JP5075963B2 - 搾乳器具 - Google Patents

Description

本発明は、一般に搾乳装置用の器具及び構成要素、特に乳抽出器具などの器具の構成要素、及びライナーに関する。詳細な態様において、改良した乳頭収容可撓性スリーブと、場合により、必ずではないが好ましくはライナーと一体化され、場合により他の材料と併用された熱可塑性エラストマーから作製されたショートミルクチュービングとを含むライナーに関する。

機械搾乳は、約１世紀の間、利用されている。今日なお使用されている搾乳器具の基本的な構造は、１９０２年にＧｉｌｌｉｅｓが特許取得した発明に基づいており、脈動吸引によって動作するよう設計された二室を有するティートカップを含む。ティートカップは、室の一方の可撓性壁を形成する、ゴム製の可撓性スリーブを含み、ここでティートカップシェルは、もう一方の壁を形成する。２つの壁の間の空間で脈動吸引力が加えられて、それによりスリーブは拡張及び収縮して、ティートカップが装着された乳頭にマッサージ作用を引き起こす。

可撓性スリーブは、いわゆるティートカップライナー（又は米国英語ではインフレーション；本明細書及び請求項では、全体で「ライナー」という用語を使用する）の一部として提供される。

搾乳装置は全体として、多数の各種構成要素を含み、その多く、例えば管、ノズル、ライナーなどは現在、様々な種類のゴムより成る。

一例として、最新のティートカップシステムは、米国特許第６，１７６，２００号（Ｐｅｔｔｅｒｓｏｎ）に開示されている。それは乳頭を収容できる管状ヘッド部と、脈動吸引室の内壁を形成するシャフト部とを含む。シャフト部は可撓性であり、通常はゴム化合物より成る。

市場に受け入れられるためには、搾乳装置の構成要素を成す器具、例えばティートカップ及びライナーなどは、多数の特性を示す必要がある。言及できる例は以下の通りである。

例えば搾乳速度、乳収量、スリップ、ストリップ収率などの良好な搾乳性能、良好な乳頭処置、
器具の長寿命及び全寿命にわたる同じ高レベル性能で機能する能力、
器具の均一な品質、
化学的及び物理的耐久性、
器具は清掃が容易であるべきであり、
器具は交換が容易であるべきであり、
器具は環境に優しく、例えば材料のリサイクルが可能であるべきであり、
製品は、食品との接触が意図される材料ならびに物品及び製品に関する規則に従う必要がある。

搾乳装置の現在利用可能な構成要素、例えばライナー及びチュービングは大半の場合、ゴム材料より成り、上記の要求事項を完全に満足な程度まで満たしていない。

したがって本発明は、搾乳装置で使用可能であり、上記の要求事項すべてを満足する改良された器具及び構成要素の提供を試みる。これは、ｉ）ＩＳＯ １８０６４で定義される熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、ｉｉ）可塑化ＰＶＣ、ｉｉｉ）ビニルＴＰＥから成る群より選択される材料を含み、多数の選択された特性を示す、搾乳装置用のティートカップライナーにより、本発明によって実現される。

この新規ティートカップライナーは、請求項１で定義している。

改良ティートカップライナーは好ましくは、適切には密接適合して乳頭の上に／乳頭を覆って配置されるのに適した乳頭収容可撓性スリーブを少なくとも含む。

本発明による器具は、以下の利点を提供する：
製造プロセスには、材料の混合又はブレンドは不要である。ＴＰＥは、納入されたまますぐに使用できる熱可塑性物質などである。ＴＰＥは加硫ゴムと比較して、貯蔵にセンシティブでない。より少ないステップを用いたより簡単な処理しか必要としない。ＴＰＥは、熱可塑性物質の処理が容易である性質を備えており、より効率的な処理が可能であり、それにより処理費用を著しく低減させる。エネルギー消費量と人件費の低減につながる、より短い製造サイクル。スクラップ材料のリサイクルが可能である。熱硬化性産物から生じるスクラップは通常、廃棄される。ＴＰＥ処理から再粉砕された熱可塑性物質も同様に、リサイクルされて新しい材料と同様の特性を与えることができる。加工された部品に対し品質管理をよりよくし、及び許容誤差をより厳密にする。大半の場合において、結果的として密度がより小さくなるであろう。一部の熱硬化性ゴムと同様に、低温での硬化（結晶化）は起こらない。ＴＰＥはリサイクル可能であるため、リサイクルに関する限り、これらの物質より成る製品の環境に優しい取扱いを促進する。異なる部品が異なる材料で作製されるように、同一物の単一の構造内で異なる材料を組合せることは、より容易である。例えば異なる材料の層状構造物を作製する場合のように、第一の部分を１つの種類のＴＰＥから作製し、さらなる部分を、異なる特性を示す他の種類のＴＰＥから作製することが可能である。

