KR102180164B1

KR102180164B1 - 콤파운드 수지 및 인체 모형

Info

Publication number: KR102180164B1
Application number: KR1020197015356A
Authority: KR
Inventors: 마사루 이시이
Original assignee: 구라레 트레이딩 가부시키가이샤
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2020-11-18
Also published as: JP7065173B2; JP6845254B2; JPWO2018097311A1; TWI741084B; KR20190077465A; US20190390054A1; EP3851492B1; EP3546518A4; CN109983075A; EP3546518B1; WO2018097311A1; TW201829510A; EP3851492A1; US11499045B2; JP2021050356A; CN109983075B; EP3546518A1

Abstract

방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (A) 와 공액 디엔 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (B) 를 갖고, 적어도 1 개의 말단이 그 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있는 블록 공중합체의 수소 첨가물인 수첨 블록 공중합체 (X) 와, 40 ℃ 에 있어서의 동점도가 25 ㎟/s 이하인 오일 (Y) 를 함유하고, 그 수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대한 그 오일 (Y) 의 함유량이 450 ∼ 1500 질량부인 콤파운드 수지, 및 이것을 포함하는 인체 모형이다.

Description

콤파운드 수지 및 인체 모형

본 발명은, 콤파운드 수지 및 이것을 포함하는 인체 모형에 관한 것이다.

열가소성 엘라스토머는, 각종 완충재, 제진재, 실링재, 그립류, 점착제, 완구 등으로 성형되어 이용되고 있다. 또한 최근, 열가소성 엘라스토머의 질감을 이용하여, 열가소성 엘라스토머를 의료용 팬텀이나 의료용 시뮬레이터 등에 탑재하는 내장 모형이나 인체 모형에 사용하는 것이 검토되고 있다.

예를 들어 특허문헌 1 에는, 소정의 구조를 갖는 리빙 폴리머와 커플링제를 반응시켜 얻어지는 블록 공중합체를 수소 첨가 (이하, 수첨이라고 약칭하는 경우가 있다) 하여 얻어지는 수첨 블록 공중합체, 및, 그 수첨 블록 공중합체와 비방향족계 고무용 연화제를 함유하고, 유동성, 압축 영구 변형성, 유연성, 내후성이 우수한 열가소성 엘라스토머 조성물이 개시되어 있다. 또, 열가소성 엘라스토머 조성물의 용도로서 의료 용도, 시험용 인공 피부 등이 예시되고 있다.

특허문헌 2 에는, 우레탄으로 이루어지는 인체 모형으로서, 유방 및 둔부 등, 인체에 있어서 다른 부분보다 비교적 부드러운 부분에 저반발 우레탄을 사용하고, 상기 이외의 부분에 경질 우레탄을 사용하여, 실제의 인체에 있어서 부드러운 부분의 질감을 인체에 가까운 것으로 한 인체 모형이 개시되어 있다. 또한, 인체 모형으로서, 마네킹 인형, 의료용 (촉진 (觸診) 이나 간호) 의 훈련용의 인체 모형이 개시되어 있다.

국제 공개 제2010/024382호 일본 공개특허공보 2015-112270호

특허문헌 1 의 실시예에 있어서는, 열가소성 엘라스토머 조성물을 유연하게 하기 위해서, 비방향족계 고무용 연화제로서 고점도의 오일 (PW-32) 을 사용하고 있다. 그러나 당해 조성물은, 혼련 후에 끈적거리는 감촉이 발생하는 데다가 단단한 조성물이 되기 때문에 인간의 피부와 같은 질감을 얻기 어려워, 인체 모형에 사용하는 경우에는 질감의 향상이 요망된다. 또 상기 오일은 열가소성 엘라스토머에 대한 배합 비율을 높임에 따라 균일하게 혼련하기 어려워져, 열가소성 엘라스토머의 분산성이 나쁜 수지가 된다.

특허문헌 2 에 기재된 우레탄으로 이루어지는 인체 모형은, 실제의 인체에 가까운 질감으로, 피부가 형성된 것과 같은 질감이 있는 것이 기재되어 있다. 그러나 폴리우레탄의 비중은 1.2 로, 인체 또는 장기의 비중에 비해 높기 때문에, 인체 및 장기의 실제의 중량감을 재현할 수 없다.

또, 의료 행위 및 진료 행위 등의 연습대로서 인체 모형을 사용하는 경우에 있어서, 반복하여 인체 모형을 사용하는 점에서, 내구성을 향상시키는 요구도 높아지고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 비중이 인체에 가깝고, 인간의 피부나 내장에 가까운 질감을 가지며, 또한 높은 내구성을 갖는, 인체 모형의 제조에 적합한 콤파운드 수지, 및 인체 모형을 제공하는 것에 있다.

본 발명자들이 예의 검토한 결과, 소정의 구성의 수첨 블록 공중합체에 대해, 소정의 오일을 소정량 배합한 콤파운드 수지로 함으로써, 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내었다.

본 발명은, 하기 [1] ∼ [8] 에 관한 것이다.

[1] 방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (A) 와 공액 디엔 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (B) 를 갖고, 적어도 1 개의 말단이 그 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있는 블록 공중합체 (X') 의 수소 첨가물인 수첨 블록 공중합체 (X) 와, 40 ℃ 에 있어서의 동점도가 25 ㎟/s 이하인 오일 (Y) 를 함유하고, 그 수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대한 그 오일 (Y) 의 함유량이 450 ∼ 1500 질량부인, 콤파운드 수지.

[2] 상기 방향족 비닐 화합물이 스티렌인, 상기 [1] 에 기재된 콤파운드 수지.

[3] 상기 공액 디엔 화합물이 부타디엔 및 이소프렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 콤파운드 수지.

[4] 상기 오일 (Y) 가 파라핀계 프로세스 오일인, 상기 [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 콤파운드 수지.

[5] 추가로 자외선 흡수제를 함유하는, 상기 [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 콤파운드 수지.

[6] 상기 [1] ∼ [5] 중 어느 한 항에 기재된 콤파운드 수지를 함유하는 인체 모형.

[7] 상기 콤파운드 수지에 의해 구성된, 피부, 지방, 장기, 근육, 및 혈관으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 부위를 포함하는, 상기 [6] 에 기재된 인체 모형.

[8] 의료용 팬텀 용도 또는 의료용 시뮬레이터 용도인, 상기 [6] 또는 [7] 에 기재된 인체 모형.

본 발명의 콤파운드 수지는 비중이 인체에 가깝고, 인간의 피부나 내장에 가까운 질감을 가지며, 또한 높은 내구성을 가지므로, 인체 모형에 대한 용도 전개, 특히 의료용 팬텀 용도 또는 의료용 시뮬레이터에 탑재하는 의사 (擬似) 생체 소재로서 유용하다.

[콤파운드 수지]

본 발명의 콤파운드 수지는, 방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (A) 와 공액 디엔 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (B) 를 갖고, 적어도 1 개의 말단이 그 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있는 블록 공중합체 (X') 의 수소 첨가물인 수첨 블록 공중합체 (X) 와, 40 ℃ 에 있어서의 동점도가 25 ㎟/s 이하인 오일 (Y) 를 함유하고, 그 수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대한 그 오일 (Y) 의 함유량이 450 ∼ 1500 질량부이다.

