JP6906605B2 - 成形用環状オレフィン系樹脂組成物、成形体および樹脂 - Google Patents
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Description
一方、環状オレフィン系ブロック重合体を含む組成物については、特許文献3、4に開示がある。また、特許文献5には、異なる環状オレフィン含有量を有する2種以上のα−オレフィン・環状オレフィン共重合体ユニットからなるブロック共重合体の開示がある。
特許文献3、4に開示されたブロック重合体を含む組成物では、透明性が十分でなく、また、耐衝撃性と耐熱性においても改善が必要であった。
特許文献5には、複数のガラス転移点を有する共重合体が報告されている。しかし、高温側のガラス転移点が十分に高いとは言い難く、より高い耐熱性・耐湿熱性が求められる上記分野等においては耐熱性・耐湿熱性がいまだ十分なものではなく、改善が必要と考えられた。
α−オレフィンに由来する構造単位(a1)と、環状オレフィンに由来する構造単位(a2)とを有し、示差走査熱量測定を行ったときに50℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点があり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分散度が1.0〜1.6の範囲にある樹脂(A)を含有する、成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)が、前記構造単位(a1)と前記構造単位(a2)との含有比率が互いに異なる第1セグメントと第2セグメントを有し、
前記第1セグメントが、前記構造単位(a1)0〜80モル%および前記構造単位(a2)20〜100モル%を含み、
前記第2セグメントが、前記構造単位(a1)40〜100モル%および前記構造単位(a2)0〜60モル%を含み、
前記第2セグメント中における前記構造単位(a1)のモル比が、前記第1のセグメント中における前記構造単位(a1)のモル比よりも大きい成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
2.
1.に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記第2セグメントの含有量が、前記樹脂(A)の全量に対して1〜80質量%である成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
3.
1.または2.に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)が、30℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点を有する、成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
4.
1.〜3.のいずれか1項に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)の、135℃のデカリン中での極限粘度[η]が0.05〜10dl/gである成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
5.
1.〜4.のいずれか1項に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物からなる成形体。
6.
5.に記載の成形体であって、
医療用容器である成形体。
7.
5.または6.に記載の成形体であって、
シリンジまたは薬液保存容器である成形体。
8.
α−オレフィンに由来する構造単位(a1)と、環状オレフィンに由来する構造単位(a2)とを有し、示差走査熱量測定を行ったときに50℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点があり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分散度が1.0〜1.6の範囲にある樹脂であって、
前記構造単位(a1)と前記構造単位(a2)との含有比率が互いに異なる第1セグメントと第2セグメントを有し、
前記第1セグメントが、前記構造単位(a1)0〜80モル%および前記構造単位(a2)20〜100モル%を含み
前記第2セグメントが、前記構造単位(a1)40〜100モル%および前記構造単位(a2)0〜60モル%を含み、
前記第2セグメント中における前記構造単位(a1)のモル比が、前記第1のセグメント中における前記構造単位(a1)のモル比よりも大きい樹脂。
9.
8.に記載の樹脂であって、
前記第2セグメントの含有量が、前記樹脂の全量に対して1〜80質量%である樹脂。
10.
8.または9.に記載の樹脂であって、
30℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点がある樹脂。
11.