本発明のさらなる適用範囲は、以下に与えた詳細な説明から明らかになるであろう。しかしながら、本発明の精神及び範囲に含まれる各種の変更及び改良が、例示のためのみに与えられておりそれゆえ本発明を制限するものではない、この詳細な説明及び添付図面から当業者に明らかになるため、詳細な説明及び具体的な実施例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、例示のためのみに与えられていることを理解すべきである。

搾乳装置用の従来技術の器具の例、すなわちティートカップ及びライナーを示す。 ティートカップライナーの形の本発明の実施形態を図式的に示す。 本発明での使用に適したスチレンポリマーを示す。 熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）の二相構造を示す。

本出願の目的では、「ライナー」又は「ティートカップライナー」という表現は、酪農事業において、例えば乳と接触して使用されることが意図され、それゆえ食品との接触が意図される材料及び物品に関する規則に従う必要のある、搾乳装置又はシステムと共に使用できる器具を含むものとして解釈される。ライナーは、適切には密接適合して乳頭の上に／乳頭を覆って配置されるのに適した乳頭収容可撓性スリーブを少なくとも含む。乳頭収容端の基端には、ティートカップ中央に装着されるショートミルクチューブを装備できる。「パルセーションチュービング」と呼ばれる脈動媒体用の供給管材も含むことができる。本発明によるライナーは、各種の動物、例えば乳牛、スイギュウ、ヒツジ及びヤギならびに他の反芻動物に使用できることに注目すべきである。

「ティートカップ」は、上で定義したライナーを取付けるハウジング、すなわち「ティートカップシェル」を含む器具であると解釈される。本発明により、規定された材料特性によって広範に定義され、熱可塑性エラストマー、熱可塑性加硫物及び可塑化ＰＶＣによって例示される、本明細書で述べた材料のクラスの利用における驚くべき柔軟性によって、特に器具の異なる部品又は領域で異なる機械的及び物理化学的特性を示す器具を製造することが可能となり、それにより特殊用途のための特性の調整も可能となるであろう。

図１において、例示的な従来技術のティートカップが開示されている。それは、ティートカップシェル２に取付けられたティートカップライナー１が装備されている。ティートカップライナー１は本質的に、縦軸３に関して回転対称であり、上部管状ヘッド部４及びヘッド部４から下方に延伸する管状の、可撓性乳頭収容スリーブ部５を含む。ヘッド部４は、第一の上端６及び第二の下端７を含む。上端６において、管状ヘッド部４は、半径方向内側に延在し、本質的に円形の中央開口を画成する、リップ８を含む。管状ヘッド部４は、乳頭をスリーブ５に収容するための、ヘッドを通じてティートカップライナーの内部空間までの通路を形成する。下端７は、ティートカップシェル２の上端部によって係合された環状凹部９を含む。スリーブ５の下部は、ティートカップシェル２の下端部によって係合される周辺包囲凹部１０を含む。凹部９及び１０は、閉鎖空間１１がティートカップライナーとティートカップシェル２との間に形成されるように成形され、該空間１１は、ティートカップの脈動室を形成する。その下部において、ティートカップライナー１は延長片１２及び１３に連結して、ツメ（開示せず）に連結された乳導管を形成する。ティートカップライナー１は、弾性材料、例えば天然又は合成ゴムで製造される。

本発明は、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）が搾乳装置及びシステムに関する器具及び構成要素を提供するための材料の要求事項を兼ね備えるように作製できる、という研究成果に基づいている。したがって、ＴＰＥ技術の簡単な概要を述べる。

熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）
（概要）
ＴＰＥの開発前には、一般に、熱可塑性物質のための新たな技術を用いて製造及び加工できるものには剛性又は半剛性物品のみを言及した。熱可塑性物質の生産は、より迅速であり、エネルギー消費量がより少なく、より清潔であり、スクラップの再利用がより容易である。

エラストマー材料の場合、熱硬化性ゴムの代替物が欠如していた。極度の温度に暴露されない用途では、耐熱性架橋部位は根本的に不要である。熱硬化性ゴムの使用は、架橋結合に付随して起こる不利益を被ることがある。

したがっていずれの永久架橋部位なしに弾性特性を示す熱可塑性材料を開発する動機は、強力であった。

熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）は、熱可塑性材料の加工特性を、ゴム材料のエラストマー特性と併せ持つ材料である。

熱可塑性エラストマーは二相系である。相の一方は、使用温度において機械的強度を与えるが、溶融又はガラス転移温度（Ｔｇ）を超えて加熱すると流体になる硬質ポリマーである。もう一方の相は、軟質ゴム状ポリマーである。