본 발명의 콤파운드 수지는 상기 소정의 수첨 블록 공중합체 (X) 를 함유함으로써 우수한 신축성과 내구성을 발현한다. 또 수첨 블록 공중합체 (X) 에 대해 소정량의 오일 (Y) 를 함유함으로써, 당해 콤파운드 수지의 비중이 인체의 비중 (약 1.0) 에 가까워지고, 또한, 인간의 피부나 내장에 가까운 질감을 얻을 수 있다. 그 때문에 본 발명의 콤파운드 수지를 함유하는 인체 모형에서는, 실제의 인체의 비중 및 질감의 양방을 충실히 재현할 수 있다.

또 오일 (Y) 의 함유량을 수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대해 450 ∼ 1500 질량부의 범위로 하여 콤파운드 수지의 질감을 제어할 수 있기 때문에, 본 발명의 콤파운드 수지에 의해, 인체의 외피와 같이 경도가 있는 질감으로부터, 소장, 대장과 같은 고신축성이고 또한 연질인 질감까지를 재현할 수 있다.

＜수첨 블록 공중합체 (X)＞

본 발명에 사용하는 수첨 블록 공중합체 (X) 는, 방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (A) 와 공액 디엔 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (B) 를 갖고, 적어도 1 개의 말단이 그 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있는 블록 공중합체 (X') 의 수소 첨가물인 수첨 블록 공중합체이다. 본 발명의 콤파운드 수지는 상기 특정한 수첨 블록 공중합체 (X) 를 함유함으로써, 신축성과 내구성을 구비한, 엘라스토머 특성을 갖는 콤파운드 수지가 된다. 이하, 블록 공중합체 (X') 를 구성하는 중합체 블록 (A) 및 중합체 블록 (B) 에 대해 순서대로 설명한다.

(중합체 블록 (A))

중합체 블록 (A) 는, 방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 한다. 여기서 말하는 「주체로 한다」란, 중합체 블록 (A) 의 합계 질량에 기초하여 방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위를 50 질량％ 이상 함유하는 것을 말한다. 그 중합체 블록 (A) 중의 방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위의 함유량은, 얻어지는 콤파운드 수지의 투명성 및 기계적 강도의 관점에서, 중합체 블록 (A) 의 합계 질량에 기초하여, 70 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 90 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 상한은 100 질량％ 이다.

상기 방향족 비닐 화합물로는, 예를 들어 스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, β-메틸스티렌, 2,6-디메틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, α-메틸-o-메틸스티렌, α-메틸-m-메틸스티렌, α-메틸-p-메틸스티렌, β-메틸-o-메틸스티렌, β-메틸-m-메틸스티렌, β-메틸-p-메틸스티렌, 2,4,6-트리메틸스티렌, α-메틸-2,6-디메틸스티렌, α-메틸-2,4-디메틸스티렌, β-메틸-2,6-디메틸스티렌, β-메틸-2,4-디메틸스티렌, o-클로로스티렌, m-클로로스티렌, p-클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, α-클로로-o-클로로스티렌, α-클로로-m-클로로스티렌, α-클로로-p-클로로스티렌, β-클로로-o-클로로스티렌, β-클로로-m-클로로스티렌, β-클로로-p-클로로스티렌, 2,4,6-트리클로로스티렌, α-클로로-2,6-디클로로스티렌, α-클로로-2,4-디클로로스티렌, β-클로로-2,6-디클로로스티렌, β-클로로-2,4-디클로로스티렌, o-t-부틸스티렌, m-t-부틸스티렌, p-t-부틸스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-클로로메틸스티렌, m-클로로메틸스티렌, p-클로로메틸스티렌, o-, m- 또는 p-브로모메틸스티렌, 실릴기로 치환된 스티렌 유도체, 인덴, 비닐나프탈렌, 비닐안트라센, N-비닐카르바졸 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 제조 비용과 물성 밸런스의 관점에서, 스티렌 및 α-메틸스티렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 스티렌이 보다 바람직하다.

단, 본 발명의 목적 및 효과의 방해가 되지 않는 한, 중합체 블록 (A) 는 방향족 비닐 화합물 이외의 다른 불포화 단량체 유래의 구조 단위를 함유하고 있어도 된다. 그 밖의 불포화 단량체로는, 예를 들어 부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 이소부틸렌, 메타크릴산메틸, 메틸비닐에테르, β-피넨, 8,9-p-멘텐, 디펜텐, 메틸렌노르보르넨, 및 2-메틸렌테트라하이드로푸란에서 선택되는 적어도 1 종을 들 수 있다. 중합체 블록 (A) 가 그 밖의 불포화 단량체 단위를 함유하는 경우의 결합 형태는 특별히 제한은 없고, 랜덤, 테이퍼상 중 어느 것이어도 된다.

중합체 블록 (A) 중의 방향족 비닐 화합물 이외의 다른 불포화 단량체 유래의 구조 단위의 함유량은, 중합체 블록 (A) 의 합계 질량에 기초하여, 통상적으로는 바람직하게는 30 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 10 질량％ 이하이다.

중합체 블록 (A) 의 수평균 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 2,500 ∼ 100,000 이고, 보다 바람직하게는 5,000 ∼ 50,000, 더욱 바람직하게는 5,000 ∼ 40,000 이다. 상기 수평균 분자량은, 중합체 블록 1 개당의 수평균 분자량이다. 또한, 본 명세서에 기재된 「수평균 분자량」은 모두, 겔 침투 크로마토그래피 (GPC) 측정에 의해 구한 표준 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량이다.

또, 블록 중합체 (X') 에 있어서의 중합체 블록 (A) 의 함유량은, 인장 특성 및 유연성의 관점에서, 5 ∼ 40 질량％ 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 35 질량％ 인 것이 보다 바람직하고, 15 ∼ 35 질량％ 인 것이 더욱 바람직하다. 블록 중합체 (X') 에 있어서의 중합체 블록 (A) 의 함유량은, ¹H-NMR 스펙트럼에 의해 구한 값이다. 또 블록 중합체 (X') 가 중합체 블록 (A) 를 복수 갖는 경우, 상기 「중합체 블록 (A) 의 함유량」이란, 복수의 중합체 블록 (A) 의 합계 함유량이다.

(중합체 블록 (B))

중합체 블록 (B) 는, 공액 디엔 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 한다. 여기서 말하는 「주체로 한다」란, 중합체 블록 (B) 의 합계 질량에 기초하여 공액 디엔 화합물에서 유래하는 구조 단위를 50 질량％ 이상 함유하는 것을 말한다. 그 중합체 블록 (B) 중의 공액 디엔 화합물에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 중합체 블록 (B) 의 합계 질량에 기초하여, 70 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 90 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하다. 상한은 100 질량％ 이다.

중합체 블록 (B) 를 구성하는 공액 디엔 화합물로는, 예를 들어 부타디엔, 이소프렌, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔 등에서 선택되는 적어도 1 종을 들 수 있다. 그 중에서도, 부타디엔 및 이소프렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 부타디엔 및 이소프렌의 혼합물인 것이 보다 바람직하다. 중합체 블록 (B) 를 구성하는 공액 디엔 화합물이 부타디엔 및 이소프렌의 혼합물인 경우, 그 혼합 비율에는 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 부타디엔과 이소프렌의 몰비가 1/99 ∼ 99/1, 보다 바람직하게는 10/90 ∼ 90/10, 더욱 바람직하게는 30/70 ∼ 70/30 의 범위이다.

또, 중합체 블록 (B) 가 2 종 이상의 공액 디엔 화합물 (예를 들어, 부타디엔과 이소프렌) 에서 유래하는 구조 단위로 구성되어 있는 경우에는, 그것들의 결합 형태는 특별히 제한은 없고, 랜덤, 테이퍼, 완전 교호 (交互), 일부 블록상, 블록, 또는 그것들의 2 종 이상의 조합으로 이루어질 수 있다.

