JP7118000B2 - 殺生物活性ポリマー組成物 - Google Patents

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Description

発明の分野
抗菌性オリゴマー性またはポリマー性添加剤、およびオリゴマー性またはポリマー性添加剤とベースポリマーとを含む、抗菌性ポリマー組成物が提供される。添加剤は、ブルーム促進性、接着促進性、ならびに殺生物活性モノマーおよび/または基を含むことができる。添加剤は、非汚損性および/または非血栓形成性モノマーおよび/または基をさらに含んでもよい。ポリマー組成物は、本出願で開示された抗菌性添加剤に加えて、任意選択で非汚損性添加剤を含有してもよい。添加剤(複数可)を含むポリマー組成物は、抗菌、非汚損および/または非血栓形成特性が特に重要である医療用デバイスにおける使用を見出してもよい。
背景
医療関連感染(「HAI」)は、ヘルスケアの供給において最も多く見られる有害事象の1つであり、毎年数百万人の患者に影響を及ぼしている。金銭上および人道上の両方の関連コストのために、HAIの発生および重篤度を低減させることに多大な努力を集中させてきた。しかし、医療手技において良好な衛生および滅菌慣行を確保しようとする相当な努力にもかかわらず、HAIの率は容認できないほど高いままとなっている。
HAI、特に生体材料関連の感染の発生を低減させる1つの手法は、抗菌特性およびバイオフィルム耐性表面を有する生体材料の開発である。抗菌特性を生体材料に付与するために、生体材料への抗菌剤または防腐剤の吸収、生体材料表面への抗菌剤の吸着またはグラフト化、および抗菌コーティングによる生体材料のコーティングを含む、各種手法が用いられてきた。これらの手法は、効果的であるが、一般に費用が高く、複雑な二次処理ステップを含み、多くの場合、持続時間が限られている抗菌保護を提供する。血流と接触する生体材料に使用されるコーティングは、多くの場合、生体材料の表面から剥がれて、生体材料の下流に塞栓を生じさせ、医療上有害な結果をもたらすおそれがあることも周知である。したがって、医療用デバイス産業界では、固有の抗菌特性を有し、コーティングを必要とせず、抗菌性化合物が徐々に浸出することがない生体材料に対して、強い関心が寄せられている。また、このような生体材料が、限定するものではないが、押出し、射出成型、圧縮成型、およびコーティングに加えてエレクトロスピニングを含む各種方法のいずれかによって処理され得るならば、有利である。
一般にポリマー、特に熱可塑性ポリウレタン(TPU)は、その優れた物理的および機械的性質により、生体材料として広く使用される。生物医学的用途のためのポリマーの表面改質は、ポリマー表面への、浸漬コーティングもしくは噴霧コーティングを介した表面のコーティングまたは適切な材料のプラズマ重合を含めた様々な手段によって、既に達成されている。さらに、ポリマーに対して適合性がなくかつポリマー表面に自発的に移行するフルオロカーボンなどの添加剤の添加が、ポリマー表面を改質するのに使用されてきた。しかしフルオロカーボン表面は、タンパク質による汚損を防止せず、生体材料に対する殺菌または他の活性な抗菌性質を提供しない。
したがって、殺生物活性であり、追加的に非汚損および/または非血栓形成特性を示し得る、ポリマー組成物を提供することが望ましい。
要旨
開示される技術は、a)(i)殺生物活性モノマーまたは基;(ii)ブルーム促進性シリコーンおよび/もしくはフルオロカーボンモノマーまたは基;(iii)任意選択で、接着促進性モノマーまたは基から形成されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤と;b)ベースポリマーとを含む、抗菌性ポリマー組成物を提供する。
開示される技術は、非汚損性モノマーをさらに含む抗菌性ポリマー組成物をさらに提供する。
開示される技術は、オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、(i)ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系のアクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたはビニルモノマー;(ii)殺生物活性アクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたはビニルモノマー;および(iii)任意選択で接着促進性モノマーまたは基から誘導される、抗菌性ポリマー組成物をさらに提供する。
開示される技術は、オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、(i)活性水素化合物を含有するシリコーンまたはフルオロカーボン系モノマー;(ii)活性水素を含有する殺生物活性モノマー;(iii)任意選択で、活性水素を含有する接着促進性モノマーまたは基;および(iv)ポリイソシアネートから誘導される、抗菌性ポリマー組成物をさらに提供する。
開示される技術は、抗菌性ポリマー組成物を含有する物品をさらに提供する。物品は、一実施形態では、医療用デバイスであってよい。
開示される技術は、(a)適切なモノマーのフリーラジカル重合を行ってオリゴマー性またはポリマー性添加剤を形成することと;(b)添加剤をベースポリマーに組み込むこととにより、殺生物活性ポリマー組成物を作製する方法をさらに提供する。
開示される技術は、(a)ポリイソシアネートと活性水素モノマーを反応させてオリゴマー性またはポリマー性添加剤を形成することと;(b)添加剤をベースポリマーに組み込むこととにより、殺生物活性ポリマー組成物を作製する方法をさらに提供する。
開示される技術は、ポリマー性またはオリゴマー性添加剤をベースポリマーに組み込むことは、添加剤をベースポリマーに溶融混合すること、またはベースポリマーの合成中に添加剤を添加することを含むことができる点をさらに提示する。
開示される技術は、ポリマー性添加剤をベースポリマーに組み込むことは、添加剤およびベースポリマーを一般的な溶媒中に溶解させ、添加剤およびベースポリマーを含有する溶媒混合物のキャスティング、凝固またはエレクトロスピニングを行うことを含むことができる点をさらに提示する。
開示される技術は、(i)ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系のアクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたはビニルモノマー;(ii)殺生物活性アクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたはビニルモノマー;および(iii)任意選択で接着促進性モノマーまたは基から誘導される、オリゴマー性またはポリマー性添加剤を含む、抗菌性添加剤組成物をさらに提供する。
開示される技術は、(i)活性水素基を含有するシリコーンまたはフルオロカーボン系モノマー;(ii)活性水素基を含有する殺生物活性モノマー;(iii)任意選択で、活性水素基を含有する接着促進性モノマーまたは基;および(iv)ポリイソシアネートから誘導される、オリゴマー性またはポリマー性添加剤を含む、抗菌性添加剤組成物をさらに提供する。
開示される技術は、比較的単純な手段により調製することができ、本明細書に記載の方法により簡単に抗菌性添加剤中に組み込むことができる、抗菌性モノマーをさらに提供する。
本発明の実施形態において、例えば以下の項目が提供される。
(項目1)
a)(i)殺生物活性モノマーまたは基、
(ii)ブルーム促進性シリコーンおよび/もしくはフルオロカーボンモノマーまたは基、
(iii)任意で接着促進性モノマーまたは基
から形成されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤と、
b)ベースポリマーと
を含む、抗菌性ポリマー組成物。
(項目2)
非汚損性モノマーをさらに含む、項目1に記載の抗菌性ポリマー組成物。
(項目3)
前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、(i)ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系のアクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたはビニルモノマー、(ii)殺生物活性アクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたはビニルモノマー、および(iii)任意で接着促進性モノマーまたは基から誘導される、項目1または2に記載の抗菌性ポリマー組成物。
(項目4)
前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、(i)活性水素化合物を含有するシリコーンまたはフルオロカーボン系モノマー、(ii)活性水素を含有する殺生物活性モノマー、(iii)任意で、活性水素を含有する接着促進性モノマーまたは基、および(iv)ポリイソシアネートから誘導される、項目1または2に記載の抗菌性ポリマー組成物。
(項目5)
前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、ランダム、ブロック、グラフト、または分枝状のポリマーまたはコポリマーである、項目1または2に記載のポリマー。
(項目6)
前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤が前記ベースポリマーに添加されてポリマーブレンドを形成する、項目1または2に記載のポリマー組成物。
(項目7)
前記殺生物活性モノマーが、1つまたは複数のアルキルもしくはアリール四級化アンモニウム、スルホニウムもしくはホスホニウム基、グアニジン基、ビグアニジン基、またはこれらの任意の組合せを有する、アクリレート、メタクリレート、ノルボルネン、ビニルまたはアリルモノマーのうちの1つまたは複数を含む、項目3に記載のポリマー組成物。
(項目8)
前記シリコーンモノマーが、1つまたは複数のポリシロキサンおよび/もしくはフルオロカーボン基を有する、アクリレート、メタクリレート、ノルボルネン、ビニルまたはアリルモノマーを含む、項目3に記載のポリマー組成物。
(項目9)
前記接着促進性モノマーまたは基が、アルキルもしくは他の基で置換されたメタクリレート、アクリレートまたはアクリルアミドモノマーを含む、項目3に記載のポリマー組成物。
(項目10)
前記接着促進性モノマーが、メチルメタクリレートを含む、項目9に記載のポリマー組成物。
(項目11)
前記ポリマー組成物が、非タンパク質汚損性および/または抗血栓形成性である、項目1または2に記載のポリマー組成物。
(項目12)
前記非汚損性モノマーが、両性イオン性モノマーまたはポリアルキレングリコールモノマーを含む、項目11に記載のポリマー。
(項目13)
前記両性イオン性モノマーが、ホスホリルコリン、カルボキシベタイン、またはスルホベタインモノマーを含む、項目12に記載のポリマー。
(項目14)
前記ポリマー性またはオリゴマー性添加剤の分子量が、約1,000から約50,000ダルトンである、項目1または2に記載のポリマー。
(項目15)
項目1から14のいずれか一項に記載の抗菌性ポリマー組成物を含有する物品。
(項目16)
前記ポリマー組成物が、少なくとも90%の抗菌活性の低減をもたらす、項目1または2に記載のポリマー組成物。
(項目17)
前記ポリマー組成物が、溶融処理可能であるまたは溶液処理可能である、項目1または2に記載のポリマー組成物。
(項目18)
前記殺生物活性モノマーが、ポリヘキサメチレンビグアニドまたはp-クロロフェニルグアニジノエトキシメタクリレートを含む、項目3に記載のポリマー組成物。
(項目19)
前記ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系モノマーが、2-メチル-2-プロペン酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルエステルを含む、項目3に記載のポリマー組成物。
(項目20)
前記ポリイソシアネートが、ジイソシアネートを含む、項目4に記載のポリマー組成物。
(項目21)
前記ジイソシアネートが、H12MDIを含む、項目20に記載のポリマー組成物。
(項目22)
前記ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系モノマーが、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロ-1-オクタノールを含む、項目4に記載のポリマー組成物。
(項目23)
前記殺生物活性モノマーが、1,6-ビス(ビグアニジノエタノール)ヘキサンまたはp-クロロフェニルグアニジノエタノールを含む、項目4に記載のポリマー組成物。
(項目24)
前記活性水素化合物が、アルコール、ジオール、アミン、ジアミン、チオール、ジチオール、およびこれらの組合せを含む、項目4に記載のポリマー組成物。
(項目25)
前記ベースポリマーが、ナイロン、熱可塑性ポリウレタン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリシロキサン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリラクチド(PLA)ポリマー、ポリラクチド-co-グリコリド(PLG)ポリマー、ポリカプロラクトンポリマー、ポリジオキサノールポリマー、ポリ(1,3-トリメチレンカーボネート)ポリマー、ポリチロシンカーボネートポリマー、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ乳酸、またはポリグリコール酸、およびこれらの組合せを含む、項目1または2に記載のポリマー組成物。