特性を実現するためには、主に２つの方法がある。すなわち材料をブロックコポリマーの形態又はポリマーブレンドの形態で提供することによる。

熱可塑性エラストマーの定義を満足するブロックコポリマーは、分子の同じ鎖内のセグメントから形成された一方は硬質、一方は軟質の二相より成る。硬質セグメントは、高い溶融温度を持つ結晶性材料であるか、又は高いガラス転移温度を持つ非結晶性材料である。軟質セグメントは常時非結晶性であり、非常に低いガラス転移温度を持つ。

例：ＴＰＳ（非結晶性硬質相）、ＴＰＵ、ＴＥＥＥ、ＴＰＡ（半結晶性硬質相）。省略形は以下を参照。

ポリマーブレンドから作成されたＴＰＥは、非常に低いガラス転移温度を持つ、より軟質の少なくとも主として非結晶性材料とブレンドされた、連続相中の、高い溶融温度を持つ、ほぼ独占的に半結晶性である硬質材料のブレンドである。

例：ＴＰＯ、ＴＰＶ
用語
ＩＳＯ １８０６４によれば、ＴＰＥの分類及び省略形は（カッコ内は他の一般的な省略形）、
ＴＰＥ：一般に熱可塑性エラストマー
ＴＰＳ：（ＳＢＣ）ポリスチレン／エラストマーブロックコポリマー
ＴＰＯ：ポリプロピレン／ＥＰコポリマーブレンド
ＴＰＶ：熱可塑性加硫物
ＴＰＵ：ポリウレタンブロックコポリマー
ＴＥＥＥ（ＣＯＰＥ）ポリエステルブロックコポリマー
ＴＰＡ：（ＣＯＰＡ）ポリアミドブロックコポリマー
である。

ＴＰＥ材料の一般的な特性

スチレン性ブロックコポリマー（ＴＰＳ又はＳＢＣ）
ＴＰＳ材料は、３つの明確に異なる主要な種類を含む。
スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー（ＳＢＳ）
スチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＩＳ）
スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）

ＳＢＳ及びＳＩＳポリマー
スチレン及びブタジエン（又はイソプレン）は、互換性がなく、２つの異なるＴｇを備えた二相系を形成する。より硬質のスチレン相は、さらに可撓性のブタジエン（又はイソプレン）相との間で物理的架橋点として作用する、図３を参照。

熱可塑性オレフィンＴＰＯ
熱可塑性オレフィンは、ポリプロピレン（ＰＰ）及びエチレン−プロピレンコポリマー（ＥＰＭ）又はエチレン−プロピレン−ジエンポリマー（ＥＰＤＭ）のブレンドである。ＥＰ（Ｄ）Ｍという用語は、ＥＰＤＭ及びＥＰＭの両方を対象とする。

ＰＰ−ＥＰ（Ｄ）Ｍブレンドは、ＰＰ及びＥＰＤＭ及び／又はＥＰＭの強力な混合により生成される。

ポリプロピレンは通常、アイソタクチックホモポリマー又は微量のエチレンを含むアイソタクチックＰＰである。これらの半結晶性ポリマーの融点は、１４５〜１６５℃の範囲である。

したがってＴＰＯは、その機械的特性の多くを高温で保持できる。ポリエチレン及びポリプロピレンはどちらも半結晶性ポリマーであるが、エチレン及びプロピレンを５０：５０の比で含むＥＰ（Ｄ）Ｍはほぼ完全に非結晶性である。すなわちエチレン含有量をより高い比に変更すると、多少の結晶性が与えられる。少量のエチレン結晶性の正味の効果は、ゴムの強度に大きく影響する。

特性：
ＰＰ及びＥＰ（Ｄ）Ｍはどんな比でもブレンドできるため、軽度に修飾した熱可塑性ＰＰから熱可塑性物質で補強したＥＰ（Ｄ）Ｍまで、理論的には連続した範囲がある。

メタロセン技術に基づくポリマー
９０年代の間に、メタロセン触媒技術に基づく新しいポリオレフィン樹脂が導入された。これらはコポリマー、つまりエチレン及びより高級なオレフィン、例えば１−オクテンより成るコポリマーである。メタロセン技術は、ポリマー鎖における、例えば１−オクテン及びエチレンの分布を非常に精密に設計することを可能にする。１−オクテン含有量が約３０％以上の場合、ポリマー中に結晶性はない。多少の結晶性が望ましい場合、１−オクテンの量がより少ないポリマーを生成することができる。

熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）
熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）は、熱可塑性連続相、及び不連続相としての架橋ゴムから成る二相系である。優勢な系はＰＰ／ＥＰＤＭであるが、ＰＰ／ＮＢＲ系もある。

ゴム相は、ゴム相が部分的にだけ加硫されているか、加硫されていない場合に、ＴＰＯ以上に加硫される。ゴム相の加硫は、多くの特性の改良をもたらす。

熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）
ＴＰＵはウレタンの主鎖結合（ｂａｃｋｂｏｎｅ ｌｉｎｋａｇｅ）を備えたブロックコポリマーである。それらはジイソシアナートと短鎖ジオール及びポリエステル及び／又はポリエーテルジオールとの縮合によって合成される。

短鎖ジオールはジイソシアナートと共に、ＴＰＵ中の結晶性硬質相を形成する。晶子は物理的架橋点として作用し、ＴＰＵの耐熱性はこれらの晶子の融点に密接に関連している。１．４−ブタンジオール及び１．６−ヘキサンジオールなどの短鎖ジオールが、一般に使用される。

軟質セグメントは、ヒドロキシル末端ポリエステル又はヒドロキシル末端ポリエーテルから形成される。

ＴＰＵの軟質セグメントは、弾性及び低温特性を決定する。硬度及び弾性率は硬質及び軟質セグメントの比によって決定される。

熱可塑性コポリエステル（ＴＥＥＥ）、（ＣＯＰＥ）
熱可塑性コポリエステル材料は、エステル及びエーテル結合によって連結された交互の硬質及び軟質セグメントのブロックコポリマーより成る。軟質セグメントは、ポリエーテル、ポリエステル又はコポリエステルであってよい。軟質セグメント間の主要な相違は、ＴＰＵの場合と同様である。硬質セグメントは、ほぼ独占的にポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）である。

ポリアミドブロックコポリマー（ＴＰＡ、ＣＯＰＡ）
硬質及び軟質セグメントのブロックコポリマー。硬質セグメントはポリアミドであり、軟質セグメントはポリエーテル鎖又はポリエステル鎖を含むポリオールブロックである。

ポリアミドブロックは、ＰＡ６、ＰＡ６／６、ＰＡ１１．ＰＡ１２、ＰＡ６／１１又はＰＡ６／１２のいずれでもよい。これは融点を決定し、密度及び耐薬品性に影響を及ぼすであろう。

軟質セグメントの種類は、弾力、引裂強度、加水分解安定性、耐摩耗性、低温可撓性、強靭度及び非極性溶媒様の耐微生物性などの特性に影響を及ぼすことがある。

ポリエーテル鎖は最も一般的であり、その耐低温性及び加水分解安定性において好ましい。ポリエステル鎖は、良好な耐溶媒性及び高温安定性が望まれる場合に好ましい。

ＴＰＥ特性を備えた他の材料
（可塑化ＰＶＣ）
熱可塑性として分類されるが、実際はＴＰＥに似た特性を有する１つの材料が実際にある。一般に非結晶性熱可塑性材料と見なされる可塑化ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）は、そのガラス転移温度より高い１００℃以上で使用可能であり、なお許容される機械的特性を維持している。

用語においてはＴＰＥと見なされないが、可塑化ＰＶＣ（＝可撓性ＰＶＣ又はｐＰＶＣ）は実際に、エラストマー特性を熱可塑性加工と併せ持つ第一の材料である。昨今、これは、ポリ塩化ビニル鎖が、溶融可能な架橋点を与える２つ以上の鎖を含む規則的な結晶様構造を部分的に与えることによることが知られている。これらの構造は、０℃以下からほぼ２００℃までの非常に広範囲にわたる溶融温度を有する。標準可塑剤を用いたＰＶＣの温度上限は約６０℃、特殊な可塑剤を用いたＰＶＣの温度上限は１０５〜１２０℃である。

（ビニルＴＰＥ）
従来の可塑化ＰＶＣは、ＰＶＣとの非常に良好な混和性を有する可塑剤に基づいている。ＮＢＲ又はアクリレートエラストマーなどのエラストマーと混合する場合、より類似した二相系、すなわちＴＰＯ及びＴＰＶが実現できる。そのような材料は特に、従来の可塑化ＰＶＣよりも優れた圧縮硬化及び優れた耐薬品性を与えることができる。

これらの材料の供給者は場合により、それらをビニルＴＰＥと呼ぶが、これらの材料が通例、ＴＰＥファミリの一員として受け入れられるかは疑わしいように思われる。上述したように、通常の可塑化ＰＶＣは、ＴＰＥとして記述することもできる。