8.〜10.のいずれか1項に記載の樹脂であって
135℃のデカリン中での極限粘度[η]が0.05〜10dl/gである樹脂。
数値範囲の説明における「a〜b」との表記は、特に断らない限り、a以上b以下のことを表す。
本明細書における基(原子団)の表記において、置換か無置換かを記していない表記は、置換基を有しないものと置換基を有するものの両方を包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有しないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
なお、以下では、上記の樹脂を、単に「樹脂(A)」などとも表記する。
この「脆さ」(割れやすさ)を改善するため、α−オレフィン等を環状オレフィンと共重合して、樹脂の剛性を適度に低下させることが考えられる。
しかし、α−オレフィンと環状オレフィンとを単にランダム共重合すると、環状オレフィン構造の担う機能が、α−オレフィンにより「希釈」ないし「相殺」され、結果、所望の強度等が得られないおそれがある。
ここで、本実施形態に係る樹脂(A)が「50℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点がある」ということは、樹脂(A)が、熱に対する分子運動性が顕著に異なる2以上のセグメント(部分構造)を含むことを意味すると考えられる。すなわち、樹脂(A)は、1本のポリマー鎖中に、α−オレフィンがリッチな部位と、環状オレフィンがリッチな部位の両方を有していると考えられる。
このような樹脂(A)であれば、環状オレフィン構造の担う機能が、α−オレフィンにより希釈・相殺されることがなく、環状オレフィンとα−オレフィン双方に由来する性質がそれぞれ発現されると考えられる。結果、良好な耐衝撃性を得ることができると考えられる。
特に、樹脂(A)は、高温側のガラス転移点が125℃以上の領域にあることで耐熱性および耐湿熱性に優れ、50℃以下の低温領域にガラス転移温度があることで衝撃強度に優れるという効果が得られると考えられる。このような性質は、特に、高温殺菌・滅菌などへの適性、および、割れにくさが求められる医療用容器への適用に好ましいと考えられる。
しかし、異なる樹脂をブレンドする場合、最終的な成形体の透明性が低くなる恐れがある。例えば、併用する2種の樹脂の屈折率が異なると、得られる成形体の透明性が低くなることなどがありうる。また、樹脂同士の親和性が悪い場合には、均一な性質の成形体を作製できない場合もありうる。
この点、1本のポリマー鎖中に、α−オレフィンがリッチな部位と、環状オレフィンがリッチな部位の両方を有していると考えられる樹脂(A)を用いれば、上記のような問題は原理的に起こりがたい。結果、透明性が高い成形体を得ることができると考えられる。
樹脂(A)について具体的に説明する。
樹脂(A)は、示差走査熱量測定を行ったときに、50℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点(Tg)がある。より好ましくは、樹脂(A)は、示差走査熱量測定を行ったときに、30℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点(Tg)を有する。
この2つのガラス転移点のうち、低温側のガラス転移点の温度をTg1、高温側のガラス転移点の温度をTg2としたとき、Tg1の好ましい範囲は−50〜50℃、より好ましい範囲は0℃〜30℃である。また、Tg2の好ましい範囲は125〜180℃、より好ましい範囲は125〜160℃である。
低温側のガラス転移点の温度をTg1が上記範囲にあることで、衝撃強度において好ましい。また、高温側のガラス転移点の温度をTg2が上記範囲にあることで、耐熱性において好ましい。
ガラス転移温度を上記範囲に調整する方法については、樹脂(A)の製造方法の項で詳述する。
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは10000〜500000、さらに好ましくは20000〜300000である。また、分散度(Mw/Mn)は1.0〜1.6、好ましくは1.0〜1.5である。これらは、GPC(ゲル濾過クロマトグラフィー)測定でのポリスチレン換算値として求めることができる。
分散度(Mw/Mn)が上記範囲にあることで、ヘイズ(透明性)において好ましい。
樹脂(A)は、α−オレフィンに由来する構造単位(a1)を有する。α−オレフィン(モノマー)として具体的には、炭素数2〜20のα−オレフィンが挙げられる。好ましくはエチレンまたはプロピレン、より好ましくはエチレンである。
樹脂(A)を得るに際して、複数種のα−オレフィン(モノマー)を用いてもよい。
樹脂(A)は、環状オレフィンに由来する構造単位(a2)を有する。環状オレフィン(モノマー)の構造としては、単環構造でも多環構造でもよい。例えば、シクロペンテン構造、シクロヘキセン構造、シクロペンタジエン構造、ノルボルネン構造、ノルボルナジエン構造、ジヒドロジシクロペンタジエン構造、テトラシクロドデセン構造、トリシクロデセン構造、トリシクロウンデセン構造、ペンタシクロペンタデセン構造、ペンタシクロヘキサデセン構造等が挙げられる。
nは0または1であり、