(項目26)
前記ベースポリマーが、被膜形成ポリマーである、項目1または2に記載のポリマー組成物。
(項目27)
前記ベースポリマーが、熱可塑性ポリウレタンを含む、項目26に記載のポリマー組成物。
(項目28)
前記ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系モノマーが、前記添加剤の全モノマー組成物の5wt%から60wt%の量で存在する、項目3に記載のポリマー組成物。
(項目29)
前記殺生物活性モノマーが、前記添加剤の全モノマー組成物の0.5wt%から約50wt%の量で存在する、項目3に記載のポリマー組成物。
(項目30)
前記接着促進性モノマーが、前記添加剤の全モノマー組成物の10wt%から70wt%の量で存在する、項目3に記載のポリマー組成物。
(項目31)
前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、全ポリマー組成物の0.1wt%から20wt%の量で存在する、項目1または2に記載のポリマー組成物。
(項目32)
項目3に記載の殺生物活性ポリマー組成物を作製する方法であって、
(a)適切なモノマーのフリーラジカル重合を行って前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤を形成することと、
(b)前記添加剤を前記ベースポリマーに組み込むことと
を含む、方法。
(項目33)
項目4に記載の殺生物活性ポリマー組成物を作製する方法であって、
(a)前記ポリイソシアネートと活性水素モノマーを反応させて前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤を形成することと、
(b)前記添加剤を前記ベースポリマーに組み込むことと
を含む、方法。
(項目34)
前記ポリマー性またはオリゴマー性添加剤を組み込むことが、前記添加剤を前記ベースポリマーに溶融混合すること、または前記ベースポリマーの合成中に前記添加剤を添加することを含む、項目32または33に記載の方法。
(項目35)
前記添加剤およびベースポリマーを一般的な溶媒中に溶解させること、ならびに前記添加剤および前記ベースポリマーを含有する溶媒混合物のキャスティング、凝固またはエレクトロスピニングを行うことを含む、項目32または33に記載の方法。
(項目36)
前記ポリマー組成物またはそれから形成される物品をアニールすることをさらに含む、項目32または33に記載の方法。
(項目37)
前記アニールすることが、前記ベースポリマーのガラス転移温度程度から前記ベースポリマーの融点までの温度で行われる、項目36に記載の方法。
(項目38)
前記アニールすることが、約50℃から約150℃の温度で2時間から約7日間の期間にわたり行われる、項目37に記載の方法。
(項目39)
項目1および2に記載の殺生物活性ポリマー組成物を含む物品。
(項目40)
前記殺生物活性ポリマー組成物が、前記物品を形成する材料上にコーティングされる、項目39に記載の物品。
(項目41)
前記ポリマー組成物が、浸漬コーティング、ロールツーロールコーティング、スピンコーティング、または噴霧コーティングを利用してコーティングされる、項目40に記載の物品。
(項目42)
前記殺生物活性ポリマー組成物が、前記物品を形成する前記材料上に印刷される、項目40に記載の物品。
(項目43)
前記ポリマー組成物が、付加製造またはデジタル印刷のうちの1つまたは複数を利用して印刷される、項目42に記載の物品。
(項目44)
前記材料が、ポリマー、ガラス、金属、セラミックまたは複合材のうちの1つまたは複数を含む、項目40に記載の物品。
(項目45)
前記物品が、医療用デバイスである、項目39に記載の物品。
(項目46)
前記医療用デバイスが、血管造影用カテーテル、血管形成用カテーテル、泌尿器科用カテーテル、透析用カテーテル、Swan-Ganzカテーテル、中心静脈カテーテル、末梢挿入中心静脈カテーテル、カテーテルコネクター、透析膜、医療用チューブ、創傷ケア物品、整形用品、神経埋没物、フィルム、ドレープ、バイオセンサー、歯科用埋没物、心臓弁、心臓バイパス機、体外血液デバイス、神経導管、血管移植片、ステント、埋没物、またはコンタクトレンズのうちの1つまたは複数を含む、項目45に記載の物品。
(項目47)
前記創傷ケア物品が、創傷閉鎖材、ステープル、縫合糸、メッシュ、支持デバイス、縫合補強材、または創傷ケア被覆材のうちの1つまたは複数を含む、項目46に記載の物品。
(項目48)
前記整形用品が、くぎ、ねじ、プレート、ケージ、またはプロテーゼのうちの1つまたは複数を含む、項目46に記載の物品。
(項目49)
前記神経埋没物が、ドレインまたはシャントのうちの1つまたは複数を含む、項目46に記載の物品。
(項目50)
前記物品が、パーソナルケア用品、医薬用品、ヘルスケア製品、または船舶用品である、項目39に記載の物品。
(項目51)
前記埋没物が、眼用埋没物、蝸牛用埋没物、または乳房埋没物のうちの1つまたは複数を含む、項目46に記載の物品。
(項目52)
(i)ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系のアクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたはビニルモノマー、(ii)殺生物活性アクリレート、メタクリレート、アクリルアミドまたはビニルモノマー、および(iii)任意で接着促進性モノマーまたは基
から誘導されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤
を含む、抗菌性添加剤組成物。
(項目53)
前記ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系モノマーが、2-メチル-2-プロペン酸3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルエステルを含む、項目52に記載の添加剤組成物。
(項目54)
前記殺生物活性モノマーが、1つまたは複数のアルキルもしくはアリール四級化アンモニウム、スルホニウムもしくはホスホニウム基、グアニジン基、ビグアニジン基、またはこれらの任意の組合せを有する、アクリレート、メタクリレート、ノルボルネン、ビニルまたはアリルモノマーのうちの1つまたは複数を含む、項目52に記載の添加剤組成物。
(項目55)
前記殺生物活性モノマーが、ポリヘキサメチレン-ビグアニドまたはp-クロロフェニルグアニジノエトキシメタクリレートを含む、項目52に記載の添加剤組成物。
(項目56)
前記シリコーンモノマーが、1つまたは複数のポリシロキサンおよび/もしくはフルオロカーボン基を有する、アクリレート、メタクリレート、ノルボルネン、ビニルまたはアリルモノマーを含む、項目52に記載の添加剤組成物。
(項目57)
前記接着促進性モノマーまたは基が、アルキルもしくは他の基で置換されたメタクリレート、アクリレートまたはアクリルアミドモノマーを含む、項目52に記載の添加剤組成物。
(項目58)
(i)活性水素基を含有するシリコーンまたはフルオロカーボン系モノマー、(ii)活性水素基を含有する殺生物活性モノマー、(iii)任意で、活性水素基を含有する接着促進性モノマーまたは基、および(iv)ポリイソシアネート
から誘導されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤
を含む、抗菌性添加剤組成物。
(項目59)
前記ポリイソシアネートが、ジイソシアネートを含む、項目58に記載の添加剤組成物。
(項目60)
前記ジイソシアネートが、H12MDIを含む、項目58に記載の添加剤組成物。
(項目61)
前記ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボン系モノマーが、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロ-1-オクタノールを含む、項目58に記載の添加剤組成物。
(項目62)
前記殺生物活性モノマーが、1,6-ビス(ビグアニジノエタノール)ヘキサンまたはp-クロロフェニルグアニジノエタノールを含む、項目58に記載の添加剤組成物。
(項目63)
前記活性水素化合物が、アルコール、ジオール、アミン、ジアミン、チオール、ジチオール、およびこれらの組合せを含む、項目58に記載の添加剤組成物。
詳細な説明
様々な好ましい特徴および実施形態について、非限定的な例示を用いて以下に記述する。
開示される技術は、シリコーンまたはフルオロカーボン(ブルーム促進性)モノマー、接着促進性モノマーまたは基、および殺生物活性モノマーから形成される、オリゴマー性またはポリマー性添加剤を含む、殺生物活性ポリマー組成物を提供する。一実施形態では、ポリマー組成物は、a)i)シリコーンもしくはフルオロカーボンモノマー、またはこれらの組合せ;ii)接着促進性モノマーまたは基;iii)殺生物活性モノマーのうちの1つまたは複数から形成される、オリゴマー性またはポリマー性添加剤と;b)ベースポリマーとを含む。殺生物活性(biocidally active)とは、ポリマーが抗菌性、殺生物性、生物静力性(biostatic)、抗細菌性、殺真菌性、殺ウイルス性、抗真菌性、および/または抗ウイルス性を有することを意味する。一部の実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、ii)ホスホリルコリン、カルボキシベタイン、スルホベタインまたはポリアルキレングリコールモノマーをさらに含む。
オリゴマー性またはポリマー性添加剤
本明細書に開示される抗菌性組成物は、オリゴマー性またはポリマー性添加剤を含む。一実施形態では、添加剤は、ダイマー、トリマー、またはテトラマーを含む。一実施形態では、添加剤は、ブロック、グラフト、または分枝状のポリマーまたはコポリマーを含む。一実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、1,000から50,000ダルトンの分子量(Mn)を有する。一実施形態では、添加剤は、2,000から15,000ダルトンの分子量を有する。
オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、一部の実施形態では、全ポリマー組成物の約0.1wt%から約20wt%、または約0.1wt%から約10wt%の量で、一実施形態では約0.5wt%から約5wt%、または少なくとも0.2wt%の量で、抗菌性ポリマー組成物中に存在してよい。
ブルーム促進性シリコーンまたはフルオロカーボンモノマー
本明細書に開示される表面改質されたポリマー組成物のオリゴマー性またはポリマー性添加剤は、ブルーム促進性モノマーまたは基を含むことができる。ブルーム促進性モノマーは、シリコーンまたはフルオロカーボンモノマーまたはこれらの組合せを含むことができる。
一実施形態では、シリコーンモノマーは、官能化ポリシロキサンを含む。官能化ポリシロキサンは、単官能化または多官能化され得る。官能化ポリシロキサンの適切な例には、単官能化または多官能化アクリレート、メタクリレート、ビニルまたはアリル官能化ポリシロキサン、例えばモノビニル末端ポリジメチルシロキサン;モノメタクリルオキシプロピル(methacryloxpropyl)末端ポリジメチルシロキサン、ビニル末端トリフルオロプロピルメチルシロキサン;およびモノアリル-モノトリメチルシロキシ末端ポリエチレンオキシドが含まれる。ポリシロキサンは一般に、100から約100,000の分子量(Mn)を有していてもよい。官能基は、末端、内部、または末端および内部にあってもよい。
官能性ポリシロキサンは、下式:
A-B-C
により表されてもよく、式中、Aは、ビニル、アクリレート、もしくはメタクリレートから選択される重合性基、またはアルコール、アミン、もしくはチオールから選択される活性水素基であり;Bは、任意選択の連結基であり、Cはポリシロキサン基である。
本発明の添加剤に有用な官能化ポリシロキサンは、様々な供給元から市販されている。例えば、末端官能化ポリシロキサンは、Evonik Industriesから、Tegomer(登録商標)C-Si 2342(ジカルボキシアルキルポリジメチルシロキサン)、Tegomer E-Si 2330(ジエポキシアルキルポリジメチルシロキサン)、Tegomer(登録商標)H-Si 2315(ジヒドロキシアルキルポリジメチルシロキサン)、およびTegomer(登録商標)V-Si(ジアクリロキシポリジメチルシロキサン)を含めたTegomer(登録商標)製品系列として入手可能である。Gelest Inc.も、MCR-C12、18、22シリーズ(モノカルビノール末端ポリジメチルシロキサン)、MCR-C61、62(モノジカルビノール末端ポリジメチルシロキサン)、PDVシリーズ(ビニル末端ジフェニルシロキサン-ジメチルシロキサンコポリマー) FMV(ビニル末端トリフルオロプロピルメチルシロキサン-ジメチルシロキサンコポリマー)、CMS((カルビノール官能性)メチルシロキサン-ジメチルシロキサンコポリマー)などの、様々な官能性ポリシロキサンを有する。
一部の実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、フルオロカーボンモノマーを含むことができる。フルオロカーボンモノマーは、下式:
D-E-F
によって表されてもよく、式中、Dは、アクリレート、メタクリレート、もしくはビニルから選択される重合性基、またはアルコール、アミン、もしくはチオールから選択される活性水素基であり、Eは、任意選択の連結基であり;Fは、過フッ素化されてもよいまたは部分的にフッ素化されてもよいフルオロカーボン基である。