중합체 블록 (B) 의 수평균 분자량은 특별히 제한되지 않지만, 얻어지는 콤파운드 수지의 유연성의 관점에서, 바람직하게는 10,000 ∼ 300,000 이고, 보다 바람직하게는 20,000 ∼ 270,000, 더욱 바람직하게는 40,000 ∼ 240,000 이다. 상기 수평균 분자량은, 중합체 블록 1 개당의 수평균 분자량이다.

중합체 블록 (B) 에 있어서는, 비닐 결합 구조 단위 (예를 들어, 부타디엔 단량체의 경우에는 1,2-결합 구조 단위이고, 이소프렌 단량체의 경우에는 1,2-결합 구조 단위와 3,4-결합 구조 단위의 합계) 의 함유량이 바람직하게는 50 몰％ 이하이다. 비닐 결합 구조 단위의 함유량은, 0 ∼ 30 몰％ 인 것이 보다 바람직하고, 0 ∼ 20 몰％ 인 것이 더욱 바람직하고, 0 ∼ 10 몰％ 인 것이 보다 더 바람직하다.

또한, 중합체 블록 (B) 는, 본 발명의 목적 및 효과의 방해가 되지 않는 한, 공액 디엔 화합물 이외의 다른 중합성의 단량체에서 유래하는 구조 단위를 함유하고 있어도 된다. 그 밖의 중합성의 단량체로는, 예를 들어 스티렌, α-메틸스티렌, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-메틸스티렌, p-t-부틸스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 비닐나프탈렌 및 비닐안트라센 등의 방향족 비닐 화합물 그리고 메타크릴산메틸, 메틸비닐에테르, N-비닐카르바졸, β-피넨, 8,9-p-멘텐, 디펜텐, 메틸렌노르보르넨, 2-메틸렌테트라하이드로푸란 등에서 선택되는 적어도 1 종의 화합물을 바람직하게 들 수 있다. 중합체 블록 (B) 가 공액 디엔 화합물 이외의 다른 중합체의 단량체에서 유래하는 구조 단위를 함유하는 경우, 그 결합 형태는 특별히 제한은 없고, 랜덤, 테이퍼상 중 어느 것이어도 된다.

중합체 블록 (B) 중의 공액 디엔 화합물 이외의 다른 중합성의 단량체에서 유래하는 구조 단위의 함유량은, 중합체 블록 (B) 의 합계 질량에 기초하여, 통상적으로는 바람직하게는 30 질량％ 이하, 보다 바람직하게는 10 질량％ 이하이다.

블록 중합체 (X') 에 있어서의 중합체 블록 (A) 와 중합체 블록 (B) 의 합계 함유량은, 본 발명의 효과를 얻는 관점에서, 70 질량％ 이상인 것이 바람직하고, 80 질량％ 이상인 것이 보다 바람직하고, 90 질량％ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 상한은 100 질량％ 이다.

(중합체 블록 (A) 와 중합체 블록 (B) 의 결합 양식)

수첨 블록 공중합체 (X) 는 중합체 블록 (A) 와 중합체 블록 (B) 를 갖고, 적어도 1 개의 말단이 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있는 블록 공중합체 (X') 의 수소 첨가물이다. 블록 공중합체 (X') 의 적어도 1 개의 말단이 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있으면, 블록 공중합체 (X') 의 수소 첨가물인 수첨 블록 공중합체 (X) 를 사용하여 얻어지는 콤파운드 수지는 인장 강도 등의 기계적 강도가 높아져, 인간의 피부나 내장 등의 질감을 충실히 재현할 수 있다. 상기 효과를 얻는 관점에서는, 블록 공중합체 (X') 의 모든 말단이 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다. 예를 들어 블록 공중합체 (X') 가 직사슬형의 블록 중합체인 경우, 그 양 말단이 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있는 것이 보다 바람직하다.

상기 블록 공중합체 (X') 의 말단이 상기 중합체 블록 (B) 만으로 구성되어 있는 경우, 얻어지는 수첨 블록 공중합체는 후술하는 오일 (Y) 와의 친화성이 나쁘고, 콤파운드 수지의 기계적 강도가 충분히 발현되지 않기 때문에 질감이 저하되는 경향이 있다.

블록 중합체 (X') 에 있어서는, 중합체 블록 (A) 와 중합체 블록 (B) 가 상기 양태로 결합하고 있는 한, 그 결합 형식은 한정되지 않고, 직사슬형, 분기형, 방사형, 또는 이것들의 2 개 이상이 조합된 결합 양식 중 어느 것이어도 된다. 그 중에서도, 중합체 블록 (A) 와 중합체 블록 (B) 의 결합 형식은 직사슬형인 것이 바람직하고, 그 예로는 중합체 블록 (A) 를 A 로, 또 중합체 블록 (B) 를 B 로 나타냈을 때에, A-B-A 로 나타내어지는 트리 블록 공중합체, A-B-A-B 로 나타내어지는 테트라 블록 공중합체, A-B-A-B-A 로 나타내어지는 펜타 블록 공중합체, (A-B)nZ 형 공중합체 (Z 는 커플링제 잔기를 나타내고, n 은 3 이상의 정수를 나타낸다) 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 트리 블록 공중합체 (A-B-A) 가, 블록 공중합체의 제조의 용이성, 유연성 등의 점에서 바람직하게 사용된다.

여기서, 본 명세서에 있어서는, 동종의 중합체 블록이 2 관능의 커플링제 등을 개재하여 직선상으로 결합되어 있는 경우, 결합되어 있는 중합체 블록 전체는 하나의 중합체 블록으로서 취급된다. 이에 따라, 상기 예시도 포함시켜, 본래 엄밀하게는 Q-Z-Q (Z 는 커플링 잔기를 나타낸다) 라고 표기되어야 할 중합체 블록은, 특히 단독의 중합체 블록 Q 와 구별할 필요가 있는 경우를 제외하고, 전체적으로 Q 라고 표시된다. 본 명세서에 있어서는, 커플링제 잔기를 함유하는 이 종류의 중합체 블록을 상기와 같이 취급하므로, 예를 들어, 커플링제 잔기를 함유하고, 엄밀하게는 A-B-Z-B-A (Z 는 커플링 잔기를 나타낸다) 라고 표기되어야 할 블록 공중합체는 A-B-A 라고 표기되고, 트리 블록 공중합체의 일례로서 취급된다.

또, 블록 공중합체 (X') 에는, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 범위 내에서, 중합체 블록 (A) 및 중합체 블록 (B) 이외의, 다른 중합성 단량체로 이루어지는 중합체 블록 (C) 가 존재하고 있어도 된다. 이 경우, 중합체 블록 (C) 를 C로 나타냈을 때, 블록 공중합체 (X') 의 구조로는, A-B-C 형 트리 블록 공중합체, A-B-C-A 형 테트라 블록 공중합체, A-B-A-C 형 테트라 블록 공중합체 등을 들 수 있다.

본 발명의 콤파운드 수지에 사용하는 수첨 블록 공중합체 (X) 는, 상기 블록 공중합체 (X') 의 수소 첨가물이다. 내열성 및 내후성의 관점에서, 수첨 블록 공중합체 (X) 에 있어서는, 블록 공중합체 (X') 중의 중합체 블록 (B) 가 갖는 탄소-탄소 이중 결합의 80 몰％ 이상이 수소 첨가된 것인 것이 바람직하고, 90 몰％ 이상이 수첨된 것인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기의 수소 첨가율은, 중합체 블록 (B) 중의 공액 디엔 화합물에서 유래하는 구조 단위 중의 탄소-탄소 이중 결합의 함유량을, 수소 첨가의 전후에 있어서, ¹H-NMR 스펙트럼을 사용하여 산출한 값이다.