mは0または正の整数であり、
qは0または1であり、
R1〜R18ならびにRaおよびRbは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子および炭化水素基よりなる群から選ばれる原子または基を表す。R15〜R18は互いに結合して単環または多環を形成していてもよく、かつ、この単環または多環は二重結合を有していてもよい。また、R15とR16とで、またはR17とR18とでアルキリデン基を形成していてもよい。
qが0の場合には、それぞれの結合手が結合して5員環を形成する。
pおよびqはそれぞれ独立に0または1以上の整数であり、
mおよびnはそれぞれ独立に0、1または2であり、
R1〜R19はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基またはアルコキシ基であり、R9およびR10が結合している炭素原子と、R13またはR11が結合している炭素原子とは直接あるいは炭素数1〜3のアルキレン基を介して結合していてもよく、またn=m=0のとき、R15とR12またはR15とR19とは互いに結合して単環または多環の芳香族環を形成していてもよい。
樹脂(A)を得るに際して、環状オレフィンは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
樹脂(A)は、本発明の効果を奏する限り、構造単位(a1)と構造単位(a2)以外の構造単位を含んでいてもよい。そのような構造単位の割合は、樹脂(A)の全繰り返し単位中、通常0〜20モル%、好ましくは0〜10モル%である。また、樹脂(A)は、構造単位(a1)と構造単位(a2)以外の構造単位を含まなくてもよい。
樹脂(A)の一態様としては、樹脂(A)が、以下の第1セグメントと第2セグメントを有する態様が好ましく挙げられる。ここで、第1セグメントと第2セグメントは、構造単位(a1)と構造単位(a2)の含有比率が互いに異なる。
第1セグメント:構造単位(a1)0〜80モル%および構造単位(a2)20〜100モル%を含むセグメント
第2セグメント:構造単位(a1)40〜100モル%および構造単位(a2)0〜60モル%を含むセグメント
また、第2セグメント中における構造単位(a2)のモル比は、第1のセグメント中における前記構造単位(a2)のモル比よりも小さいことが好ましい。つまり、第2セグメントは、比較的、環状オレフィンに由来する構造単位の割合が少ないことが好ましい。
第1セグメント中の構造単位(a2)の含有量は、通常20〜100モル%、好ましくは20〜70モル%、より好ましくは25〜50モル%である。
第2セグメント中の構造単位(a1)の含有量は、通常40〜100モル%、好ましくは70〜95モル%である。
第2セグメント中の構造単位(a2)の含有量は、通常0〜60モル%、好ましくは5〜30モル%である。
また、第2セグメント中の構造単位(a1)の含有量(モル%)は、第1セグメント中の構造単位(a1)の含有量(モル%)よりも、5モル%以上大きいことが好ましく、10モル%以上大きいことがより好ましく、15モル%以上大きいことがさらに好ましい。
また、樹脂(A)中の、第1セグメントの含有量は、樹脂(A)の全体に対して20〜99質量%であることが好ましく、40〜90質量%であることがより好ましい。
このような範囲とすることで、耐衝撃性と透明性をより高度に両立させることができる。
また、別の方法としては、(1)まず、構造単位(a1)と構造単位(a2)の共重合比が既知の(または通常の手法で精度よく測定可能な)ランダム重合体のガラス転移温度を測定することにより、各構造単位の含有量とガラス転移温度の相関式を求め、(2)次に、その相関式に、樹脂(A)で測定されたガラス転移温度を代入することで求めることもできる。発明者らの知見によると、第1セグメントの分子運動と第2セグメントの分子運動は独立性が高く、このような手法により、十分な精度で、各セグメント内における構造単位(a1)および構造単位(a2)の含有量(共重合比)を知ることができる。
また、別の方法としては、樹脂(A)全体を基準とした構造単位(a1)および/または構造単位(a2)の共重合比(13C−NMRなどで求めらえる)と、各セグメント内における構造単位(a1)および/または構造単位(a2)の共重合比から、方程式を立式して求めることもできる。
第2セグメントの「長さ」についても、第1セグメントと同様である。
樹脂(A)は、135℃のデカリン中で測定した極限粘度[η]が、通常は0.01〜10dl/gであり、好ましくは0.05〜5dl/gである。適当な極限粘度とすることで、樹脂をあまり高温とせずとも十分に成形することができる。
樹脂(A)の製造方法は、特に限定されない。付加重合や開環重合など、公知の方法に基づき製造(合成)できる。具体的には、付加重合により製造できる。より具体的には、共重合を炭化水素溶媒中で行い、触媒としてこの炭化水素溶媒に可溶性のバナジウム化合物および有機アルミニウム化合物から形成されるバナジウム系触媒、チタン化合物および有機アルミニウム化合物から形成されるチタン系触媒、または少なくとも2個の共役シクロアルカジエニル基が低級アルキレン基を介して結合した多座配位性化合物を配位子とするジルコニウム化合物およびアルミノオキサンから形成されるジルコニウム系触媒を用いて製造することが好ましい。