適切なフルオロカーボンモノマーには、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-ヘンエイコサフルオロドデシルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-ドデカフルオロヘプチルアクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルアクリレート、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルアクリレート、2-[(1’,1’,1’-トリフルオロ-2’-(トリフルオロメチル)-2’-ヒドロキシ)プロピル]-3-ノルボルニルメタクリレート、1,1,1-トリフルオロ-2-(トリフルオロメチル)-2-ヒドロキシ-4-メチル-5-ペンチルメタクリレート、2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロ-1-オクタノール、4-ビニルベンジルヘキサフルオロイソプロピルエーテル、4-ビニルベンジルパーフルオロオクタノエート、4-ビニルベンジルトリフルオロアセテート、アリルヘプタフルオロブチレート、アリルパーフルオロヘプタノエート、アリルパーフルオロノナノエート、アリルパーフルオロオクタノエート、アリルテトラフルオロエチルエーテル、アリルトリフルオロアセテート、アリルペンタフルオロベンゼン、およびヒドロキシル反応基を含有する水素化末端基を有するパーフルオロ化ポリエーテル分子(例えば、SolvayよりFluorolink(登録商標)の商品名で販売されているもの)が含まれるが、これらに限定するものではない。
シリコーンまたはフルオロカーボンモノマーは、一実施形態では、添加剤の全モノマー組成物の約5wt%から約60wt%の量で存在することができる。
接着促進性モノマー
一部の実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、接着促進性モノマーまたは基を含む。接着促進性モノマーは、アルキル置換モノマーを含むことができる。一実施形態では、アルキル置換モノマーは、メタクリレート、アクリレート、アクリルアミド、もしくはビニルモノマー、またはこれらの組合せを含む。適切なモノマーには、置換アクリレートおよびメタクリレート、例えばメタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、2-エチルヘキシルメタクリレート、モノおよびその他の類似のモノマーであって、当業者に容易に明らかであるものが含まれるが、これらに限定するものではない。モノマーは、添加剤に含まれるとき、ベースポリマーに対する添加剤の親和性が増加するように選択されてもよい。一部の実施形態では、アルキル置換モノマーは、添加剤の全モノマー組成物の約10mol%から約70mol%の量で、添加剤中に存在する。
一部の実施形態では、アルキル置換モノマーは、ヒドロキシアルキルアクリレート、第1級、第2級、または第3級アミノ基を持つアクリレート、および反応性または架橋性アクリレート、例えば、シリル基、二重結合、またはその他の反応性官能基を含有するアクリレート;アクリレートに関して既に述べたような置換アクリルアミドを含むアクリルアミド;ビニル化合物;ジイソシアネート、トリイソシアネート、およびテトライソシアネート、ジオール、トリオール、およびテトラオール、ジアミン、トリアミン、およびテトラアミン、ならびにジチオシアネート、トリチオシアネート、およびテトラチオシアネートなどの、多官能性分子;ラクトンおよびラクタムなどの環状モノマー;ならびにこれらの組合せ;アルキルメタクリレートまたはその他の疎水性メタクリレート、例えばメタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸デシル、3,3,5-トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸トリデシル、およびメタクリル酸2-ナフチル;反応性または架橋性メタクリレート、例えば、2-(トリメチルシリルオキシ)-エチルメタクリレート、3-(トリクロロシリル)プロピルメタクリレート、3-(トリメトキシシリル)-プロピルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルメタクリレート、メタクリル酸トリメチルシリル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸ビニル、3-(アクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-(ジエトキシメチルシリル)プロピルメタクリレート、3-(ジメチルクロロシリル)プロピルメタクリレート、メタクリル酸2-イソシアナトエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸グリコール、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、ならびに2-ヒドロキシプロピル2-(メタクリロイルオキシ)エチルフタレートを含むことができる。
本発明の添加剤を作製するのに使用される様々なモノマーの量は、典型的には、全添加剤組成物の10~60molパーセントの範囲にある。本発明に有用なそれぞれの特定のモノマーの量は、モノマーのそれぞれの種類からのどの特定のモノマーが使用されるのか、および添加剤がブレンドされるベースポリマーに、依存する。例えば、PTMEGをベースにした芳香族TPUの場合、フルオロカーボンメタクリレートを約10から約30molパーセント、ポリエチレングリコールメタクリレートを約10から約70molパーセント、およびメタクリル酸メチルを約10から約80molパーセント含有する添加剤は、それがブレンドされるTPUベースポリマーに、非汚損および/または非血栓形成表面を与えるのに有効であることが示されている。
一部の実施形態では、例えば、ウレタン化学をベースにしたポリマー性またはオリゴマー性添加剤の場合では、特にベースポリマーがポリウレタンである場合、追加の接着促進性モノマーまたは基は必要とされない。特定の理論に拘泥するものではないが、一部の調合物中のウレタン結合は添加剤とベースポリマーとの間の接着をもたらすのに十分であり、ポリマー組成物が典型的な使用条件下の各種環境に曝露されたときに添加剤の浸出が生じないような十分な接着力を得るために、追加のモノマーまたは基は必要とされないと考えられている。
殺生物活性モノマー
本明細書に開示される表面改質されたポリマー組成物のオリゴマー性またはポリマー性添加剤は、殺生物活性モノマーを含む。一実施形態では、殺生物活性モノマーは、1つまたは複数のアルキルもしくはアリール四級化アンモニウム、スルホニウムもしくはホスホニウム基、またはこれらの組合せを有する、アクリレート、メタクリレート、ノルボルネン(norbonene)、ビニル、またはアリル(ally)モノマーを含む。好適なモノマーは下式:
GHI
によって表すことができ、
式中、Gは、さらに重合され得る基であり;Iは、アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウム、グアニジニウム、またはビグアニジウム基のうちの1つまたは複数から選択される抗菌性官能基であり、Hは、任意選択の連結基である。一部の実施形態では、このようなモノマーには、n-ヘキシルジメチルアミノエトキシルメタクリレート、N-アルキルビニルピリジウム、p-ビニルベンジルテトラメチレンスルホニウムテトラフルオロボレート、およびその他の類似のモノマーであって、当業者に容易に明らかであるものが含まれるが、これらに限定するものではない。モノマーは、添加剤に含まれるとき、微生物体を死滅させ、かつ/または微生物体の成長を抑制するように選択されてもよい。一部の実施形態では、殺生物性モノマーは、添加剤の全モノマー組成物の約0.5wt%から約50wt%の量で添加剤中に存在する。一部の実施形態では、殺生物性モノマーは、約0.5wt%から約30wt%の量で、一部の実施形態では少なくとも10wt%、または20wt%の量で、添加剤中に存在する。
あるいは、メタクリレート、アクリレートまたはその他の殺生物活性モノマーは、グアニジニウムまたはビグアニジウム基を含有してよい。例えば、グアニジノプロピルメタクリレート(Arjen M. Funhoff、Cornelus F. van Nostrum、Martin C. Lok、Marjan M. Fretz、Daan J. A. Crommelin、およびWim E. Hennink、Bioconjugate Chem.、2004年、15巻、1212~1220頁)は、一部の実施形態では、殺生物活性モノマーとして使用することが可能である。他の実施形態では、殺生物活性モノマーは、PHMBメタクリレート、またはその他の類似のグアニジンもしくはビグアニジンメタクリレートもしくはアクリレートであってよい。PHMBメタクリレートの合成は、米国特許第7,771,743号に記載されている。他の実施形態では、殺生物活性モノマーは、p-クロロフェニルグアニジノエタノールの反応により調製されたアクリレートまたはメタクリレートエステルを含む。p-クロロフェニルグアニジノエタノールは、当業者に公知の標準的合成方法により、p-クロロフェニルジシアンアミドおよびエタノール塩酸塩から容易に調製することができる(実施例参照)。当業者に容易に明らかであるか、容易に想到し得る、その他のグアニジンもしくはビグアニジンアクリレート、メタクリレートまたはビニルモノマーもまた、殺生物活性モノマーとして使用することができる。あるいは、一部の実施形態では、殺生物性モノマーは、ウレタン化学をベースにした抗菌性添加剤を得るためにイソシアネートと反応し得る、活性水素基を含有してもよい。このようなモノマーの例は、当業者であれば容易に想到することができ、周知の合成手順により容易に調製することができる。このようなモノマーの例は、実施例に開示された手順に従って調製することができる、1,6-ビス-ヒドロキシエチルビグアニジノヘキサンおよびp-クロロフェニルグアニジノエタノールである。
非汚損性および/または非血栓形成性モノマー
一部の実施形態では、抗菌性組成物のポリマー性またはオリゴマー性添加剤は、非汚損性モノマーをさらに含むことができる。非汚損性モノマーは、両性イオン性モノマーまたはポリアルキレングリコールモノマーを含むことができる。一実施形態では、本明細書に開示される組成物の添加剤は、両性イオン性モノマーまたはポリアルキレングリコールモノマーを含む。両性イオン性モノマーは、ホスホリルコリン、カルボキシベタイン、またはスルホベタインモノマー、これらの誘導体、またはこれらの組合せのうちの1つまたは複数を含むことができる。両性イオンは、同じ分子内の隣接していない原子上に形式正電荷および形式負電荷を保持する分子である。両性イオン官能基を含有する天然ポリマーおよび合成ポリマーの両方は、タンパク質接着に耐えることが示されている。一実施形態では、両性イオン性モノマーは、ホスホリルコリン部分、スルホベタイン部分、カルボキシベタイン部分、これらの誘導体、またはこれらの組合せを含む。一実施形態では、両性イオン性モノマーは、2-ヒドロキシエチルメタクリレートホスホリルコリンを含む。
スルホベタインモノマーは、スルホベタインアクリレート、スルホベタインアクリルアミド、スルホベタインビニル化合物、スルホベタインエポキシド、およびこれらの混合物のうちの1つまたは複数から選択することができる。一実施形態では、モノマーは、スルホベタイン基を含有するメタクリレートである。
カルボキシベタインモノマーは、カルボキシベタインアクリレート、カルボキシベタインアクリルアミド、カルボキシベタインビニル化合物、カルボキシベタインエポキシド、およびこれらの混合物を含むことができる。一実施形態では、モノマーがカルボキシベタインメタクリレートである。
一部の実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤に組み込まれた両性イオン性モノマーは、添加剤の全モノマー組成物の10~40molパーセントの量で存在する。
一実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤がさらに、ポリアルキレングリコールモノマーを含むことができる。さらなる実施形態では、オリゴマー性またはポリマー性添加剤は、代替としてポリアルキレングリコールモノマーを含むことができ、ポリアルキレングリコールモノマーは、両性イオン性モノマーの代わりに、または両性イオン性モノマーに加えて、利用される。適切なポリアルキレングリコールモノマーには、合計で2から100個の炭素原子を有するモノメチルポリエチレングリコールポリオールのアクリレート、メタクリレートエステルが含まれるが、これらに限定するものではない。有用な商用のポリアルキレングリコールモノマーには、様々な分子量を持つポリ(エチレングリコール)メチルエーテルメタクリレート/アクリレート、様々な分子量を持つグリコールブチルエーテルメタクリレート/アクリレート、様々な分子量を持つポリ(エチレングリコール)メタクリレート/アクリレートなど、エチレングリコールまたはその他のアルコールと反応させられたエチレンオキシドを含むポリ(エチレングリコール)が含まれる。一部の実施形態では、ポリアルキレングリコールモノマーは、ヒドロキシル、アミン、またはチオールなどの活性水素反応性基を含有する。一実施形態では、添加剤は、縮合重合を使用して形成され、例えばジイソシアネートを、活性水素基を有するポリアルキレングリコールモノマーと反応させる。Tegomer(登録商標)D3403(ペンダントPEG基を持つ、Evonikから入手可能なジオールモノマー-類似のモノマーはYmerの商品名でPerstorpから入手可能である)は、上記のタイプの添加剤の調製に特に有用な1つのモノマーである。一部の実施形態では、ポリアルキレングリコールモノマーは、添加剤の全モノマー組成物の約10mol%から約50mol%の量で存在することができる。