수첨 블록 공중합체 (X) 의 수평균 분자량은, 바람직하게는 20,000 ∼ 600,000 이고, 35,000 ∼ 400,000 인 것이 보다 바람직하고, 40,000 ∼ 300,000 인 것이 더욱 바람직하다. 수첨 블록 공중합체 (X) 의 수평균 분자량이 20,000 이상이면, 얻어지는 콤파운드 수지의 내열성이 양호하고, 한편, 500,000 이하이면 콤파운드 수지의 성형 가공성이 양호하다.

수첨 블록 공중합체 (X) 는, 온도 30 ℃ 에 있어서의 5 질량％ 톨루엔 용액의 점도가 바람직하게는 1,000 mPa·s 이하이고, 보다 바람직하게는 5 ∼ 800 mPa·s, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 500 mPa·s 의 범위이다. 또, 온도 30 ℃ 에 있어서의 10 질량％ 톨루엔 용액의 점도가 바람직하게는 50,000 mPa·s 이하이고, 보다 바람직하게는 20 ∼ 25,000 mPa·s, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 10,000 mPa·s 의 범위이다.

수첨 블록 공중합체 (X) 는, 온도 30 ℃ 에 있어서의 5 질량％ 톨루엔 용액의 점도가 1,000 mPa·s 이하이거나, 또는 온도 30 ℃ 에 있어서의 10 질량％ 톨루엔 용액의 점도가 50,000 mPa·s 이하이면, 얻어지는 콤파운드 수지의 성형 가공성이 양호하다.

수첨 블록 공중합체 (X) 는, 본 발명의 목적 및 효과를 저해하지 않는 한, 분자 사슬 중 및/또는 분자 말단에, 카르복실기, 수산기, 산 무수물기, 아미노기, 에폭시기 등의 관능기를 1 종 이상 갖고 있어도 된다.

수첨 블록 공중합체 (X) 는 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다. 수첨 블록 공중합체 (X) 를 2 종 이상 병용하면, 얻어지는 콤파운드 수지의 점도를 조절할 수 있기 때문에, 성형 가공성 등을 향상시킬 수 있는 점에서 바람직하다.

또한, 수첨 블록 공중합체 (X) 로서 시판되는 블록 공중합체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 주식회사 쿠라레 제조의 「셉톤 1001」, 「셉톤 1020」, 「셉톤 2002」, 「셉톤 2004」, 「셉톤 2005」, 「셉톤 2006」, 「셉톤 2063」, 「셉톤 2104」, 「셉톤 4033」, 「셉톤 4055」, 「셉톤 4077」, 「셉톤 4099」, 「셉톤 HG252」, 「셉톤 8004」, 「셉톤 8006」, 「셉톤 8007」, 「셉톤 8076」(모두 상품명) 을 바람직한 것으로서 들 수 있다.

(수첨 블록 공중합체 (X) 의 제조 방법)

수첨 블록 공중합체 (X) 의 수소 첨가 전의 블록 공중합체 (X') 는, 용액 중합법, 유화 중합법 또는 고상 중합법 등에 의해 제조할 수 있다. 그 중에서도 용액 중합법이 바람직하고, 예를 들어, 아니온 중합이나 카티온 중합 등의 이온 중합법, 라디칼 중합법 등의 공지된 방법을 적용할 수 있다. 그 중에서도, 아니온 중합법이 바람직하다. 아니온 중합법을 사용한 수첨 블록 공중합체 (X) 의 제조에서는, 예를 들어, 용매, 아니온 중합 개시제, 및 필요에 따라 루이스 염기의 존재하, 방향족 비닐 화합물, 공액 디엔 화합물을 축차적으로 첨가하여, 블록 공중합체 (X') 를 얻고, 이어서 블록 공중합체 (X') 를 수소 첨가함으로써, 수첨 블록 공중합체 (X) 를 얻을 수 있다.

상기 방법에 있어서 중합 개시제로서 사용되는 유기 리튬 화합물로는, 예를 들어, 메틸리튬, 에틸리튬, 펜틸리튬, n-부틸리튬, sec-부틸리튬, tert-부틸리튬 등의 모노리튬 화합물 및 테트라에틸렌디리튬 등의 디리튬 화합물 등을 들 수 있다.

용매로는, 아니온 중합 반응에 악영향을 미치지 않으면 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 시클로헥산, 메틸시클로헥산, n-헥산, n-펜탄 등의 지방족 탄화수소 ; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소 등을 들 수 있다. 또, 중합 반응은, 통상, 0 ∼ 100 ℃ 에서 0.5 ∼ 50 시간 실시한다.

루이스 염기는 공액 디엔 화합물 유래의 구조 단위에 있어서의 마이크로 구조를 제어하는 역할이 있다. 이러한 루이스 염기로는, 예를 들어, 디메틸에테르, 디에틸에테르, 테트라하이드로푸란, 디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 피리딘, N,N,N',N'-테트라메틸에틸렌디아민, 트리메틸아민, N-메틸모르포린 등을 들 수 있다. 루이스 염기는, 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

상기한 방법에 의해 중합을 실시한 후, 알코올류, 카르복실산류, 물 등의 활성 수소 화합물을 첨가하여 중합 반응을 정지시키고, 공지된 방법에 따라 불활성 유기 용매 중에서 수첨 촉매의 존재하에 수첨하여, 수소 첨가물인 수첨 블록 공중합체 (X) 로 할 수 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명에 있어서는, 블록 공중합체 (X') 에 있어서의 상기 중합체 블록 (B) 가 갖는 탄소-탄소 이중 결합의 80 몰％ 이상이 수소 첨가된 수첨 블록 공중합체 (X) 가 바람직하다.

수첨 반응은, 수첨 촉매의 존재하에, 반응 온도 20 ∼ 100 ℃, 수소 압력 0.1 ∼ 10 ㎫ 의 조건하에서 실시할 수 있다.

수첨 촉매로는, 예를 들어, 라니 니켈 ; 백금 (Pt), 팔라듐 (Pd), 루테늄 (Ru), 로듐 (Rh), 니켈 (Ni) 등의 금속을 카본, 알루미나, 규조토 등의 담체에 담지시킨 불균일 촉매 ; 니켈, 코발트 등의 제 8 족의 금속으로 이루어지는 유기 금속 화합물과 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄 등의 유기 알루미늄 화합물 또는 유기 리튬 화합물 등의 조합으로 이루어지는 치글러계의 촉매 ; 티탄, 지르코늄, 하프늄 등의 천이 금속의 비스(시클로펜타디에닐) 화합물과 리튬, 나트륨, 칼륨, 알루미늄, 아연 또는 마그네슘 등의 유기 금속 화합물의 조합으로 이루어지는 메탈로센계 촉매 등을 들 수 있다.

이와 같이 하여 얻어진 수첨 블록 공중합체 (X) 는, 중합 반응액을 메탄올 등에 부음으로써 응고시킨 후, 가열 또는 감압 건조시키거나, 중합 반응액을 비등수 중에 붓고, 용매를 공비시켜 제거하는 이른바 스팀 스트립핑을 실시한 후, 가열 또는 감압 건조시킴으로써 취득할 수 있다.

