のみに関し、本開示に定める本開示の精神及び範囲から逸脱することなく、多数の修正又は変更が可能であることが理解されるべきである。
本開示は、本明細書に含まれる実施例によって更に説明されるが、これらは決して、これらの範囲に制限を課すものと解釈されるべきでない。それどころか、本開示の精神及び/又は添付の請求項の範囲から逸脱することなく、本明細書の説明を読んだ後に当業者に提案し得るその様々な他の実施形態、修正、及び等価物に頼ってよいことが明確に理解される。
Claims (20)
- 少なくとも1つのポリ乳酸ポリマー組成物と、少なくとも1つの多軸ポリマー組成物とを含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を含むポリ乳酸ポリマーブレンド組成物物品であって、前記ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物の前記ポリ乳酸ポリマー組成物で作られた同様の物品の耐衝撃性と比較して耐衝撃性が向上している物品。
- 少なくとも前記ポリ乳酸ポリマー組成物又は前記多軸ポリマー組成物が分解性ポリマーを含む、請求項1に記載の物品。
- 前記ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物が、少なくとも部分的にエステル交換されている、請求項1に記載の物品。
- 約50%(w/w)超のポリ乳酸組成物と、約0.5%~約50%(w/w)の多軸ポリマー組成物とを含む、請求項1に記載の物品。
- 前記ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物が、1つ又は複数の添加剤を更に含む、請求項1に記載の物品。
- 1つ又は複数の添加剤が、耐衝撃性改質剤、可塑剤、核剤、清澄剤、補強剤、潤滑剤、帯電防止剤、抗酸化剤、又はこれらの組み合わせを含む、請求項5に記載の物品。
- 前記多軸ポリマーが、トリエタノールアミン、トリメチロールプロパン、1,1,1-トリス(ヒドロキシメチル)エタン、ペンタエリスリトール、トリペンタエリスリトール、ジ(トリメチロールプロパン)、2,2,6,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノール、グリセロール、グルコース、2-ヒドロキシメチル-1,3-プロパンジオール、トリイソプロパノールアミン、1-[N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]-2-プロパノール、又は2-[ビス(2-ヒドロキシエチル)アミノ]-2-(ヒドロキシメチル)-1,3-プロパンジオールを含むヒドロキシル系開始剤を含む、請求項1に記載の物品。
- 前記多軸ポリマーがブロックコポリマーである、請求項1に記載の物品。
- 前記多軸分解性ポリマーが、ε-カプロラクトン、δ-バラレクトン、トリメチレンカーボネート、D,L-ラクチド、p-ジオキサノン、δ-デカラクトン、ε-デカラクトン、L-ラクチド、D-ラクチド、及びグリコリドの残基を含む、請求項1に記載の物品。
- 前記多軸ポリマーが非晶性である、請求項1に記載の物品。
- 前記多軸ポリマーが、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリビニル系ポリマー、ポリエーテル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリシロキサン、又はこれらの組み合わせであるランダムコポリマー又はブロックコポリマーである、請求項1に記載の物品。
- 前記物品が、消費者製品、自動車部品、農業製品、医療機器、医薬品、化粧品、又は獣医製品である、請求項1に記載の物品。
- 前記消費者製品が、バッグ、再封可能なバッグ、ストロー、歯ブラシ、食器、飲料用カップ、グラス又はマグカップ、ブラシ、食品容器、食品トレイ、皿、ボウル、食品カバー、クラムシェルパッケージ、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素である、請求項12に記載の物品。
- 前記自動車部品が、トリム部品、マット、被覆、保護層、自動車の透明部品、チューブ、コネクタ、又は保護被覆である、請求項12に記載の物品。
- 前記農業製品が、マルチフィルム、杭、ペグ、紐、ラベル、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素である、請求項12に記載の物品。
- 前記医療機器が、メッシュ、不織布、ネジ、プレート、ロッド、インプラント、縫合糸、ブレード、ステープル、有刺デバイス、創傷閉鎖デバイス、バッグ、創傷被覆、副子、ステント、注射器、チューブ、身体用3D印刷物、組織スキャフォールド、整形外科用インプラント、軟組織インプラント、並びにこれらの組み合わせ及び構成要素である、請求項12に記載の物品。
- 1)少なくとも1つのポリ乳酸ポリマーを含む組成物と、少なくとも1つの多軸ポリマーを含む組成物とを混合し、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を形成することを含む、ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を作成する方法。
- 前記ポリ乳酸ポリマーブレンド組成物を加熱し、前記ポリ乳酸ポリマー及び前記多軸ポリマーの少なくとも一部をエステル交換するステップを更に含む、請求項17に記載の方法。
- 請求項17に記載の方法によって作成した組成物。
- 請求項18に記載の方法によって作成した組成物。
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