オリゴマー性またはポリマー性添加剤の合成
本明細書に開示されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤は、付加重合(ラジカル、カチオン、およびイオン)または縮合重合を介して形成されてもよい。一実施形態では、添加剤は付加重合を使用して形成され、例えば混合モノマー溶液およびラジカル開始剤を反応器に計量して、約4時間超の反応をさせ、さらなる14時間の後反応(post-react)をさせる。反応温度および時間は、使用される開始剤に依存する。例えばAIBNでは、反応温度が70℃であり、時間は上述の通りである。次いで添加剤を、溶媒を除去し、その後さらなる乾燥を、任意選択で真空下で、行うことによって回収する。
一実施形態では、添加剤は、縮合重合を使用して形成され、例えばジイソシアネートを、アルコール、ジオールもしくはモノオール、またはジアミンもしくはモノアミン、またはチオールもしくはジチオール、およびこれらの組合せ(または当業者に公知であるその他の活性水素基)などの、イソシアネート基と反応性がある活性水素を含有する殺生物活性モノマー(複数可)と反応させて、遊離末端イソシアネート基を持つプレポリマーを形成する。次に、イソシアネート基と反応することができる活性水素基を含有する、単官能性フッ素化またはシロキサンモノマーなどのシリコーンまたはフルオロカーボン系モノマーをプレポリマーと反応させて、ウレタンおよび/または尿素結合を持つオリゴマー性またはポリマー性添加剤を調製する。有用なポリイソシアネートは、H12MDI、MDI、HDI、TDI、IPDI、LDI、BDI、PDI、CHDI、TODI、およびNDIを含む。
あるいは、ジイソシアネート(diisocynate)を単官能性フルオロカーボンまたはシロキサン活性水素含有モノマーと最初に反応させて、末端イソシアネート基を含有する反応性中間体を形成し、この中間体が、活性水素含有抗菌性モノマーとさらに反応して、オリゴマー性またはポリマー性添加剤を生成することもできる。任意選択で、連鎖延長剤および/またはポリオールを、これらのウレタン系添加剤に含めることもできる。所望する場合、過剰のイソシアネートを、ウレタン系添加剤生成の初期ステップで使用することができ、任意選択で過剰のイソシアネートを蒸留によって除去することができる。さらなる実施形態では、抗菌およびフルオロカーボンまたはシリコーンの両方の活性水素モノマーと、ジイソシアネートとを全て同時に化合させて、抗菌性オリゴマー性またはポリマー性添加剤を生成することができる。抗菌性添加剤の分子量は、単官能性反応物質の使用により、またはウレタン化学を熟知する者に周知の方法での化学量論の制御により、ウレタン系添加剤中で制御することができる。
殺生物性モノマーの例には、米国特許第7771743号に記載された通り、イソシアネートと反応してビグアニジノ尿素を与えることが示されているポリヘキサメチレンビグアニド部分遊離塩基またはヒドロキシルもしくはジヒドロキシビグアニド化合物、例えば、下式:
Figure 0007118000000001
に示すものなどのヒドロキシビグアニド化合物を与える、エタノールアミン塩酸塩と適切なアルキルシアノグアニジノ化合物との反応生成物が含まれるが、これらに限定するものではない。イソシアネートと反応性があり、殺生物性基を含有する、当業者に公知のその他のモノマーを、上記に開示されたモノマーに代えて、またはそれに加えて、使用することもできる。
ベースポリマー
本明細書に記述される殺生物活性ポリマー組成物は、ベースポリマーを含む。一部の実施形態では、ベースポリマーは、熱可塑性ポリウレタン、ナイロン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリシロキサン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリカプロラクトン、ポリジオキサノール、ポリ(1,3-トリメチレンカーボネート)、ポリチロシンカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリエーテルブロックアミド、これらのコポリマー、およびこれらの組合せを含む。
一実施形態では、ベースポリマーが熱可塑性ポリウレタンである。本明細書に記述されるTPU組成物は、(a)ポリイソシアネート;(b)ポリオール;および任意選択で(連鎖延長剤)を使用して作製される。TPUは、約80から約99.9wtパーセントの量で殺生物活性ポリマー中に存在していてもよい。
ポリイソシアネート
本明細書に記述される組成物は、a)ポリイソシアネート成分を使用して作製される。ポリイソシアネートおよび/またはポリイソシアネート成分は、1つまたは複数のポリイソシアネートを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネート成分が1つまたは複数のジイソシアネートを含む。
一部の実施形態では、ポリイソシアネートおよび/またはポリイソシアネート成分は、5から20個の炭素原子を有するα,ω-アルキレンジイソシアネートを含む。
適切なポリイソシアネートは、芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネート成分は、1つまたは複数の芳香族ジイソシアネートを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネート成分は、脂肪族ジイソシアネートを本質的に含まず、またはさらに完全に含まない。他の実施形態では、ポリイソシアネート成分は1つまたは複数の脂肪族ジイソシアネートを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネート成分は、芳香族ジイソシアネートを本質的に含まず、またはさらに完全に含まない。
有用なポリイソシアネートの例には、芳香族ジイソシアネート、例えば、4,4’-メチレンビス(フェニルイソシアネート)(MDI)、m-キシレンジイソシアネート(XDI)、フェニレン-1,4-ジイソシアネート、ナフタレン-1,5-ジイソシアネート、およびトルエンジイソシアネート(TDI);ならびに脂肪族ジイソシアネート、例えば、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、1,4-シクロヘキシルジイソシアネート(CHDI)、デカン-1,10-ジイソシアネート、リシンジイソシアネート(LDI)、1,4-ブタンジイソシアネート(BDI)、イソホロンジイソシアネート(PDI)、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート(TODI)、1,5-ナフタレンジイソシアネート(NDI)、およびジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート(H12MDI)が含まれる。2種またはそれ超のポリイソシアネートの混合物を使用してもよい。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはMDIおよび/またはH12MDIである。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはMDIを含む。一部の実施形態では、ポリイソシアネートはH12MDIを含む。
一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、H12MDIを含むポリイソシアネート成分で調製される。一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、H12MDIから本質的になるポリイソシアネート成分で調製される。一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、H12MDIからなるポリイソシアネート成分で調製される。
一部の実施形態では、熱可塑性ポリウレタンは、H12MDIと、MDI、HDI、TDI、IPDI、LDI、BDI、PDI、CHDI、TODI、およびNDIの少なくとも1つとを含む(またはこれらから本質的になる、またはさらにこれらからなる)、ポリイソシアネート成分で調製される。
一部の実施形態では、本明細書に記述されるTPUおよび/またはTPU組成物を調製するのに使用されるポリイソシアネートは、重量ベースで少なくとも50%の脂環式ジイソシアネートである。一部の実施形態では、ポリイソシアネートは、5から20個の炭素原子を有するα,ω-アルキレンジイソシアネートを含む。
一部の実施形態では、本明細書に記述されるTPUおよび/またはTPU組成物を調製するのに使用されるポリイソシアネートは、ヘキサメチレン-1,6-ジイソシアネート、1,12-ドデカンジイソシアネート、2,2,4-トリメチル-ヘキサメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチル-ヘキサメチレンジイソシアネート、2-メチル-1,5-ペンタメチレンジイソシアネート、またはこれらの組合せを含む。
ポリオール成分
本明細書に記述されるTPU組成物は、(b)ポリオール成分を使用して作製される。
ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリシロキサンポリオール、およびこれらの組合せを含む。
ヒドロキシル末端中間体としても記述され得る適切なポリオールは、存在する場合、1つまたは複数のヒドロキシル末端ポリエステル、1つまたは複数のヒドロキシル末端ポリエーテル、1つまたは複数のヒドロキシル末端ポリカーボネート、1つまたは複数のヒドロキシル末端ポリシロキサン、またはこれらの混合物を含んでいてもよい。
適切なヒドロキシル末端ポリエステル中間体は、数平均分子量(Mn)が約500から約10,000、約700から約5,000、または約700から約4,000であり、一般に酸価が1.3未満または0.5未満である、線状ポリエステルを含む。分子量は、末端官能基のアッセイによって決定され、数平均分子量に関係する。ポリエステル中間体は、(1)1つまたは複数のグリコールと1つまたは複数のジカルボン酸もしくは無水物とのエステル化反応によって、または(2)エステル交換反応、即ち1つまたは複数のグリコールとジカルボン酸エステルとの反応によって、生成されてもよい。末端ヒドロキシル基が圧倒的多数である直鎖が得られるように、一般に酸に対してグリコールが1mol超過剰なモル比が好まれる。適切なポリエステル中間体は、ε-カプロラクトンから典型的には作製されるポリカプロラクトンなどの様々なラクトン、およびジエチレングリコールなどの二官能性開始剤も含む。所望のポリエステルのジカルボン酸は、脂肪族、脂環式、芳香族、またはこれらの組合せとすることができる。単独でまたは混合物中で使用され得る適切なジカルボン酸は、一般に合計で4から15個の炭素原子を有し:コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、イソフタル酸、テレフタル酸、およびシクロヘキサンジカルボン酸などを含む。フタル酸無水物またはテトラヒドロフタル酸無水物などの上記ジカルボン酸の無水物を使用することもできる。アジピン酸が好ましい酸である。反応して所望のポリエステル中間体を形成するグリコールは、脂肪族、芳香族、またはこれらの組合せとすることができ、連鎖延長剤のセクションで既に記述されたグリコールのいずれかを含み、合計で2から20個または2から12個の炭素原子を有する。適切な例には、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、およびこれらの混合物が含まれる。
ポリオール成分は、1つまたは複数のポリカプロラクトンポリエステルポリオールを含んでいてもよい。本明細書に記述される技術に有用なポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、カプロラクトンモノマーから誘導されたポリエステルジオールを含む。ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、第1級ヒドロキシル基により終結する。適切なポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、ε-カプロラクトンと、二官能性開始剤、例えばジエチレングリコール、1,4-ブタンジオール、または本明細書に列挙されるその他のグリコールおよび/もしくはジオールのいずれかとから作製されてもよい。一部の実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールが、カプロラクトンモノマーから誘導された線状ポリエステルジオールである。
有用な例には、CAPA(商標)2202A、2,000数平均分子量(Mn)線状ポリエステルジオール、およびCAPA(商標)2302A、3,000Mn線状ポリエステルジオールが含まれ、それらは共にPerstorp Polyols Inc.から市販されているものである。これらの材料は、2-オキセパノンおよび1,4-ブタンジオールのポリマーと記述されてもよい。
ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、2-オキセパノンおよびジオールから調製されてもよく、このジオールは、1,4-ブタンジオール、ジエチレングリコール、モノエチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、2,2-ジメチル-1,3-プロパンジオール、またはこれらの任意の組合せであってもよい。一部の実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールを調製するのに使用されるジオールが線状である。一部の実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールが1,4-ブタンジオールから調製される。一部の実施形態では、ポリカプロラクトンポリエステルポリオールは、500から10,000、または500から5,000、または1,000もしくはさらに2,000から4,000もしくはさらに3,000の数平均分子量を有する。