それゆえ本発明により、上で定義したようなティートカップライナーは、上述の材料を含む材料の群から選択される組み合わせのうち１つ以上の材料を含む材料より作製される。

ティートカップは、乳抽出器具、すなわち乳房が制御された方法で乳を放出するように、動物の乳頭に作用する、又は搾乳装置の他の部品と協働する、搾乳装置の部品又は構成要素を構成する器具である。乳頭はライナーを含み、ライナーは次に、密接適合して乳頭の上に／乳頭を覆って配置されるのに適した可撓性乳頭収容スリーブを少なくとも含む。

本発明の詳細な実施形態において、ティートカップライナーが提供され、詳細には、そのような材料又は材料の組合せから作製されるライナーの可撓性乳頭収容スリーブ部である。同様に図式的に示されたティートカップシェル２１に取付けられた、本発明によるライナー２０を図２に図式的に示す。ライナーは、ヘッド部２２と、乳頭２５を実質的に密接適合で収容するための可撓性スリーブ部２４とを含む。「密接適合」とは、使用中、すなわち搾乳中に乳頭とスリーブとの間から大量の空気漏入がないであろうことを意味する。スリーブは、ヘッド部２２から、ショートミルクチューブ２６がスリーブ２４に連結する移行領域２７まで延在する。このミルクチューブ２６は、スリーブと一体化させるか、図１の従来技術におけるように、スリーブに連結できる独立部材とすることができる。

移行領域２７は適切には、漏れを生じないようにライナーがティートカップシェル２１に固定して装着できるようにするために、より硬く作製される。シェル内の定義された特定の位置にスリーブを固定することが重要である。より硬い部分の提供は、以下でさらに述べるように、本発明による材料の組合せを利用することによって可能である。

その上、ティートカップシェルは、ライナーのスリーブがその機能を果たせるようにするために、脈動媒体の供給体に連結される。この供給体は、脈動がスリーブ２４に作用できるように、入口コネクタ２３にてティートカップシェル２１に連結できるパルセーションチュービング２８を介して提供される。

ライナーの最も重要な要素は、加えられた脈動吸引力によって引き起こされる、交互の折畳み及び開放／拡張によって機能を実施するのがこの要素であるという意味で、可撓性スリーブ２４である。それゆえライナーがその技術的機能を果たせるようにするために、少なくとも可撓性スリーブは、材料特性に関するある基準を満足する必要がある。

以下のリストは、ＴＰＥに基づく可撓性スリーブを有し、乳頭／動物及び搾乳システム全体に連結できるライナーが示すべき特性の例を含む。
吸引手段によって、動物の乳房から乳を採取できる必要がある。
閉鎖系内で乳を輸送できるべきである。
インタフェースを介して搾乳システム全体に連結できるべきである。
乳頭はマッサージを受けるべきである。
可撓性スリーブは動物を刺激すべきである。
可撓性スリーブは、食品との接触が意図される材料及び物品に関連する規則に従うべきである。
可撓性スリーブはバリアとして作用し、乳によって影響を受けるべきではない。
可撓性スリーブは、一定又は可変性の張力又は圧縮を有するべきである。
密封機能を示すべきである。
可撓性スリーブは、乳頭に自動また手動で装着できるべきである。
可撓性スリーブの機能は制御可能であるべきである。
可撓性スリーブは、搾乳環境に耐える材料に基づいている。
可撓性スリーブは、加工できる材料に基づいている。
可撓性スリーブは、外部の硬質シェルに固定及び密封可能であるべきである。
可撓性スリーブは、あらゆるサイズの乳頭に適合すべきである。
可撓性スリーブは好ましくは、１つ又は多くの材料あるいはその組合せより成るべきである。
可撓性スリーブは、ＴＰＥ又は他の材料と組合せたＴＰＥより成る材料に基づく。
円滑な乳輸送を可能にすべきである。

上の基準は、ＩＳＯ １８０６４で定義されるＴＰＥ、又は可塑化ＰＶＣ、又はビニルＴＰＥ、又はその組合せ、又は他の適切な材料との組合せから作製された可撓性スリーブを少なくとも有するライナーによって満足される。

本発明による搾乳器具のエラストマー材料は、（少なくとも）以下の特性を示すべきである。
２５ショアＡと５０ショアＤの間の硬度
０．１ＭＰａと５０ＭＰａの間のヤング率
通例０．５ＭＰａ超の引張強度
破断のない５０％の最小伸び

場合により搾乳器具は、
通例−６０℃と＋２００℃の間の使用温度
を示すべきである。

材料は適切には、酸、特にギ酸、プロピオン酸、過酢酸、及び／又はＨ_２Ｏ_２に耐性である。材料は好ましくは、アルカリ、特にアンモニア、ＮａＯＨ及びＫＯＨに耐性である。適切な濃度は、酪農事業で使用される洗浄又は清掃手順で一般に使用される濃度である。