触媒として好ましくは、下記一般式(I)で表せる遷移金属化合物を含む。これは、樹脂(A)のガラス転移温度を上記範囲内に調整する点において好ましい。
なお、下記一般式(I)で、N・・・Mと表されている部分は、一般的には配位していることを示すが、本実施形態においては配位していてもしていなくてもよい。
Mは、周期律表4〜5族の遷移金属原子を示し、
mは、1〜4の整数を示し、
R1は、1つまたは複数の置換基を有していてもよい、アリール基または複素環式化合物残基を示し、
R2〜R5は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ヘテロ環式化合物残基、酸素含有基、窒素含有基、ホウ素含有基、イオウ含有基、リン含有基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基を示し、これらのうちの2個以上が互いに連結して環を形成していてもよく、
R6は、1つまたは複数の置換基を有していてもよいフェニル基、1つまたは複数の置換基を有していてもよいナフチル基、1つまたは複数の置換基を有していてもよいビフェニル基、1つまたは複数の置換基を有していてもよいターフェニル基および1つまたは複数の置換基を有していてもよいフェナントリル基から選ばれる基を示し、また、mが2以上の場合にはR1〜R6で示される基のうち2個の基が連結されていてもよく(ただしR1同士が結合されることはない)、
nは、Mの価数を満たす数であり、
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、酸素含有基、イオウ含有基、窒素含有基、ホウ素含有基、アルミニウム含有基、リン含有基、ハロゲン含有基、ヘテロ環式化合物残基、ケイ素含有基、ゲルマニウム含有基、またはスズ含有基を示し、nが2以上の場合は、Xで示される複数の基は互いに同一でも異なっていてもよく、またXで示される複数の基は互いに結合して環を形成してもよい。
R1のアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などが挙げられる。
R1の複素環式化合物残基として具体的には、ピロール、ピリジン、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、オキサゾール、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、アゼピン、インドリジン、インドール、イソインドール、インダゾール、キノリン、イソキノリン、ナフチリジン、キナゾリン、フタラジン、キノキサリン、シノリン、カルバゾール、フェナンチリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、アジリジン、アセチジン、ピロリジン、ピペリジン、ピロリン、イミダゾリジン、イミダゾリン、ピラゾリジン、ピラゾリン、ピペラジン、インドリン、イソインドリン、キヌクリジン、プリン、プテリジン、フラン、ピラン、ベンゾフラン、イソベンゾフラン、ジオキソラン、クロメン、クロマン、イソクロマン、キサンテン、オキシラン、オキセタン、オキソラン、オキサジアゾール、チオフェン、ベンゾチオフェン、チエタン、チアゾール、イソチアゾール、チアナフテン、チアントレン、チアジアゾール、トリチアン、フェノキサチン、イソキサゾール、フェノチアジン、フェノキサジン、フラザン、モルホリンなどが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
アルコキシ基として具体的には、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、t−ブトキシ基などが挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
これらのうち、炭素原子数が1〜20のものが好ましい。
また、高分子反応により、構造単位(a1)と構造単位(a2)の含有比が互いに異なる2種以上のポリマー前駆体を結合させる方法もある。さらに、リビングラジカル重合技術を用いる方法などもある。
本実施形態の樹脂組成物は、樹脂(A)を含む限り、他の物質を含んでもよい。例えば、樹脂(A)とは異なる熱可塑性樹脂、衝撃強度を向上させるためのゴム成分(ゴム質重合体など)、耐熱安定剤、耐候安定剤、耐光安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、核剤、滑剤、特定波長の光だけを吸収する染料、顔料、天然油、合成油、ワックス、可透光性の充填剤などを含んでいてもよい。
樹脂組成物が、樹脂(A)以外の成分を含む場合は、その量は、樹脂組成物の全量中、0.01〜50質量%であることが好ましく、0.01〜10質量%であることがより好ましい。なお、樹脂組成物は、樹脂(A)以外の成分を含まなくてもよい(これは、樹脂材料(A)が不可避的に含む不純物を排除するものではない)。
なお、樹脂(B)は樹脂(A)とは異なる樹脂であって、樹脂(A)の要件を満たす樹脂については樹脂(A)として扱う。