適切なヒドロキシル末端ポリエーテル中間体は、合計で2から15個の炭素原子を有するジオールまたはポリオールから誘導されたポリエーテルポリオールを含み、一部の実施形態では、2から6個の炭素原子を有するアルキレンオキシド、典型的にはエチレンオキシドまたはプロピレンオキシドまたはこれらの混合物を含む、エーテルと反応させられたアルキルジオールまたはグリコールである。例えば、ヒドロキシル官能性ポリエーテルは、最初にプロピレングリコールとプロピレンオキシドとを反応させ、その後、引き続きエチレンオキシドと反応させることによって、生成することができる。エチレンオキシドから得られる第1級ヒドロキシル基は、第2級ヒドロキシル基よりも反応性があり、したがって好ましい。有用な商用のポリエーテルポリオールは、エチレングリコールと反応させられたエチレンオキシドを含むポリ(エチレングリコール)、プロピレングリコールと反応させられたプロピレンオキシドを含むポリ(プロピレン)グリコール、重合テトラヒドロフランと記述することもできかつPTMEGと一般に呼ばれるテトラヒドロフランと反応させられた水を含むポリ(テトラメチレンエーテルグリコール)を含む。一部の実施形態では、ポリエーテル中間体がPTMEGを含む。適切なポリエーテルポリオールは、アルキレンオキシドのポリアミド付加物も含み、例えば、エチレンジアミンおよびプロピレンオキシドの反応生成物を含むエチレンジアミン付加物と、ジエチレントリアミンおよびプロピレンオキシドの反応生成物を含むジエチレントリアミン付加物と、類似のポリアミド型ポリエーテルポリオールとを含むことができる。コポリエーテルを、所望の組成物中に利用することもできる。典型的なコポリエーテルには、THFとエチレンオキシドとの、またはTHFとプロピレンオキシドとの反応生成物が含まれる。これらは、BASFから、PolyTHF(登録商標)B、ブロックコポリマー、およびPolyTHF(登録商標)R、ランダムコポリマーとして、入手可能である。様々なポリエーテル中間体は、一般に、約700よりも大きい、例えば約700から約10,000、約1,000から約5,000、または約1,000から約2,500の平均分子量である、末端官能基のアッセイによって決定された数平均分子量(Mn)を有する。一部の実施形態では、ポリエーテル中間体は、2種またはそれ超の異なる分子量ポリエーテルのブレンド、例えば2,000Mnおよび1,000MnのPTMEGのブレンドを含む。
適切なヒドロキシル末端ポリカーボネートは、グリコールとカーボネートとを反応させることによって調製されたものを含む。米国特許第4,131,731号は、ヒドロキシル末端ポリカーボネートおよびその調製の開示に関して参照により本明細書に組み込まれる。そのようなポリカーボネートは線状であり、末端ヒドロキシル基を有するが、その他の末端基は本質的に排除されている。本質的な反応物は、グリコールおよびカーボネートである。適切なグリコールは、4から40個および またはさらに4から12個の炭素原子を含有する脂環式および脂肪族ジオールから、および1分子当たり2から20個のアルコキシ基を含有するポリオキシアルキレングリコールであって各アルコキシ基が2から4個の炭素原子を含有しているものから、選択される。適切なジオールには、4から12個の炭素原子を含有する脂肪族ジオール、例えば1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチル-1,6-ヘキサンジオール、1,10-デカンジオール、水素化ジリノレイルグリコール、水素化ジオレイルグリコール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール;および脂環式ジオール、例えば1,3-シクロヘキサンジオール、1,4-ジメチロールシクロヘキサン、1,4-シクロヘキサンジオール-、1,3-ジメチロールシクロヘキサン-、1,4-エンドメチレン-2-ヒドロキシ-5-ヒドロキシメチルシクロヘキサン、およびポリアルキレングリコールが含まれる。反応に使用されるジオールは、最終生成物に望まれる性質に応じて、単一のジオールであってもジオールの混合物であってもよい。ヒドロキシル末端であるポリカーボネート中間体は、一般に当技術分野および文献で公知のものである。適切なカーボネートは、5から7員環で構成されるアルキレンカーボネートから選択される。本明細書で使用される適切なカーボネートには、エチレンカーボネート、トリメチレンカーボネート、テトラメチレンカーボネート、1,2-プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、1,2-エチレンカーボネート、1,3-ペンチレンカーボネート、1,4-ペンチレンカーボネート、2,3-ペンチレンカーボネート、および2,4-ペンチレンカーボネートが含まれる。また、ジアルキルカーボネート、脂環式カーボネート、およびジアリールカーボネートも本明細書では適切である。ジアルキルカーボネートは、2から5個の炭素原子を各アルキル基中に含有することができ、その特定の例は、ジエチルカーボネートおよびジプロピルカーボネートである。脂環式カーボネート、特に二脂環式カーボネートは、4から7個の炭素原子を各環状構造内に含有することができ、そのような構造の1つまたは2つを存在させることができる。一方の基が脂環式であるとき、他方はアルキルまたはアリールのどちらかであり得る。それに対して、一方の基がアリールである場合、他方はアルキルまたは脂環式であり得る。6から20個の炭素原子を各アリール基中に含有することができる、適切なジアリールカーボネートの例は、ジフェニルカーボネート、ジトリルカーボネート、およびジナフチルカーボネートである。
適切なポリシロキサンポリオールは、α-ω-ヒドロキシルまたはアミンまたはカルボン酸またはチオールまたはエポキシ末端ポリシロキサンを含む。その例には、ヒドロキシルまたはアミンまたはカルボン酸またはチオールまたはエポキシ基で終結するポリ(ジメチルシロキサン)(poly(dimethysiloxane))が含まれる。一部の実施形態では、ポリシロキサンポリオールがヒドロキシル末端ポリシロキサンである。一部の実施形態では、ポリシロキサンポリオールは、300から5,000または400から3,000の範囲の数平均分子量を有する。
ポリシロキサンポリオールは、ポリシロキサン主鎖上にアルコール性ヒドロキシ基を導入するための、ポリシロキサン水素化物と脂肪族多価アルコールまたはポリオキシアルキレンアルコールとの間の脱水素反応によって、得られてもよい。
一部の実施形態では、ポリシロキサンポリオールは、下式:
Figure 0007118000000002

を有する1つまたは複数の化合物により表されてもよく、
式中:各R1およびR2は、独立して、1から4個の炭素原子のアルキル基、ベンジル、またはフェニル基であり;各Eは、OHまたはNHR(式中、Rは、水素、1から6個の炭素原子のアルキル基、または5から8個の炭素原子のシクロ-アルキル基である)であり;aおよびbは、それぞれ独立して、2から8の整数であり;cは、3から50の整数である。アミノ含有ポリシロキサンでは、E基の少なくとも1つがNHRである。ヒドロキシル含有ポリシロキサンでは、E基の少なくとも1つがOHである。一部の実施形態では、RおよびRが共にメチル基である。
適切な例には、α,ω-ヒドロキシプロピル末端ポリ(ジメチルシロキサン)およびα,ω-アミノプロピル末端ポリ(ジメチルシロキサン)が含まれ、それらは共に市販されている材料である。さらなる例には、ポリ(ジメチルシロキサン)材料とポリ(アルキレンオキシド)とのコポリマーが含まれる。
ポリオール成分は、存在する場合には、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(テトラメチレンエーテルグリコール)、ポリ(トリメチレンオキシド)、エチレンオキシドでキャップされたポリ(プロピレングリコール)、ポリ(ブチレンアジペート)、ポリ(エチレンアジペート)、ポリ(ヘキサメチレンアジペート)、ポリ(テトラメチレン-co-ヘキサメチレンアジペート)、ポリ(3-メチル-1,5-ペンタメチレンアジペート)、ポリカプロラクトンジオール、ポリ(ヘキサメチレンカーボネート)グリコール、ポリ(ペンタメチレンカーボネート)グリコール、ポリ(トリメチレンカーボネート)グリコール、ダイマー脂肪酸をベースにしたポリエステルポリオール、植物油をベースにしたポリオール、またはこれらの任意の組合せを含んでいてもよい。
適切なポリエステルポリオールを調製するのに使用されてもよいダイマー脂肪酸の例には、Crodaから市販されているPriplast(商標)ポリエステルグリコール/ポリオール、およびOleonから市販されているRadia(登録商標)ポリエステルグリコールが含まれる。
一部の実施形態では、ポリオール成分は、ポリエーテルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、またはこれらの任意の組合せを含む。
一部の実施形態では、ポリオール成分がポリエーテルポリオールを含む。一部の実施形態では、ポリオール成分は、ポリエステルポリオールを本質的に含まずまたはさらに完全に含まない。一部の実施形態では、TPUを調製するのに使用されるポリオール成分は、ポリシロキサンを実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。
一部の実施形態では、ポリオール成分は、オリゴマー性ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリブチレンオキシド、ポリスチレンオキシド、ポリ(テトラメチレンエーテルグリコール)、ポリ(プロピレングリコール)、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(エチレングリコール)とポリ(プロピレングリコール)とのコポリマー、およびエピクロロヒドリンなど、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、ポリオール成分は、ポリ(テトラメチレンエーテルグリコール)を含む。
連鎖延長剤
本明細書に記述されるTPU組成物は、c)連鎖延長剤成分を使用して作製される。連鎖延長剤は、ジオール、ジアミン、およびこれらの組合せを含む。
適切な連鎖延長剤は、比較的小さいポリヒドロキシ化合物、例えば、2から20個、または2から12個、または2から10個の炭素原子を有する低級脂肪族または短鎖グリコールを含む。適切な例には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール(BDO)、1,6-ヘキサンジオール(HDO)、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール(CHDM)、2,2-ビス[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパン(HEPP)、ヘキサメチレンジオール、ヘプタンジオール、ノナンジオール、ドデカンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、エチレンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、およびヒドロキシエチルレゾルシノール(HER)など、ならびにこれらの混合物が含まれる。一部の実施形態では、連鎖延長剤は、BDO、HDO、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、連鎖延長剤がBDOを含む。その他のグリコール、例えば芳香族グリコールを使用することができるが、一部の実施形態では、本明細書に記述されるTPUは、そのような材料を本質的に含まずまたはさらに完全に含まない。
一部の実施形態では、TPUを調製するのに使用される連鎖延長剤は、1,6-ヘキサンジオールを実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。一部の実施形態では、TPUを調製するのに使用される連鎖延長剤は、環状連鎖延長剤を含む。適切な例には、CHDM、HEPP、HER、およびこれらの組合せが含まれる。一部の実施形態では、TPUを調製するのに使用される連鎖延長剤は、芳香族環状連鎖延長剤、例えばHEPP、HER、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、TPUを調製するのに使用される連鎖延長剤は、脂肪族環状連鎖延長剤、例えばCHDMを含む。一部の実施形態では、TPUを調製するのに使用される連鎖延長剤は、芳香族連鎖延長剤、例えば芳香族環状連鎖延長剤を実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。一部の実施形態では、TPUを調製するのに使用される連鎖延長剤は、ポリシロキサンを実質的に含まずまたはさらに完全に含まない。
一部の実施形態では、連鎖延長剤成分は、1,4-ブタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2,4-トリメチルペンタン-1,3-ジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-シクロヘキサンジメチロール、1,3-プロパンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、連鎖延長剤成分は、1,4-ブタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、連鎖延長剤は、1,4-ブタンジオールを含む。