材料は、塩素、オゾンに、及びＵＶ照射及び熱酸化にも耐性であるべきである。

好ましい実施形態において、材料は５と５０ｋＮ／ｍの間、好ましくは１５〜３５ｋＮ／ｍの引裂強度を示す。

好ましい実施形態において、材料は０．５〜４０ＭＰａ、好ましくは５〜２０ＭＰａの引張強度を示す。

好ましい実施形態において、破断前に２００％を超える、好ましくは３００％を超える伸長を示すべきである。

材料は好ましくは、熱可塑性連続相及び不連続相としての架橋ゴムから成る二相を含む熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）であり、ここで熱可塑性エラストマーは、場合によりアクリレート又は無水物によってグラフトされたブタジエンゴム；シリコーン；ＥＰＤＭ；ＮＢＲから選択されるゴムを含む。

他の可能なポリマーはニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロ−ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリブテンコポリマー、クロロスルホン化ポリエチレンである。

熱可塑性エラストマーは好ましくは、ポリエチレン（ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ又はＬＣＤＰＥ）、ポリプロピレン、又はその混合物、例えばコポリマーから選択される結晶性ポリオレフィンも含む。本発明により選択された材料の優れた加工性によって、自動搾乳の分野内での多くの各種の用途及び要求に合わせてライナーを調整することが可能となっている。したがって製品の異なる部品において異なる材料を組合せながら、簡単な成形プロセスで高い寸法精度のライナーを製造することが可能である。例えば可撓性スリーブよりも高い剛性を有するヘッド部及びミルクチューブを提供することが可能である。

以下では材料選択及び材料組合せに基づく、多数の考えられる実施形態について説明する。すべての変形及び改良は、本発明による器具の一般的な定義内においてすべての器具に適用できる。

したがって本発明による器具の具体的な使用又は応用それぞれに適切な特性を提供するために、材料の組合せに関する複数の変形又は改良を使用することによって、本発明による器具（例えばライナー、おそらくショートミルクチュービング及び／又は脈動ショートチュービングを含む）を作製することができる。また、器具の特定の部品又は部分が接触する環境の種類に適した、異なる特性を備えた器具の各種部品を提供することができる。

従来技術材料に勝る重要かつ予想されなかった利点を与える、本発明によるライナーと共に使用するのに特に好ましいＴＰＥは、ＴＰＶ（熱可塑性加硫物）である。

この種類の材料は、従来技術のゴムよりも約２０％低い密度により、より軽量にする。

耐疲労性は、予想以上に高い。これはライナーが交換せずにより長期間使用できることを意味する。衛生問題のリスクは低減される。従来技術の器具では、ひび割れがより早期に出現して、細菌を収集して、それにより汚染源が発生する。

ＴＰＶは、より少ない「ブレークイン（ｂｒｅａｋ ｉｎ）」問題しかもたらさない、すなわち使用のまさに最初の数時間中におこる特性の変化が低いレベルに低減される。一例として、ヒステリシス現象は、はるかに目立たない。これは、脈動挙動がより予測可能になることを意味する。

上で示した考えられる変形及び改良の中で、第一の代案は、２つの軟質材料の組合せを使用することである。そのような組合せは、様々な種類の耐薬品性を示す器具に利用できる。一例として、器具の内側は乳にさらされてよく、そのことはある特性、例えば耐脂肪性ならびに水及び洗浄剤への暴露に耐える能力（主にショートミルクチューブ）を必要とする。外側は牛小屋又は納屋、あるいは戸外環境、つまり、例えばアンモニア、ＵＶ光、オゾンへの耐性などの材料上の他の要求事項を備えるものに対し、さらしてよい。

この特定の種類の器具は、器具の内側用のＮＢＲベースＴＰＶを外側用のＥＰＤＭベースＴＰＶと組合せて構成することが可能であり、後者は耐オゾン性及び耐候性である。

この種類の組合せの別の改良は、コア又はバルク材料上にバリア面（内部及び／又は外部）コーティングを備えた器具を提供することであり、バルク材料は機械的特性を提供する。バリア特性は例えば、器具の内面での脂肪及び洗剤への耐性、ならびに外面での天候及び納屋環境への耐性でありうる。コア又はバルク材料の特性は、迅速な搾乳を実現するための高弾性及び低減衰、及び／又は経時的に不変の搾乳挙動／特性を提供するための高い耐クリープ性でありうる。減衰は、材料の非弾性の尺度である材料のｔａｎδによって定量される。この場合、ｔａｎδは＜０．２０であるべきである。