＜오일 (Y)＞

본 발명의 콤파운드 수지는, 40 ℃ 에 있어서의 동점도가 25 ㎟/s 이하인 오일 (Y) (이하, 간단히 「오일 (Y)」라고도 한다) 를 함유한다. 오일 (Y) 의 40 ℃ 에 있어서의 동점도가 25 ㎟/s 이하인 것에 의해, 이것을 배합하여 얻어지는 콤파운드 수지는 끈적거리는 감촉이 없이 인간의 피부에 가까운 질감을 가지며, 또한 인장 응력을 부여해도 잘 파단되지 않고, 형상 복귀성도 양호하고 높은 내구성을 갖는다. 당해 동점도가 25 ㎟/s 를 초과하는 오일을 사용한 경우, 얻어지는 콤파운드 수지는 인간의 피부에 가까운 질감이 얻어지지 않고, 내구성도 저하된다.

상기 효과를 얻는 관점에서, 오일 (Y) 의 40 ℃ 에 있어서의 동점도는 바람직하게는 20 ㎟/s 이하, 보다 바람직하게는 15 ㎟/s 이하, 더욱 바람직하게는 12 ㎟/s 이하이다. 오일 (Y) 의 40 ℃ 에 있어서의 동점도의 하한은 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 0.1 ㎟/s 이상이다.

오일의 40 ℃ 에 있어서의 동점도는 JIS K8803 : 2011 에 준거한 방법으로 측정할 수 있다.

오일 (Y) 로는, 예를 들어, 파라핀계 프로세스 오일, 나프텐계 프로세스 오일 등의 광물유 ; 낙화생유, 로진 등의 식물유 ; 아로마계 오일 ; 인산에스테르 ; 저분자량 폴리에틸렌글리콜 ; 유동 파라핀 ; 저분자량 에틸렌, 에틸렌-α-올레핀 공중합 올리고머, 액상 폴리부텐, 액상 폴리이소프렌 또는 그 수소 첨가물, 액상 폴리부타디엔 또는 그 수소 첨가물 등의 합성유 ; 등을 들 수 있다. 이것들 중에서도, 수첨 블록 공중합체 (X) 와의 상용성의 점에서는 파라핀계 프로세스 오일 및 나프텐계 프로세스 오일로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종이 바람직하고, 파라핀계 프로세스 오일이 보다 바람직하다. 이것들은 1 종을 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.

본 발명의 콤파운드 수지에 있어서의 오일 (Y) 의 함유량은, 수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대해 450 ∼ 1500 질량부이다. 콤파운드 수지 중의 수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대한 오일 (Y) 의 함유량이 450 질량부 미만인 경우에는 인간의 피부에 가까운 질감이 얻어지지 않고, 또 콤파운드 수지 성형품을 신장시킨 후의 형상 복귀성이 열등하다. 또 오일 (Y) 의 함유량이 1500 질량부를 초과하면, 콤파운드 수지 성형품의 인장 내구성이 저하된다. 또 성형성도 저하되는 경우가 있다.

상기 관점에서, 콤파운드 수지에 있어서의 오일 (Y) 의 함유량은, 수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대해, 바람직하게는 450 ∼ 1200 질량부, 보다 바람직하게는 500 ∼ 1100 질량부, 더욱 바람직하게는 600 ∼ 1000 질량부, 보다 더 바람직하게는 700 ∼ 1000 질량부이다.

또, 본 발명의 콤파운드 수지에 있어서의 수첨 블록 공중합체 (X) 와 오일 (Y) 의 합계 함유량은, 바람직하게는 60 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 70 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량％ 이상, 보다 더 바람직하게는 85 질량％ 이상이다. 당해 합계 함유량이 60 질량％ 이상이면 본 발명의 효과를 유효하게 발현할 수 있고, 얻어지는 콤파운드 수지의 성형성도 양호하다. 당해 합계 함유량의 상한은 100 질량％ 이다.

＜그 밖의 성분＞

본 발명의 콤파운드 수지는, 상기 수첨 블록 공중합체 (X), 오일 (Y) 이외에, 본 발명의 효과가 저해되지 않는 범위에 있어서, 자외선 흡수제, 광 안정제, 노화 방지제, 산화 방지제, 착색제, 충전재, 결정핵제 등의 첨가제 ; 수첨 쿠마론·인덴 수지, 수첨 로진계 수지, 수첨 테르펜 수지, 지환족계 수첨 석유 수지 등의 수첨계 수지 ; 올레핀 및 디올레핀 중합체로 이루어지는 지방족계 수지 등의 점착 부여 수지 ; 수첨 폴리이소프렌, 수첨 폴리부타디엔, 수첨 스티렌-부타디엔 랜덤 공중합체, 수첨 스티렌-이소프렌 랜덤 공중합체, 부틸 고무, 폴리이소부틸렌, 폴리부텐 등의 다른 중합체를 함유하고 있어도 된다.

상기 중에서도, 자외선 흡수제, 광 안정제, 노화 방지제, 착색제, 및 충전재 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 첨가제를 함유시키는 것이 바람직하다. 또 본 발명의 콤파운드 수지는, 인체 모형에 사용하는 관점에서는 적어도 자외선 흡수제, 노화 방지제, 및 착색제를 함유하는 것이 바람직하다.

성형품의 자외선 열화를 방지하기 위해서, 본 발명의 콤파운드 수지에 자외선 흡수제를 함유시킬 수 있다.

자외선 흡수제로는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 페닐살리실레이트, p-t-부틸페닐살리실레이트, p-옥틸페닐살리실레이트 등의 살리실산계 자외선 흡수제 ; 2,4-디하이드록시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-옥톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-도데실옥시벤조페논, 2,2'-디하이드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디하이드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2-하이드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논, 비스(2-메톡시-4-하이드록시-5-벤조일페닐)메탄 등의 벤조페논계 자외선 흡수제 ; 2-(2'-하이드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-5'-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3'-5'-디-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3',5'-디-t-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-3',5'-디-t-아밀페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-하이드록시-4'-옥톡시페닐)벤조트리아졸, 2-〔2'-하이드록시-3'-(3",4",5",6"-테트라하이드로프탈이미드메틸)-5'-메틸페닐〕벤조트리아졸, 2,2-메틸렌비스〔4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀〕, 2-(2'-하이드록시-5'-메타크릴옥시페닐)-2H-벤조트리아졸, 2,2'-메틸렌비스〔4-(1,1,3,3-테트라메틸부틸)-6-〔(2H-벤조트리아졸-2-일)페놀〕〕등의 벤조트리아졸계 자외선 흡수제 ; 2-에틸헥실-2-시아노-3,3'-디페닐아크릴레이트, 에틸-2-시아노-3,3'-디페닐아크릴레이트 등의 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제 ; 니켈비스(옥틸페닐)설파이드,〔2,2'-티오비스(4-t-옥틸페놀레이트)〕-n-부틸아민니켈, 니켈컴플렉스-3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질-인산모노에틸레이트, 니켈-디부틸디티오카르바메이트 등의 니켈계 자외선 흡수제 등을 들 수 있다.

이것들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도, 자외선 흡수제로는 벤조트리아졸계 자외선 흡수제가 바람직하다.

자외선 흡수제의 첨가량은, 콤파운드 수지 중, 통상 0.1 ∼ 10 질량％, 바람직하게는 0.2 ∼ 5 질량％ 의 범위이다.