記述される組成物は、上述のTPU材料と、そのようなTPU材料および1つまたは複数の追加の成分を含むTPU組成物も含む。これらの追加の成分は、本明細書に記述されるTPUとブレンドされ得るその他のポリマー性材料を含む。これらの追加の成分は、組成物の性質に影響を及ぼすための、TPUに添加され得る1つもしくは複数の添加剤またはTPUを含有するブレンドも含む。
本明細書に記述されるTPUは、1つまたは複数のその他のポリマーとブレンドされてもよい。本明細書に記述されるTPUがブレンドされ得るポリマーは、過度に限定されない。一部の実施形態では、記述される組成物は、記述されるTPU材料のうちの2種またはそれ超を含む。一部の実施形態では、組成物は、記述されるTPU材料の少なくとも1つと、記述されるTPU材料の1つではない少なくとも1つのその他のポリマーとを含む。一部の実施形態では、記述されるブレンドは、TPU組成物に関して既に述べた性質と同じ組合せを有する。他の実施形態では、TPU組成物は、当然ながら記述される性質の組合せを有することになり、一方、上述のその他のポリマー性材料のうちの1つまたは複数とのTPU組成物のブレンドは、そうであってもそうでなくてもよい。
本明細書に記述されるTPU材料と組み合わせて使用され得るポリマーは、非カプロラクトンポリエステルベースのTPU、ポリエーテルをベースにしたTPU、または非カプロラクトンポリエステルおよびポリエーテル基の両方を含有するTPUなどの、より慣習的なTPU材料も含む。本明細書に記述されるTPU材料とブレンドされ得るその他の適切な材料には、ポリカーボネート、ポリオレフィン、スチレン系ポリマー、アクリル系ポリマー、ポリオキシメチレンポリマー、ポリアミド、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニル、ポリ乳酸、またはこれらの組合せが含まれる。
本明細書に記述されるブレンド使用されるポリマーには、ホモポリマーおよびコポリマーが含まれる。適切な例には、(i)ポリオレフィン(PO)、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリブテン、エチレンプロピレンゴム(EPR)、ポリオキシエチレン(POE)、環状オレフィンコポリマー(COC)、またはこれらの組合せ;(ii)スチレン系、例えばポリスチレン(PS)、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、スチレンアクリロニトリル(SAN)、スチレンブタジエンゴム(SBRまたはHIPS)、ポリアルファメチルスチレン、スチレンマレイン酸無水物(SMA)、スチレン-ブタジエンコポリマー(SBC)(例えば、スチレン-ブタジエン-スチレンコポリマー(SBS)およびスチレン-エチレン/ブタジエン-スチレンコポリマー(SEBS))、スチレン-エチレン/プロピレン-スチレンコポリマー(SEPS)、スチレンブタジエンラテックス(SBL)、エチレンプロピレンジエンモノマー(EPDM)および/またはアクリル系エラストマーで修飾されたSAN(例えば、PS-SBRコポリマー)、またはこれらの組合せ;(iii)上述のもの以外の熱可塑性ポリウレタン(TPU);(iv)ポリアミド、例えばNylon(商標)であって、ポリアミド6,6(PA66)、ポリアミド1,1(PA11)、ポリアミド1,2(PA12)、コポリアミド(COPA)、またはこれらの組合せを含めたもの;(v)アクリル系ポリマー、例えばポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレートスチレン(MS)コポリマー、またはこれらの組合せ;(vi)ポリ塩化ビニル(PVC)、塩素化ポリ塩化ビニル(CPVC)、またはこれらの組合せ;(vii)ポリオキシメチレン(polyoxyemethylene)、例えばポリアセタール;(viii)ポリエステル、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエーテル-エステルブロックコポリマーを含むコポリエステルおよび/またはポリエステルエラストマー(COPE)、例えばグリコール修飾ポリエチレンテレフタレート(PETG)、ポリ乳酸(PLA)、ポリグリコール酸(PGA)、PLAとPGAとのコポリマー、またはこれらの組合せ;(ix)ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリフェニレンオキシド(PPO)、またはこれらの組合せ;またはこれらの組合せが含まれる。
一部の実施形態では、これらのブレンドは、群(i)、(iii)、(vii)、(viii)、またはこれらのいくつかの組合せから選択される、1つまたは複数の追加のポリマー性材料を含む。一部の実施形態では、これらのブレンドは、群(i)から選択される1つまたは複数の追加のポリマー性材料を含む。一部の実施形態では、これらのブレンドは、群(iii)から選択される1つまたは複数の追加のポリマー性材料を含む。一部の実施形態では、これらのブレンドは、群(vii)から選択される1つまたは複数の追加のポリマー性材料を含む。一部の実施形態では、これらのブレンドは、群(viii)から選択される1つまたは複数の追加のポリマー性材料を含む。
本明細書に記述されるTPU組成物で使用するのに適切な追加の添加剤は、過度に限定されない。適切な添加剤には、顔料、UV安定化剤、UV吸収剤、抗酸化剤、潤滑化剤、熱安定化剤、加水分解安定化剤、架橋活性化剤、難燃剤、層状化シリケート、充填材、着色剤、強化剤、接着媒介剤、衝撃強度改良剤、抗菌剤、放射線不透過添加剤、例えば、とりわけ、硫酸バリウム、次炭酸ビスマス、三酸化ビスマス、酸塩化ビスマス、タンタル、およびタングステン、ならびにこれらの任意の組合せが含まれる。
一部の実施形態では、追加の成分が難燃剤である。適切な難燃剤は、過度に限定されず、リン酸ホウ素難燃剤、酸化マグネシウム、ジペンタエリスリトール、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)ポリマー、またはこれらの任意の組合せを含んでいてもよい。一部の実施形態では、この難燃剤は、リン酸ホウ素難燃剤、酸化マグネシウム、ジペンタエリスリトール、またはこれらの任意の組合せを含んでいてもよい。リン酸ホウ素難燃剤の適切な例は、Budenheim USA,Inc.から市販されているBUDIT(登録商標)-326である。存在する場合、難燃剤成分は、全TPU組成物の0から10重量パーセントの量で存在していてもよく、他の実施形態では、全TPU組成物の0.5から10、または1から10、または0.5もしくは1から5、または0.5から3、またはさらに1から3重量パーセントの量で存在していてもよい。
本明細書に記述されるTPU組成物は、安定化剤と呼んでもよい追加の添加剤も含み得る。安定化剤は、フェノール類、ホスファイト、チオエステル、およびアミンなどの抗酸化剤、ヒンダードアミン光安定化剤およびベンゾチアゾールUV吸収剤などの光安定化剤、その他のプロセス安定化剤、およびこれらの組合せを含んでいてもよい。一実施形態では、好ましい安定化剤は、BASFのIrganox(登録商標)-1010およびChemturaのNaugard(登録商標)-445である。安定化剤は、TPU組成物の約0.1重量パーセントから約5重量パーセント、別の実施形態では約0.1重量パーセントから約3重量パーセント、別の実施形態では約0.5重量パーセントから約1.5重量パーセントの量で使用される。
さらに、様々な従来の無機難燃剤成分を、TPU組成物に用いてもよい。適切な無機難燃剤には、金属酸化物、金属酸化物水和物、金属炭酸塩、リン酸アンモニウム、ポリリン酸アンモニウム、炭酸カルシウム、酸化アンチモン、クレイ、鉱物クレイであってタルク、カオリン、珪灰石、ナノクレイ、しばしばナノクレイとも呼ばれるモンモリロナイトクレイ、およびこれらの混合物を含めたものなど、当業者に公知のもののいずれかが含まれる。一実施形態では、難燃剤パッケージはタルクを含む。難燃剤パッケージ中のタルクは、高い限界酸素指数(LOI)の性質を促進させる。無機難燃剤は、TPU組成物の全重量の、0から約30重量パーセント、約0.1重量パーセントから約20重量パーセント、別の実施形態では約0.5重量パーセントから約15重量パーセントの量で使用されてもよい。
またさらなる任意選択の添加剤を、本明細書に記述されるTPU組成物に使用してもよい。添加剤は、着色剤、抗酸化剤(フェノール類、ホスファイト、チオエステル、および/またはアミンを含む)、オゾン劣化防止剤、安定化剤、不活性充填材、潤滑剤、阻害剤、加水分解安定化剤、光安定化剤、ヒンダードアミン光安定化剤、ベンゾトリアゾールUV吸収剤、熱安定化剤、変色を防止する安定化剤、染料、顔料、無機および有機充填材、強化剤、放射線不透過剤(例えば、BaSO)ならびにこれらの組合せを含む。
上述の添加剤の全ては、これらの物質には通例の有効量で使用され得る。非難燃添加剤は、TPU組成物の全重量の、約0から約30重量パーセント、一実施形態では約0.1から約25重量パーセント、別の実施形態では約0.1から約20重量パーセントの量で使用されてもよい。
これらの追加の添加剤は、TPU樹脂の成分に、またはTPU樹脂を調製するための反応混合物に、またはTPU樹脂を作製した後に、組み込むことができる。別のプロセスでは、全ての材料をTPU樹脂と混合し、次いで溶融することができ、または全ての材料をTPU樹脂の溶融体に直接組み込むことができる。
本発明の熱可塑性ポリウレタンは、バッチプロセスまたはワンショット技法などであるがこれらに限定することのない、ポリウレタンエラストマーを合成するための当技術分野における従来のプロセスによって調製することができる。バッチプロセスでは、望む場合には、成分、即ちジイソシアネート(複数可)、ポリオール(複数可)、および連鎖延長剤(複数可)、ならびに触媒(複数可)、および任意のその他の添加剤(複数可)を、容器に導入し、混合し、トレイに吐出して(dispense)、硬化させる。次いで硬化したTPUを顆粒化し、ペレット化することができる。ワンショット手順は、押出し機で、例えば一軸、二軸の押出し機で行い、形成可能成分が個々にまたは混合物として押出し機に導入され、一実施形態では一般に約100℃から約300℃の温度で、別の実施形態では約150℃から約250℃、さらに約150℃から約240℃の温度で反応させられる。
1つまたは複数の重合触媒を、重合反応中に存在させてもよい。一般に、任意の従来の触媒を利用して、ジイソシアネートとポリオール中間体または連鎖延長剤とを反応させることができる。ジイソシアネートのNCO基とポリオールおよび連鎖延長剤のヒドロキシ基との反応を特に加速させる、適切な触媒の例は、従来技術により公知の従来の第3級アミンであり、例えば、トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルモルホリン、N,N’-ジメチルピペラジン、2-(ジメチルアミノエトキシ)エタノール、およびジアザビシクロ[2.2.2]オクタンなどであり、また特に、有機金属化合物、例えばチタンエステル(titanic ester)、鉄化合物、例えばアセチルアセトン第二鉄、スズ化合物、例えば二酢酸第一スズ、二オクタン酸第一スズ、二ラウリン酸第一スズ、または脂肪族カルボン酸のジアルキルスズ塩、例えば二酢酸ジブチルスズ、または二ラウリン酸ジブチルスズなどである。触媒に通常使用される量は、ポリヒドロキシ化合物(b)の100重量部当たり、0.0001から0.1重量部である。
プロセスは、TPU組成物と、上述のもののいずれかを含めた1つまたは複数の追加のTPU材料および/またはポリマーを含む1つまたは複数のブレンド成分とを混合するステップを、さらに含んでいてもよい。
プロセスは、ステップ(I)のTPU組成物と、顔料、UV安定化剤、UV吸収剤、抗酸化剤、潤滑化剤、熱安定化剤、加水分解安定化剤、架橋活性化剤、難燃剤、層状化シリケート、充填材、着色剤、強化剤、接着媒介剤、衝撃強度改良剤、および抗菌剤からなる群から選択される1つまたは複数の追加の添加剤と混合するステップをさらに含んでいてもよい。
プロセスは、TPU組成物と、上記のもののいずれかを含めた1つもしくは複数の追加のTPU材料および/もしくはポリマーを含む1つまたは複数のブレンド成分とを混合するステップ、ならびに/またはTPU組成物と、顔料、UV安定化剤、UV吸収剤、抗酸化剤、潤滑化剤、熱安定化剤、加水分解安定化剤、架橋活性化剤、難燃剤、層状化シリケート、充填材、着色剤、強化剤、接着媒介剤、衝撃強度改良剤、放射線不透過剤、および抗菌剤からなる群から選択される1つもしくは複数の追加の添加剤とを混合するステップをさらに含んでいてもよい。
殺生物活性ポリマー組成物の調製
殺生物活性ポリマー組成物は、添加剤をポリマーに溶融混合すること、ポリマー合成中に添加剤を組み込むこと、添加剤およびベースポリマーを一般的な溶媒中に凝固または溶解させること、ならびに添加剤およびベースポリマーを含有する溶媒混合物のキャスティング、凝固、またはエレクトロスピニングを行うこと、添加剤およびポリマーを含有する溶媒混合物のキャスティングまたはエレクトロスピニングを行うことにより、調製されてもよい。
一部の実施形態では、ベースポリマーがTPUである場合、およびポリマー合成中に抗菌性添加剤が組み込まれる場合、ジイソシアネート、ポリオールおよび連鎖延長剤は、互いに反応してTPUを形成し、使用されるTPUのタイプに応じて、触媒と共にまたは触媒なしで、一緒に混合される。反応中、ポリマー性またはオリゴマー性表面改質化添加剤を予熱し、反応混合物中に注ぐ。次いで得られた表面改質されたTPUポリマーを小片にカットし、押出し、射出成型、熱成型、圧縮成型プロセス、またはポリマーの処理に一般的に使用される様々なその他のプロセスのいずれかのために、造粒することができる。