適切な材料の組合せの例は、器具の内側及び外側の両方で、バルクにはＳＢＳ、ＳＥＢＳ又はＳＩＳ、及び表面層にはＥＰＤＭ又はＮＢＲベースＴＰＶである。

第二の代案は、軟質及び硬質材料の組合せである。

今日設計されるライナーは、異なる機能を果たす各種の部品を有する。スリーブが動的に動作するのに対して、つめへの連結部は静的に動作し、密封機能を有する。１つの実施形態において、本発明により、ショートミルクチュービング及びティートカップ中央への装着物は、硬質／剛性材料から作製することが提案されている。このことは幅広い意味で、軟質ゴム材料よりも剛性材料によっての方がはるかに実現しやすいクイックカップリングによって、装着物をより単純化する。これに対してスリーブは、最適なマッサージ及び搾乳特性を実現するために、軟質ゴム材料から作製する。

後者の用途に適当な材料の例は、各種の硬度グレードのＥＰＤＭ又はＮＢＲベースＴＰＶである。軟質ＥＰＤＭベースＴＰＶをＴＰＵ（ウレタンベースＴＰＥ）、ＴＰＡ（アミドベースＴＰＥ）又はＴＥＥＥ（エステルベースＴＰＥ）と組合せて利用することも可能である。

（ティートカップ）ライナーの発明概念の詳細な用途に関して、ＴＰＶを利用することの具体的及び予想されない利点が多数ある。

すなわち生産関連の利点は、例えば：生産コストにより魅力がある；製品の厳密な許容誤差を得ることが容易となり、したがって最終製品の特性を予測することが容易になる；材料の流出を減少できる；生産プロセスでの変化がより小さいことにより、バッチ間でさらに均質な製品特性を与える；本発明による材料の使用は、生産手段として溶融を実行可能にするであろう；ということである。しかしながら、最も予想外の特性は、高い耐疲労性である。

言及した環境上の利点は：生産スクラップ材料のリサイクルは、流出物を粒状化することによって、直接生産に戻すことができる；潜在的に有害な添加物がより少なく、したがって、作業員が取り扱う際の危険を減少する、例えば加硫ガスが存在しないようにする；ということである。

上述の器具は適切には、所望の特性により、１つ以上の材料の射出成形によって製造される。あるいは構造がさらに複雑な場合は、射出成形又は他の成形技法が好ましい。それゆえ２つ以上の材料を組合せて含む、すなわち複合材料を形成する器具は、複数の方法で接合できる。同一の型での順次行う２つ（又はそれ以上）の材料のデュアル射出を使用できる。別の選択肢は、第一の型にて１つの材料から「前駆体」を作製し、次に「前駆体」を第二の型に移動して、そこへ１つ以上のさらなる材料を射出することである。異なる材料を使用して異なる構成要素を個別に射出成形又は押出しして、次に構成要素を共に溶接することも可能である。単に１つの物に別の物を接合することによって、ある構成要素又は部品を連結することができる。

しかしながら、所望の構造及びそれらを得るための必要な設備を得るために詳細な成形プロセスを設計することは、当業者の分野に関することであり、したがってそのような方法は本明細書ではさらに論じない。

Claims (22)