광 안정제로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)세바케이트, SanolLS-770 (산쿄 (주) 제조), 아데카스타브 LA-77 ((주) ADEKA 제조), 스미소프 577 (스미토모 화학 공업 (주) 제조), 바이오소브 04 (쿄도 약품 (주) 제조), Chimassorb944LD (BASF 사 제조), Tinuvin144 (BASF 사 제조), 아데카스타브 LA-52, 아데카스타브 LA-57, 아데카스타브 LA-67, 아데카스타브 LA-68, 아데카스타브 LA-77, 아데카스타브 LA-87 (이상 (주) ADEKA 제조), GoodriteUV-3034 (굿리치 (Goodrich) 사 제조) 등의 힌더드아민계 광 안정제 (HALS) 등을 들 수 있다.

이것들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.

광 안정제의 첨가량은, 콤파운드 수지 중, 통상 0.1 ∼ 5 질량％, 바람직하게는 0.2 ∼ 3 질량％ 의 범위이다.

노화 방지제로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 부틸화 하이드록시아니솔, 2,6-디-t-부틸-4-에틸페놀, 스테아릴-β-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트 등의 모노페놀계 노화 방지제 ; 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2-메틸렌비스(4-에틸-6-t-부틸페놀), 4,4-티오비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 4,4-부틸리덴비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 3,9-비스〔1,1-디메틸-2-〔β-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시〕에틸〕2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸 등의 비스페놀계 노화 방지제 ; 1,1,3-트리스(2-메틸-4-하이드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 테트라키스-〔메틸렌-3-(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시페닐)프로피오네이트〕메탄, 비스〔3,3'-비스-(4'-하이드록시-3'-t-부틸페닐)부티릭애시드〕글리콜에스테르, 1,3,5-트리스(3',5'-디-t-부틸-4'-하이드록시벤질)-S-트리아진-2,4,6-(1H,3H,5H)트리온, 토코페롤류 등의 고분자형 페놀계 노화 방지제 ; 디라우릴3,3'-티오디프로피오네이트, 디미리스틸3,3'-티오디프로피오네이트, 디스테아릴3,3'-티오디프로피오네이트 등의 황계 노화 방지제 ; 트리페닐포스파이트, 디페닐이소데실포스파이트, 페닐디이소데실포스파이트, 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-t-부틸페닐디트리데실)포스파이트, 트리스(노닐페닐)포스파이트, 트리스(디노닐페닐)포스파이트, 디이소데실펜타에리트리톨디포스파이트, 9,10-디하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 10-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)-9,10-디하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌-10-옥사이드, 10-데실옥시- 9,10-디하이드로-9-옥사-10-포스파페난트렌, 트리스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 사이클릭네오펜탄테트라일비스(2,4-디-t-부틸페닐)포스파이트, 사이클릭네오 펜탄테트라일비스(2,6-디-t-부틸-4-메틸페닐)포스파이트, 2,2-메틸렌비스(4,6-디-t-부틸페닐)옥틸포스파이트 등의 인계 노화 방지제 ; 디에틸(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)포스포네이트, 에틸디(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시벤질)포스포네이트, 6-[3-(3-t-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로폭시]-2,4,8,10-테트라-t-부틸디벤조 [d,f][1,3,2]디옥사포스페핀 등의 페놀인계 노화 방지제를 들 수 있다.

또, 그 밖의 노화 방지제로서, 폴리(2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린), 6-에톡시-1,2-디하이드로-2,2,4-트리메틸퀴놀린, 1-(N-페닐아미노)-나프탈렌, 스티렌화 디페닐아민, 디알킬디페닐아민, N,N'-디페닐-p-페닐렌디아민, N-페닐-N'-이소프로필-p-페닐렌디아민, N,N'-디-2-나프틸-p-페닐렌디아민, 2-메르캅토벤즈이미다졸, 2-메르캅토벤즈이미다졸의 아연염, 2-메르캅토메틸벤즈이미다졸, 디부틸디티오카르바민산니켈, 산노크 (오우치 신흥 화학 (주) 제조), 산타이트 (세이코 화학 (주) 제조), 오조가드 G (카와구치 화학 (주) 제조) 등을 들 수 있다.

이것들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다. 그 중에서도, 노화 방지제로는 페놀인계 노화 방지제가 바람직하다.

노화 방지제의 첨가량은, 콤파운드 수지 중, 통상 0.1 ∼ 10 질량％, 바람직하게는 0.5 ∼ 5 질량％ 의 범위이다.

착색제로는, 안료 및 염료 등을 용도 및 착색 목적에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 내후성의 관점에서는 안료가 바람직하다. 안료로는, 유기 안료, 무기 안료 모두 사용할 수 있다.

본 발명의 콤파운드 수지를 인체 모형에 사용하는 경우에는, 예를 들어, 피부색의 안료를 함유시킬 수 있다.

착색제의 첨가량은, 콤파운드 수지 중, 통상 0.01 ∼ 10 질량％, 바람직하게는 0.1 ∼ 5 질량％ 의 범위이고, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

충전재로는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 목분, 펄프, 목면 칩, 아스베스토, 유리 섬유, 탄소 섬유, 마이카, 호두 각분 (殼紛), 벼 각분, 그라파이트, 규조토, 백토, 실리카 (흄드 실리카, 침강성 실리카, 결정성 실리카, 용융 실리카, 돌로마이트, 무수규산, 함수규산 등), 카본 블랙 등의 보강성 충전재 ; 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 규조토, 소성 클레이, 클레이, 탤크, 산화티탄, 벤토나이트, 유기 벤토나이트, 산화제2철, 벵갈라, 알루미늄 미분말, 플린트 분말, 산화아연, 활성 아연화 (華), 아연말 (末), 탄산아연 및 시라수 벌룬 등의 충전재 ; 석면, 유리 섬유 및 유리 필라멘트, 탄소 섬유, 케블라 섬유, 폴리에틸렌 파이버 등의 섬유상 충전재 등을 들 수 있다. 상기 중에서도, 탄산칼슘이 바람직하다.

충전재의 첨가량은, 콤파운드 수지 중, 통상 0.1 ∼ 15 질량％, 바람직하게는 0.5 ∼ 10 질량％ 의 범위이다.

본 발명의 콤파운드 수지의 25 ℃ 에 있어서의 비중은, 인체에 가까운 중량감을 갖는 인체 모형을 얻는 관점에서, 바람직하게는 0.85 ∼ 1.05 이고, 보다 바람직하게는 0.85 ∼ 1.00, 더욱 바람직하게는 0.85 ∼ 0.95 의 범위이다. 콤파운드 수지의 비중은 JIS Z8807 : 2012 에 준거한 방법으로 측정할 수 있다.

＜콤파운드 수지의 제조 방법＞

본 발명의 콤파운드 수지의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기한 수첨 블록 공중합체 (X), 오일 (Y), 및 필요에 따라 첨가제를, 믹싱 롤, 니더, 밴버리 믹서, 브라벤더 믹서, 1 축 또는 2 축 압출기 등의 혼련 장치를 사용하여 용융 혼련함으로써 실시할 수 있다. 혼련은 일반적으로 100 ∼ 250 ℃ 에서 실시된다.

상기 용융 혼련을 실시한 후, 공지된 방법으로 성형함으로써, 본 발명의 콤파운드 수지로 이루어지는 성형체를 제조할 수 있다. 성형 방법으로는 특별히 제한은 없고, 제조되는 성형체의 크기, 형상 등에 따라 적절히 선택할 수 있지만, 예를 들어, 사출 성형, 압축 성형, 주형 성형, 압출 성형, 캐스트 성형, 프레스 성형 등의 성형 방법을 이용할 수 있다.