殺生物活性ポリマー組成物は、混合ボウルアタッチメントを備えたBrabender Plasticorderを使用したオリゴマー性またはポリマー性添加剤の溶融混合によって、交互に調製されてもよい。一部の実施形態では、ブレンドを添加剤と共に流し(run)、TPUを、固形分(塩およびコショウ)の混合物として混合し、その後、溶融混合する。一部の実施形態では、添加剤をベースポリマーに添加してもよく、その後、ベースTPUの初期投入材を溶融し、トルクを安定化させた。あるいは、二軸押出し機または他の溶融混合装置を使用して、当業者に公知の典型的な方法を介して添加剤をTPUに溶融混合することができる。殺生物活性ポリマー組成物が溶融混合によって生成される実施形態、または殺生物活性ポリマー組成物が生成された後に溶融処理される実施形態では、ポリマー性またはオリゴマー性殺生物性添加剤は、この処理に必要とされる温度において熱的に安定であることが必要である。
一実施形態では、ポリマー組成物を材料にコーティングしてもよい。材料は、ポリマー、ガラス、セラミック、金属、または複合材を含んでいてもよい。コーティングを塗布させる方法は、過度に限定されず、浸漬コーティング、噴霧コーティング、ロールツーロールコーティング、またはスピンコーティングを含むことができる。コーティングは、約1マイクロメートルから約200マイクロメートル、または約5マイクロメートルから約100マイクロメートルの厚さで塗布されてもよい。次いでコーティングされたポリマーを、炉内で約24時間、一部の実施形態では、80℃で乾燥させてもよい。一部の実施形態では、ベースポリマーのコーティングの後に、以下に記述されるようにさらなるアニールステップを行ってもよい。
一部の実施形態では、ポリマー組成物を、物品を形成する材料上に印刷してもよい。印刷方法は過度に限定されず、付加製造デジタル印刷および同様のものなどの方法、ならびに当業者に公知のその他の印刷方法を、含んでいてもよい。
さらなる実施形態では、ポリマー組成物は、組成物がアニールされるさらなる処理ステップを含んでいてもよい。一実施形態では、アニールは、約30℃から約150℃まで、または約50℃から約80℃までの温度の炉内で達成されてもよい。一部の実施形態では、アニールは、約2時間から約72時間まで、または24時間から48時間までの期間にわたり行うことができる。一実施形態では、アニール期間は、少なくとも2時間、または少なくとも12時間、または少なくとも24時間の期間であってもよい。一部の実施形態では、アニールステップは、ポリマー組成物を溶媒蒸気に、任意選択で周囲より高い温度で、曝露することにより実施する。
本明細書に記述されるポリマー材料および/または組成物を、1つまたは複数の物品の調製に使用してもよい。本明細書に記述されるポリマー材料および/または組成物から作製され得る特定のタイプの物品は、過度に限定されない。一般に、本明細書に記述されるポリマー材料および/または組成物は、殺生物活性または殺生物活性かつ非汚損性の表面が望まれる任意の用途で使用されてもよい。
本発明はさらに、本明細書に記述される表面改質されたポリマー材料および/または組成物で作製された物品を提供する。一部の実施形態では、物品は、医療用デバイスを含んでいてもよい。その例には、限定するものではないが医療用途が含まれ、例えば、本明細書に記述されるポリマーは、血管造影用カテーテル、血管形成用カテーテル、泌尿器科用カテーテル、透析用カテーテル、Swan-Ganzカテーテル、中心静脈カテーテル、末梢挿入中心静脈カテーテル;カテーテルコネクター;透析膜;医療用チューブ;創傷ケア物品であって、創傷閉鎖材、ステープル、縫合糸、メッシュ、支持デバイス、縫合補強材、および創傷ケア被覆材などを含めたもの;整形用品であって、くぎ、ねじ、プレート、ケージ、およびプロテーゼなどを含めたもの;神経埋没物であって、ドレインおよびシャントなどを含めたもの;埋没物であって、歯科用埋没物、眼用埋没物、蝸牛用埋没物、および乳房埋没物などを含めたもの;心臓弁、心臓バイパス機、体外血液デバイス、神経導管、血管移植片、ステント、およびコンタクトレンズなど;ならびにパーソナルケア用途、医薬用途、ヘルスケア製品の用途、船舶の用途、または任意のその他の数の用途で、使用されてもよい。一部の実施形態では、これらの物品は、押出し、射出成型、またはこれらの任意の組合せにより調製される。
本明細書に記述される殺生物活性ポリマー組成物は、殺生物性および殺生物性/非汚損性/非血栓形成性を、組成物で調製される物品に与えることができる。一部の実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも90%、または少なくとも95%、または最大99%およびそれより大きい、または90%から最大99%およびそれより上の、微生物活性の低下をもたらす。一部の実施形態では、ポリマー組成物は、少なくとも50%、または少なくとも60%、または70%の、タンパク質吸収の低減をもたらす。
記述される各化学成分の量は、他に指示しない限り、商用の材料に通常存在し得るいかなる溶媒も排除して提示され、即ち活性化学物質ベースで提示される。しかし、他に指示しない限り、本明細書で言及される各化学物質または組成物は、異性体、副生成物、誘導体、および商用グレード中に存在すると通常理解されるようなその他の材料を含有し得る、商用グレードの材料であるとして解釈されるべきである。
上述の材料のいくつかは、最終調合物中で相互に作用し得ることが公知であり、したがって最終調合物の成分は、最初に添加されるものとは異なる可能性がある。例えば、金属イオン(例えば、難燃剤の)は、その他の分子のその他の酸性またはアニオン部位に移行することができる。それによって形成される生成物は、その意図される使用で本明細書に記述される本技術の組成物を用いることによって形成された生成物も含め、容易な記述が可能ではないことがある。それにも関わらず、全てのそのような改変物および反応生成物は、本明細書に記述される技術の範囲内に含まれ;本明細書に記述される技術は、上述の成分を混合することによって調製された組成物を包含する。
本明細書に記述される技術は、以下の非限定的な実施例を参照しながら、より良く理解され得る。
材料
材料は、化学分野の当業者に公知の化学供給企業から、または以下に示される供給業者から、一般に市販されている。
Figure 0007118000000003
メタクリレート添加剤合成
反応ケトルに溶媒を投入し、窒素パージの下で70℃の所望の温度に予熱して、いかなる酸素も除去する。モノマーおよび開始剤を、表1で述べた量の溶媒と混合し、シリンジポンプを介して、3~4時間の期間にわたって反応ケトルに添加する。モノマー比および全モノマー/開始剤を変化させて、種々の組成と約2~15,000ダルトンを目標とした分子量とを持つ添加剤を得る。反応を、反応温度(AIBN開始剤に関しては70℃)でさらに4時間保って、モノマーおよび開始剤のほとんどを消費する(残留モノマーは、NMRにより測定したときに1%未満である)。PEG系列に関するポリマーを、ロータリーエパポレーションまたは冷ジエチルエーテルもしくはアセトン中の沈殿および真空下でのさらなる乾燥によって回収する。
Figure 0007118000000004
ウレタン系抗菌PHMB添加剤の合成
ポリヘキサメチレンビグアニド塩酸塩[PHMB/HCl(33g)]を100mlのメタノール(MeOH)中に溶解させ、水酸化カリウム(KOH)(200ml、0.1MのMeOH溶液)を丸底フラスコ内のPHMB溶液にゆっくりと添加する。反応を一晩進め、ロータリーエバポレーター次いで真空ポンプにより、メタノールを除去する。PHMB(11g)を150gのジメチルスルホキシド(DMSO)中に溶解させ、1.67gのジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)を添加する。反応を65℃で4時間維持する。Capstone 62MA(2.42g)を添加し、さらに8時間反応させる。遊離NCOは0.02%である。ジエチルエーテル中での析出により、本発明の添加剤1を回収する。
ヒドロキシルビグアニドモノマーの合成
適切なサイズの三口丸底フラスコ内で、シアノグアニジノ反応物質を当量のエタノールアミン塩酸塩と合わせる。フラスコを窒素でパージし、撹拌しながら120℃まで加熱する。8時間反応させた後、反応を冷却し、非溶媒の添加により生成物を析出させる。非溶媒で洗浄した後、NMRによりモノマーを分析し、反応の完了を確認する。
ウレタン系抗菌ビグアニドジオール系添加剤の合成
BGdiol(1,6-ビス-ヒドロキシエチルビグアニジノヘキサン)と2当量のCapstone 62Alを缶内で混合し、50℃に予熱し、H12MDIを、当量数のヒドロキシルおよびイソシアネート基を得るための量で、数滴のCoTin触媒と共に添加する。発熱反応を確認し、反応が75℃に到達したら、混合物を炉へ移す。混合物を125℃で3時間さらに硬化させ、本発明の添加剤2を得る。
ウレタン系抗菌ポリマー組成物によるTPU被膜のコーティング
本発明の添加剤2をジメチルホルムアミド(DMF)中に溶解させ、脂肪族TPU溶液と混合し、4/96および6/94の添加剤/TPU(w/w)比のコーティング溶液を得る。コーティング溶液の全固形分含有率は2%である。脂肪族TPU試験片(5cmx5cm)をコーティング溶液で浸漬コーティングし、乾燥させ、炉内で50℃にて48時間アニールする。
抗菌性試験(JIS Z2801プロトコール)
被膜試料(約35mmx35mm)に、3連で試験生物体の標準化培養で播種した0.2%普通ブロス0.4mlを接種した。接種した試料を不活性被膜で覆い、湿度室内で36±2℃にて24時間インキュベートした。生き延びた微生物を、試験試料から中和ブロスへのブロス接種材料の溶出により回収した。試料の細菌数を決定し、微生物の対数減少(対未処理試料)および抗菌活性を計算した。
阻止帯プロトコール(AATCC147プロトコール)
平行ストリーク法は、処理済み布表面における拡散性抗菌剤の静菌(抗菌)活性を実証するための定性的スクリーニング試験である。試験の目的は、寒天全体への抗菌剤の拡散による殺菌性(増殖および成長阻止)活性を実証することである。試験生物体の接種材料によりストリーク状(「平行ストリーク」)にした普通寒天表面に、試験試料(布)を密着させて置く。試料を37±2℃の温度で18~24時間インキュベートし、その後、試験材料の下にあり試験材料の側部に沿った成長が妨害されたクリア領域により、静菌活性を実証する。
タンパク質汚損試験(蛍光法)
熱処理されたTPUの表面への、タンパク質の吸着を測定するための静止試験法。方法は、TPU試料の表面に吸着されたタンパク質の量を定量するために、蛍光標識されたタンパク質を利用する。この技法は、Hladyら、Methods for studying protein Adsorption、402~429頁、1999年、Methods in Enzymology、およびIshihara et al、Why do Phospholipid Polymers Reduce Protein Adsorption、Journal of Biomedical Materials Research、323~330頁、1998年により記述されるものに類似している。表2からの被膜の試料を、(2.5cm×0.6cmの試験片にカットし、その試験片を、1%ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)中で振盪させ、次いで脱イオン水および1×リン酸緩衝生理食塩液(PBS)で十分濯ぐことによって洗浄する。次いでそれぞれ洗浄された試験片を、蛍光標識されたフィブリノゲン(Fbg)またはウシ血清アルブミン(BSA)(それぞれ、Alexa Fluor 488またはAlexa Fluor 594、Molecular Probes、Eugene、OR)のいずれかが入っているアンバー2ml遠心分離管内に置く。試料を、37℃で1時間インキュベートし、その後、試験片を取り出し、約25mlの1×PBSで3回洗浄する。生検パンチを使用して、各試験片の4.0mmパンチを収集し、1.5mlの1%SDSが入っている2mlのアンバー管に入れる。パンチを渦状クリーニングし、分析まで浸漬する。SDS溶液をキュベットに移し、蛍光光度計で直接読み取る。TPU表面に吸着されたタンパク質の量(ng/cm)を、蛍光標識されたタンパク質の吸光度を標準曲線に相関させ、4mmパンチの表面積で割ることによって計算する。
抗菌試験の結果を表2に示す。
Figure 0007118000000005
表2から分かり得るように、本発明の実施例の抗菌効果は、本発明の添加剤を含まない熱可塑性ポリウレタン被膜と比較した、本発明の添加剤を含有する被膜に関する、2つの細菌系統の微生物の対数減少の測定で実証される。加えて、阻止帯の結果は、本発明の添加剤の浸出がないことを示している。
Figure 0007118000000006
表3から分かり得るように、本発明の実施例の抗菌効果は、本発明のウレタン系添加剤を含有する被膜に関する、2つの細菌系統の微生物の対数減少の測定により実証される。
Figure 0007118000000007
被膜試料に対する抗微生物および蛍光タンパク質汚損試験の結果を、表4に示す。本発明の添加剤を含有する試料の表面に吸着されたタンパク質の量は、本発明の添加剤がないベースTPUと比較して著しく低減することがわかり得る。タンパク質の実際の吸着は、非血栓形成性の生体適合性医療デバイスで有用であることが示された範囲にある。加えて、本発明の添加剤を含有しないベースTPUと比較して、抗菌活性が低減したことが分かり得る。
アニール試験