1. 乳頭の上に／乳頭を覆って配置されるのに適合した乳頭収容可撓性スリーブを少なくとも含む搾乳器具であって、
   少なくともその第一の部分が、熱可塑性連続相及び架橋ゴム不連続相を備える熱可塑性加硫物（ＴＰＶ）を含み、以下の特性：
   ａ）２５ショアＡと５０ショアＤの間の硬度；
   ｂ）０．１ＭＰａと５０ＭＰａの間のヤング率；
   ｃ）０．５ＭＰａ超の引張強度；及び
   ｄ）破断のない５０％の最小伸び
   を示す、搾乳器具。
2. 前記架橋ゴム不連続相は、場合によりアクリレート又は無水物によってグラフトされたブタジエンゴム；シリコーン；ＥＰＤＭ；若しくはＮＢＲ又はこれらのいずれか若しくはすべての組合せを含む、請求項１に記載の搾乳器具。
3. 前記架橋ゴムは、ニトリルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロ−ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリブテンコポリマー、クロロスルホン化ポリエチレンから選択される、請求項１に記載の搾乳器具。
4. 前記熱可塑性連続相は、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はそのコポリマー若しくは混合物から選択される結晶性ポリオレフィンを含む、請求項１に記載の搾乳器具。
5. 乳頭の上に／乳頭を覆って配置されるのに適合した乳頭収容可撓性スリーブを少なくとも含む搾乳器具であって、
   少なくともその第一の部分が、以下の特性：
   ａ）２５ショアＡと５０ショアＤの間の硬度；
   ｂ）０．１ＭＰａと５０ＭＰａの間のヤング率；
   ｃ）０．５ＭＰａ超の引張強度；及び
   ｄ）破断のない５０％の最小伸び
   を示す熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含み、
   少なくとも第二の部分がＴＰＥを含み、
   前記第二の部分は、（ｉ）ＴＰＥの種類及び（ｉｉ）剛性／硬度の少なくとも一つが前記第一の部分と異なり、
   前記第一の部分のＴＰＥ及び前記第二の部分のＴＰＥは、機械的強度を与える硬質ポリマーを含む第一の相と、軟質ゴムポリマーを含む第二の相とを有する二相系を含む、搾乳器具。
6. 前記第一の部分がコア材料を含み、前記第二の部分が前記コア材料への少なくとも部分的な表面コーティングである、請求項５に記載の搾乳器具。
7. 前記コア材料はｔａｎδ＜０．２０を有する、請求項６に記載の搾乳器具。
8. 前記第二の部分は前記第一の部分とＴＰＥの種類が異なり、前記コア材料はＳＢＳ又はＳＥＢＳであり、前記表面コーティングはＥＰＤＭベースＴＰＶ又はＮＢＲである、請求項６に記載の搾乳器具。
9. 前記第二の部分のＴＰＥは、前記第一の部分のＴＰＥが、前記第二の部分のＴＰＥよりも高い剛性／硬度を示す点で前記第一の部分のＴＰＥと異なる、請求項５に記載の搾乳器具。
10. 前記高い剛性／硬度を示すＴＰＥは、硬質ＥＰＤＭベースＴＰＶ又は硬質ＮＢＲベースＴＰＶ、ＴＰＵ、ＴＰＡ又はＴＥＥＥであり、より軟質の部分が軟質ＥＰＤＭベースＴＰＶ又は軟質ＮＢＲベースＴＰＶである、請求項９に記載の搾乳器具。
11. −６０〜＋２００℃の使用温度を示す、請求項１に記載の搾乳器具。
12. 前記ＴＰＥは塩素、オゾンに、及びＵＶ照射及び熱酸化に耐性である、請求項１に記載の搾乳器具。
13. 前記ＴＰＥは５〜５０ｋＮ／ｍの引裂強度を示す、請求項１に記載の搾乳器具。
14. 前記ＴＰＥの引張強度は０．５〜４０ＭＰａである、請求項１に記載の搾乳器具。
15. 前記ＴＰＥの伸びは破断前に２００％を超える、請求項１に記載の搾乳器具。
16. ヘッド部と、
    スリーブと、
    前記スリーブに連結可能な個々のミルクチューブと
    を備える搾乳器具であって、
    前記スリーブは、乳頭の上に／乳頭を覆って配置されるのに適した乳頭収容可撓性スリーブであり、少なくともその第一の部分が、機械的強度を与える硬質ポリマーを含む第一の相と、軟質ゴムポリマーを含む第二の相とを有する二相系を含む熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含み、
    前記ＴＰＥは、以下の特性：
    ａ）２５ショアＡと５０ショアＤの間の硬度；
    ｂ）０．１ＭＰａと５０ＭＰａの間のヤング率；
    ｃ）０．５ＭＰａ超の引張強度；
    ｄ）破断のない５０％の最小伸び
    を示す、搾乳器具。
17. 密接適合して乳頭の上に／乳頭を覆って配置されるのに適したティートカップライナーであり、
    単一構造に一体化されたヘッド部、スリーブ、及びミルクチューブを含む、請求項１に記載の搾乳器具。
18. 前記ポリオレフィンは、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、及びＬＬＤＰＥから選択される、請求項４に記載の搾乳器具。
19. 前記ＴＰＥは１５〜３５ｋＮ／ｍの引裂強度を示す、請求項１３に記載の搾乳器具。
20. 前記ＴＰＥの引張強度は５〜２０ＭＰａである、請求項１４に記載の搾乳器具。
21. 前記ＴＰＥの前記伸びは破断前に３００％を超える、請求項１５に記載の搾乳器具。
22. 乳頭の上に／乳頭を覆って配置されるのに適合した乳頭収容可撓性スリーブを少なくとも含む搾乳器具であって、
    少なくともその第一の部分が、機械的強度を与える硬質ポリマーを含む第一の相と、軟質ゴムポリマーを含む第二の相とを有する二相系を含む熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）を含み、前記ＴＰＥは、以下の特性：
    ａ）２５ショアＡと５０ショアＤの間の硬度；
    ｂ）０．１ＭＰａと５０ＭＰａの間のヤング率；
    ｃ）０．５ＭＰａ超の引張強度；及び
    ｄ）破断のない５０％の最小伸び
    を示す、搾乳器具。

Images