＜용도＞

본 발명의 콤파운드 수지는 후술하는 인체 모형에 대해 바람직하지만, 그 엘라스토머 특성이나 내구성을 이용하여, 그 밖의 용도에도 사용할 수 있다. 예를 들어, 완충재, 제진재, 실링재, 점착재, 방열재, 봉지재, 신축재, 단열재, 방음재, 차음재, 도광재, 포장재, 슈즈, 재킷, 프로텍터, 헬멧, 의지 (義肢), 의족, 매트, 패드, 베드, 매트리스, 베개, 휠체어, 카시트, 유모차, 휴대 전화, 디지털 카메라, PC, 게임기, 네비게이션 시스템, 가전, 전동 공구, 산업용 기기, 로봇, 자동차, 선박, 항공기, 모터, 발전기, 태양 전지, 광 파이버 케이블, 광 파이버 커넥터, 가구, 문구, 완구, 슈즈용 안창, 창틀, 캔들, 식품 모형 등, 폭 넓은 분야에 있어서 유효하게 사용할 수 있다.

[인체 모형]

본 발명의 인체 모형은, 전술한 본 발명의 콤파운드 수지를 함유하는 것을 특징으로 한다. 당해 콤파운드 수지는 비중이 인체에 가깝고, 인간의 피부나 내장에 가까운 질감을 가지며, 또한 높은 내구성을 가지므로, 인체 모형에 바람직하게 사용된다.

본 발명의 인체 모형은 당해 콤파운드 수지로 이루어지는 인체 모형이어도 되고, 그 일부가 본 발명의 콤파운드 수지에 의해 구성된 인체 모형이어도 된다. 또, 본 명세서에 있어서의 인체 모형은 인체의 전신에 관련된 것에 한정되지 않고, 인체의 일부에 관련된 모형도 포함한다.

특히, 본 발명의 콤파운드 수지는 인간의 피부나 내장에 가까운 질감을 갖고 있는 점에서, 본 발명의 인체 모형은 상기 콤파운드 수지에 의해 구성된, 피부, 지방, 장기, 근육, 및 혈관으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 부위를 포함하는 것인 것이 바람직하다.

인체 모형의 제조 방법에는 특별히 제한은 없고, 예를 들어, 전술한 방법으로 제조한 콤파운드 수지를, 원하는 형상을 갖는 주형 (鑄型) 을 사용하여 성형함으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 인체 모형은, 보다 인체에 가까운 질감 및 중량감을 갖고, 또한 높은 내구성을 갖고 있는 점에서, 의료용 팬텀 용도 또는 의료용 시뮬레이터 용도의 인체 모형으로서 바람직하다.

실시예

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 실시예 및 비교예 중의 각 물성은, 이하의 방법에 의해 측정 또는 평가하였다.

＜수소 첨가율, 스티렌 유래의 구조 단위의 함유량＞

¹H-NMR 측정에 의해 구하였다.

·장치 : 핵자기 공명 장치 「Lambda-500」(니혼 전자 주식회사 제조)

·용매 : 중수소화 클로로포름

＜오일의 점도 (40 ℃)＞

JIS K8803 : 2011 에 준거한 방법으로, 40 ℃ 에 있어서의 오일의 동점도 (㎟/s) 를 측정하였다.

＜비중＞

각 예에서 얻어진 콤파운드 수지의 비중은, JIS Z8807 : 2012 에 준거한 방법으로 25 ℃ 에 있어서 측정하였다.

＜성형성＞

각 예에서 얻어진 콤파운드 수지의 사출 성형 시트 (가로 × 세로 × 두께가 100 ㎜ × 30 ㎜ × 1 ㎜) 를 샘플로 하여, 가로 × 세로의 샘플 표면을 관찰하고, 크레이터의 유무로 평가하였다.

성형성의 판정 기준은 하기이다.

◎ : 크레이터 없음 (표면이 깨끗)

○ : 크레이터 1 ∼ 3 개 지점

△ : 크레이터 4 개 지점 이상

＜인장 내구 시험＞

각 예에서 얻어진 콤파운드 수지의 사출 성형 시트 (가로 × 세로 × 두께가 100 ㎜ × 30 ㎜ × 1 ㎜) 를 샘플로서 사용하고, 가로 길이가 200 ㎜ 가 될 때까지 신장 (200 ％ 신장) 시킨 후, 원래의 사이즈까지 되돌리는 조작을 1 회로 하고, 이 조작을 100 회, 300 회 및 500 회 반복하여 실시했을 때의, 샘플 파단의 유무 및 샘플의 신장 폭을 측정하였다. 평가 결과는, 3 개의 샘플로 측정한 값의 평균값으로 하였다.

종합 평가의 판정 기준은 하기이다.

◎ : 500 회 시험 후의 샘플의 신장 폭이 0.1 ㎜ 이하

○ : 500 회 시험 후의 샘플의 신장 폭이 0.1 ㎜ 초과, 0.2 ㎜ 이하

△ : 500 회 시험 후의 샘플의 신장 폭이 0.2 ㎜ 초과, 0.3 ㎜ 이하

× : 500 회 시험 후의 샘플의 신장 폭이 0.3 ㎜ 초과

＜형상 복귀 시험＞

각 예에서 얻어진 콤파운드 수지의 사출 성형 시트 (가로 × 세로 × 두께가 100 ㎜ × 30 ㎜ × 1 ㎜) 를 샘플로서 사용하고, 가로 100 ㎜ 에 대해 150 ％ (150 ㎜) 및 200 ％ (200 ㎜) 가 되도록 신장시킨 상태에서 48 시간 방치한 후, 원래의 사이즈까지 되돌렸을 때의 샘플 폭을 측정하였다. 평가 결과는, 3 개의 샘플로 측정한 값의 평균값으로 하였다. 판정 기준은 하기이다.

○ : 100 ㎜ (원래의 상태)

△ : 100 ㎜ 초과 105 ㎜ 이하 (신장 폭이 5 ㎜ 이내)

× : 105 ㎜ 초과 (신장 폭이 5 ㎜ 초과)

＜관능 평가＞

각 예에서 얻어진 콤파운드 수지의 사출 성형 시트 (가로 × 세로 × 두께가 100 ㎜ × 30 ㎜ × 1 ㎜) 에 대해, 하기 3 점에 대해 관능 평가를 실시하였다. 관능 평가는, 모니터 10 명의 평가 점수를 집계하고, 그 평균값을 평가 결과로 하였다.

평가 점수는 다음과 같다 ; 매우 우수하다 (5 점), 우수하다 (4 점), 보통 (3 점), 그다지 좋지 않다 (2 점), 좋지 않다 (1 점).

(인간의 피부와 같은 감촉)

상기 사출 성형 시트를 손가락으로 누른 반발력이 인간의 피부에 가까운지 평가하였다.

(외관)

피부색의 안료를 반죽한 상기 시트에 대해, 발색의 양호함을 평가하였다.

(신장)

상기 시트를 200 ％ 까지 잡아당겨, 신장 용이함을 평가하였다.

상기 중에서도 「인간의 피부와 같은 감촉」의 평가가 중요하다. 인간의 피부와 같은 감촉의 평가에 대해서는, 4.0 점 이상을 합격점으로 한다.

[실시예에서 사용한 콤파운드 수지 원료]

이하에, 각 예에서 사용한 각 성분의 상세를 나타낸다.