表1の被膜の試料を押し出すか、圧縮成型し、所与の時間にわたりバインダークリップで炉内に吊るす。炉を80℃に加熱し、48時間の期間にわたり保持した。次いで、JIS Z2801の方法に従い、試料を抗菌効果について評価した。添加剤組成物の抗菌活性を測定し、結果を以下に示す。
Figure 0007118000000008
表5からわかり得るように、被膜のアニール後に本発明の添加剤を含有する被膜に対する微生物の対数減少によって測定される抗菌効果は、アニールプロセスに供していない本発明の添加剤を含有する被膜と比較して、著しく増加する。
上記で言及された文献のそれぞれは、上記に特に列挙されていてもいなくても、そこから優先権が主張される任意の先行出願も含めて参照により本明細書に組み込まれる。任意の文献の言及は、そのような文献が従来技術として資格を与えられまたは任意の管轄権限の当業者の一般的知識を構成することを、認めるものではない。実施例の中を除き、または他に明示される場合を除き、材料の量、反応条件、分子量、および炭素原子の数などを指定するこの記述における全ての数量は、「約」という単語によって修飾されることが理解される。本明細書に記述される、量、範囲、および比の上限および下限は、独立して組み合わせてもよいことが理解される。同様に、本明細書に記述される技術の各要素に関する範囲および量は、その他の要素のいずれかに関する範囲または量と一緒に使用することができる。
以下に述べるように、上述の材料の分子量は、ポリスチレン標準を使用するGPC分析などの公知の方法を使用して決定してきた。ポリマーの分子量を決定するための方法は周知である。方法は、例えば、(i)P.J. Flory、「Principles of star polymer Chemistry」、Cornell University Press 91953)、第VII章、266~315頁;または(ii)「Macromolecules, an Introduction to star polymer Science」、F. A. BoveyおよびF. H. Winslow編、Academic Press(1979)、296~312頁に記述される。本明細書で使用されるように、記述される材料の重量平均および数重量平均分子量は、希釈剤、不純物、非連結星形ポリマー鎖、およびその他の添加剤に関連したピークを除外した、目的の材料に対応するピークの下の面積を積分することによって得られる。
「含む(including)」、「含有する」、または「~によって特徴付けられる」と同義の、本明細書で使用される「含む(comprising)」という移行語は、包括的またはオープンエンドであり、追加の列挙されていない要素または方法ステップを排除しない。しかし、本明細書における「含む(comprising)」のそれぞれの列挙では、その用語が、代替の実施形態として、「~から本質的になる」および「~からなる」という文言を包含することも意図され、この「~からなる」は、指定されていない任意の要素またはステップを除外するものであり、「~から本質的になる」は、考慮中の組成物または方法の基本的で新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない追加の列挙されていない要素またはステップの包含を、認めるものである。即ち、「~から本質的になる」は、考慮中の組成物の基本的で新規な特徴に実質的に影響を及ぼさない物質の包含を認める。
ある代表的な実施形態および詳細を、本明細書に記述される本技術を例示する目的で示してきたが、そこには、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更および改変を行うことができることが、当業者に明らかである。これに関し、本明細書に記述される技術の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

Claims (11)

  1. a)(i)アルキルもしくはアリール四級化アンモニウム、スルホニウムもしくはホスホニウム基、グアニジン基、ビグアニジン基、またはこれらの組合せを有するアクリレートまたはメタクリレートモノマーのうちの1つまたは複数から選択される殺生物活性モノマー;
    (ii)1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-ヘンエイコサフルオロドデシルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-ドデカフルオロヘプチルアクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルアクリレート、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルアクリレート、2-[(1’,1’,1’-トリフルオロ-2’-(トリフルオロメチル)-2’-ヒドロキシ)プロピル]-3-ノルボルニルメタクリレート、1,1,1-トリフルオロ-2-(トリフルオロメチル)-2-ヒドロキシ-4-メチル-5-ペンチルメタクリレート、および2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレートから選択されるブルーム促進性フルオロカーボン系のアクリレートまたはメタクリレートモノマー;
    (iii)任意で、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸デシル、3,3,5-トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸2-ナフチル、2-(トリメチルシリルオキシ)-エチルメタクリレート、3-(トリクロロシリル)プロピルメタクリレート、3-(トリメトキシシリル)-プロピルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルメタクリレート、メタクリル酸トリメチルシリル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸ビニル、3-(アクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-(ジエトキシメチルシリル)プロピルメタクリレート、3-(ジメチルクロロシリル)プロピルメタクリレート、メタクリル酸2-イソシアナトエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸グリコール、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、および2-ヒドロキシプロピル2-(メタクリロイルオキシ)エチルフタレートから選択される接着促進性モノマー
    から形成されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤と、
    b)熱可塑性ポリウレタンから選択されるベースポリマーと
    を含む、抗菌性ポリマー組成物。
  2. 両性イオン性モノマーまたはポリアルキレングリコールモノマーをさらに含む、請求項1に記載の抗菌性ポリマー組成物であって、
    ここで、前記両性イオン性モノマーが、スルホベタインアクリレート、スルホベタインメタクリレート、カルボキシベタインアクリレート、カルボキシベタインメタクリレート、および2-ヒドロキシエチルメタクリレートホスホリルコリンから選択され、そして
    ここで、前記ポリアルキレングリコールモノマーが、合計で2から100個の炭素原子を有するモノメチルポリエチレングリコールポリオールのアクリレートおよびメタクリレートエステルから選択される、
    抗菌性ポリマー組成物。
  3. 前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、ランダム、ブロック、グラフト、または分枝状のポリマーまたはコポリマーである、
    請求項1または2に記載の抗菌性ポリマー組成物。
  4. 前記ブルーム促進性フルオロカーボン系モノマーが、前記添加剤の全モノマー組成物の5wt%から60wt%の量で存在し、
    前記殺生物活性モノマーが、前記添加剤の全モノマー組成物の0.5wt%から50wt%の量で存在し、かつ
    前記接着促進性モノマーが、前記添加剤の全モノマー組成物の10wt%から70wt%の量で存在する、
    請求項1に記載の抗菌性ポリマー組成物。
  5. 前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤が、全抗菌性ポリマー組成物の0.1wt%から20wt%の量で存在する、請求項1に記載の抗菌性ポリマー組成物。
  6. 請求項1~のいずれか一項に記載の抗菌性ポリマー組成物を含有するかまたはこれを含む物品。
  7. 請求項1に記載の抗菌性ポリマー組成物を作製する方法であって、
    (a)適切なモノマーのフリーラジカル重合を行って前記オリゴマー性またはポリマー性添加剤を形成することと、
    (b)前記添加剤を前記ベースポリマーに組み込むことと
    を含む、方法。
  8. 前記ポリマー性またはオリゴマー性添加剤を組み込むことが、前記添加剤を前記ベースポリマーに溶融混合すること、または前記ベースポリマーの合成中に前記添加剤を添加することを含む、請求項に記載の方法。
  9. 前記添加剤およびベースポリマーを一般的な溶媒中に溶解させること、ならびに前記添加剤および前記ベースポリマーを含有する溶媒混合物のキャスティング、凝固またはエレクトロスピニングを行うことを含む、請求項に記載の方法。
  10. 前記抗菌性ポリマー組成物またはそれから形成される物品をアニールすることをさらに含む、請求項に記載の方法。
  11. i)1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,3-テトラフルオロプロピルメタクリレート、2,2,2-トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,4-ヘプタフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチルメタクリレート、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-ヘプタデカフルオロデシルメタクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-トリデカフルオロオクチルアクリレート、3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,11,11,12,12,12-ヘンエイコサフルオロドデシルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5-オクタフルオロペンチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-ドデカフルオロヘプチルアクリレート、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチルアクリレート、1H,1H,2H,2H-パーフルオロデシルアクリレート、2-[(1’,1’,1’-トリフルオロ-2’-(トリフルオロメチル)-2’-ヒドロキシ)プロピル]-3-ノルボルニルメタクリレート、1,1,1-トリフルオロ-2-(トリフルオロメチル)-2-ヒドロキシ-4-メチル-5-ペンチルメタクリレート、および2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレートから選択される、ブルーム促進性フルオロカーボン系のアクリレートまたはメタクリレートモノマー、
    (ii)アルキルもしくはアリール四級化アンモニウム、スルホニウムもしくはホスホニウム基、グアニジン基、ビグアニジン基、またはこれらの組合せを有する殺生物活性アクリレートまたはメタクリレートモノマー、および
    (iii)任意で、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸ヘキシル、メタクリル酸2-エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸イソデシル、メタクリル酸フェニル、メタクリル酸デシル、3,3,5-トリメチルシクロヘキシルメタクリレート、メタクリル酸ベンジル、メタクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ステアリル、メタクリル酸tert-ブチル、メタクリル酸トリデシル、メタクリル酸2-ナフチル、2-(トリメチルシリルオキシ)-エチルメタクリレート、3-(トリクロロシリル)プロピルメタクリレート、3-(トリメトキシシリル)-プロピルメタクリレート、3-[トリス(トリメチルシロキシ)シリル]プロピルメタクリレート、メタクリル酸トリメチルシリル、メタクリル酸アリル、メタクリル酸ビニル、3-(アクリロイルオキシ)-2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、3-(ジエトキシメチルシリル)プロピルメタクリレート、3-(ジメチルクロロシリル)プロピルメタクリレート、メタクリル酸2-イソシアナトエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒドロキシブチル、メタクリル酸グリコール、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、および2-ヒドロキシプロピル2-(メタクリロイルオキシ)エチルフタレートから選択される接着促進性モノマー
    から誘導されるオリゴマー性またはポリマー性添加剤
    を含む、抗菌性添加剤組成物。
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