〔수첨 블록 공중합체 (X)〕

셉톤 4055 (상품명), 주식회사 쿠라레 제조, 폴리스티렌-폴리(1,3-부타디엔/이소프렌)-폴리스티렌 [스티렌 유래의 중합체 블록 함유량 : 30 질량％] 의 수소 첨가물인 수첨 트리 블록 공중합체, 5 질량％ 톨루엔 용액 점도 (30 ℃) : 90 mPa·s

셉톤 4033 (상품명), 주식회사 쿠라레 제조, 폴리스티렌-폴리이소프렌-폴리스티렌 [스티렌 유래의 중합체 블록 함유량 : 30 질량％] 의 수소 첨가물인 수첨 트리 블록 공중합체, 10 질량％ 톨루엔 용액 점도 (30 ℃) : 50 mPa·s

셉톤 4077 (상품명), 주식회사 쿠라레 제조, 폴리스티렌-폴리(1,3-부타디엔/이소프렌)-폴리스티렌 [스티렌 유래의 중합체 블록 함유량 : 30 질량％] 의 수소 첨가물인 수첨 트리 블록 공중합체, 5 질량％ 톨루엔 용액 점도 (30 ℃) : 300 mPa·s

셉톤 4099 (상품명), 주식회사 쿠라레 제조, 폴리스티렌-폴리(1,3-부타디엔/이소프렌)-폴리스티렌 [스티렌 유래의 중합체 블록 함유량 : 30 질량％] 의 수소 첨가물인 수첨 트리 블록 공중합체, 5 질량％ 톨루엔 용액 점도 (30 ℃) : 670 mPa·s

〔오일 (Y)〕

CARNATION (상품명), sonneborn 사 제조, 파라핀계 프로세스 오일, 동점도 (40 ℃) : 11 ㎟/s

KF-50 (상품명), SEOJIN CHEMICAL 사 제조, 파라핀계 프로세스 오일, 동점도 (40 ℃) : 7.5 ㎟/s

PW-32 (상품명), 이데미츠 흥산 주식회사 제조, 파라핀계 프로세스 오일, 동점도 (40 ℃) : 30 ㎟/s

PW-90 (상품명), 이데미츠 흥산 주식회사 제조, 파라핀계 프로세스 오일, 동점도 (40 ℃) : 90 ㎟/s

실시예 1 (콤파운드 수지 및 그 성형품의 제조)

2 축 압출기 (구경 46 ㎜, L/D ＝ 46) 를 사용하여, 표 1 에 나타내는 배합의 수첨 블록 공중합체 (X) 및 오일 (Y), 그리고, 첨가제로서 자외선 흡수제, 광 안정제, 노화 방지제, 충전제 (탄산칼슘), 안료를 혼합하고, 200 ℃ 에서 용융 혼련하여, 콤파운드 수지를 얻었다. 첨가제의 합계량은 콤파운드 수지의 10 질량％ 로 하였다.

이 콤파운드 수지를 사용하여, 사출 성형기 (200 ℃) 로, 가로 × 세로 × 두께가 100 ㎜ × 30 ㎜ × 1 ㎜ 가 되도록 금형으로 성형하여, 사출 성형 시트를 제작하였다.

제작된 시트를 사용하여, 상기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

실시예 2 ∼ 13, 비교예 1 ∼ 6

수첨 블록 공중합체 (X) 및 오일 (Y) 의 배합을 표 1 에 나타내는 바와 같이로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 콤파운드 수지 및 사출 성형 시트를 제작하여, 상기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

비교예 7

아사히 화성 와커 실리콘 주식회사 제조의 실리콘 수지를, 가로 × 세로 × 두께가 100 ㎜ × 30 ㎜ × 1 ㎜ 가 되도록 금형으로 성형하여, 사출 성형 시트를 제작하였다. 제작된 시트를 사용하여, 상기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

비교예 8

에이치·앤드·케이 주식회사 제조의 우레탄 수지를 가로 × 세로 × 두께가 100 ㎜ × 30 ㎜ × 1 ㎜ 가 되도록 금형으로 성형하여, 사출 성형 시트를 제작하였다. 제작된 시트를 사용하여, 상기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

비교예 9

주식회사 코바야시 제조의 연질 염화비닐 수지를 가로 × 세로 × 두께가 100 ㎜ × 30 ㎜ × 1 ㎜ 가 되도록 금형으로 성형하여, 사출 성형 시트를 제작하였다. 제작된 시트를 사용하여, 상기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

표 1 에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 콤파운드 수지로 이루어지는 성형품 (시트) 은 인장 내구성이 높고, 신장 후의 형상 복귀성도 양호하고, 질감이나 외관이 인간의 피부와 가깝다 (실시예 1 ∼ 13). 특히, 종래 인체 모형에 사용되고 있는 실리콘 수지, 우레탄 수지, 연질 염화비닐 수지 (비교예 7 ∼ 9) 와 비교하면 그 효과는 현저하다. 비교예 7 ∼ 9 의 수지는 비중이 인간의 피부보다 훨씬 높고, 관능 평가에 있어서도 낮은 결과가 되었다.

수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대한 오일 (Y) 의 함유량이 450 질량부 미만인 비교예 1 에서는, 형상 복귀성, 인간의 피부와 같은 감촉이 저하되고, 오일 (Y) 의 함유량이 1500 질량부를 초과하는 비교예 2 에서는 인장 내구성이 불충분하였다. 또, 오일의 점도가 높은 비교예 3 ∼ 6 에서는 인장 내구성, 200 ％ 신장 후의 형상 복귀성이 저하되고, 인간의 피부와 같은 감촉 등의 관능 평가도 실시예보다 낮은 결과가 되었다.

산업상 이용가능성

본 발명의 콤파운드 수지는 비중이 인체에 가깝고, 인간의 피부나 내장에 가까운 질감을 가지며, 또한 높은 내구성을 가지므로, 인체 모형에 대한 용도 전개, 특히 의료용 팬텀 용도 또는 의료용 시뮬레이터에 탑재하는 의사 생체 소재로서 유용하다.

Claims

방향족 비닐 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (A) 와 공액 디엔 화합물 유래의 구조 단위를 주체로 하는 중합체 블록 (B) 를 갖고, 적어도 1 개의 말단이 그 중합체 블록 (A) 로 구성되어 있는 블록 공중합체 (X') 의 수소 첨가물인 수첨 블록 공중합체 (X) 와, 40 ℃ 에 있어서의 동점도가 25 ㎟/s 이하인 오일 (Y) 를 함유하고, 그 수첨 블록 공중합체 (X) 100 질량부에 대한 그 오일 (Y) 의 함유량이 450 ∼ 1500 질량부인, 콤파운드 수지로서,
상기 콤파운드 수지의 25 ℃ 에 있어서의 비중이 0.85 ∼ 1.05 인, 콤파운드 수지.
제 1 항에 있어서,
상기 방향족 비닐 화합물이 스티렌인, 콤파운드 수지.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공액 디엔 화합물이 부타디엔 및 이소프렌으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인, 콤파운드 수지.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 오일 (Y) 가 파라핀계 프로세스 오일인, 콤파운드 수지.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
추가로 자외선 흡수제를 함유하는, 콤파운드 수지.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 콤파운드 수지를 포함하는 인체 모형.
제 6 항에 있어서,
상기 콤파운드 수지에 의해 구성된, 피부, 지방, 장기, 근육, 및 혈관으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 개의 부위를 포함하는, 인체 모형.
제 6 항에 있어서,
의료용 팬텀 용도 또는 의료용 시뮬레이터 용도인, 인체 모형.