樹脂組成物が、樹脂(B)を含む場合、樹脂(A)と樹脂(B)との好ましい含有比率は以下の通りである。樹脂(A)と樹脂(B)との合計100質量部に対して、樹脂(A)が通常5〜95質量部、好ましくは20〜80質量部である。
樹脂(B)は、下記の[B−1]、[B−2]、[B−3]および[B−4]のいずれかに該当し、かつ、軟化点温度(TMA)が120〜200℃である樹脂である。
なお、「軟化点温度(TMA)」とは、熱機械分析装置(Thermomechanical analyzer)を用いた測定により求められる軟化点である。この値は、樹脂(B)のみを厚さ2mm程度のシートに成形することで測定することができる。
nは0または1であり、
mは0または正の整数であり、
qは0または1であり、
R1〜R18ならびにRaおよびRbは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子またはハロゲンで置換されていてもよい炭化水素基であり、R15〜R18は互いに結合して単環または多環を形成していてもよく、かつ、該単環または多環は二重結合を有していてもよく、またR15とR16とで、またはR17とR18とで、アルキリデン基を形成していてもよい。
pおよびqはそれぞれ独立に0または正の整数であり、
mおよびnはそれぞれ独立に0、1または2であり、
R1〜R19はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭化水素基またはアルコキシ基であり、R9およびR10が結合している炭素原子と、R13が結合している炭素原子またはR11が結合している炭素原子とは直接あるいは炭素数1〜3のアルキレン基を介して結合していてもよく、またn=m=0のときR15とR12またはR15とR19とは互いに結合して単環または多環の芳香族環を形成していてもよい。
ここでの炭化水素基としては、それぞれ独立に、例えば炭素原子数1〜20のアルキル基、炭素原子数3〜15のシクロアルキル基、および芳香族炭化水素基等が挙げられる。より具体的には、アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、アミル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基およびオクタデシル基等が挙げられ、シクロアルキル基としてはシクロヘキシル基等が挙げられ、芳香族炭化水素基としてはフェニル基およびナフチル基等が挙げられる。これらの炭化水素基はハロゲン原子で置換されていてもよい。
以下において、qは一般式(2´)におけるqと同じ意味である。
樹脂(B)は、上記環状オレフィンから導かれる単位を2種以上含有していてもよい。
[B−1]エチレンと一般式(1´)または(2´)で表される環状オレフィンとのランダム共重合体(以下、エチレン・環状オレフィンランダム共重合体[B−1]とも呼ぶ。)は、共重合体を構成する構成単位の全体を100モル%としたとき、エチレンから導かれる単位の含有量が、例えば5〜95モル%、好ましくは20〜80モル%であり、環状オレフィンから導かれる単位の含有量が、例えば5〜95モル%、好ましくは20〜80モル%である。
なお、エチレン組成および環状オレフィン組成は、13C−NMRによって測定することができる。
一般式[III]において、n、m、q、R1〜R18、RaおよびRbは一般式(1´)のものと同じ意味である。また、一般式[IV]において、n、m、q、R1〜R18、RaおよびRbは一般式(2´)と同じ意味である。
エチレン・環状オレフィンランダム共重合体[B−1]は、上記他のモノマーから導かれる単位を2種以上含有していてもよい。
[B−2]一般式(1´)または(2´)で表される環状オレフィンの開環重合体または共重合体(以下、環状オレフィンの開環(共)重合体[B−2]とも記載する)において、一般式(1´)または(2´)で表される環状オレフィンから導かれる単位の少なくとも一部は、下記式[V]または[VI]で示される。
一般式[V]において、n、m、q、R1〜R18、RaおよびRbは一般式(1´)と同じ意味である。
一般式[VI]において、n、m、p、qおよびR1〜R19は一般式(2´)と同じ意味である。
環状オレフィンの開環(共)重合体[B−2]は、例えば、特開平7−324108号公報に記載の方法でも得ることができる。
環状オレフィンの開環(共)重合体[B−2]の水素化物(以下、開環(共)重合体の水素化物[B−3]とも呼ぶ。)は、環状オレフィンの開環(共)重合体[B−2]を、従来公知の方法、例えば、特開平7−324108号公報の水素添加触媒の存在下で水素化することにより得ることができる。
一般式[VII]において、n、m、q、R1〜R18、RaおよびRbは一般式(1´)と同じ意味である。
一般式[VIII]において、n、m、p、qおよびR1〜R19は一般式(2´)と同じ意味である。
[B−4]上記[B−1]、[B−2]または[B−3]のグラフト変性物(グラフト変性物[B−4]とも呼ぶ。)は、エチレン・環状オレフィンランダム共重合体[B−1]、環状オレフィンの開環(共)重合体[B−2]または開環(共)重合体の水素化物[B−3]のグラフト変性物である。
グラフト変性物[B−4]における変性率は、通常10モル%以下であることが望ましい。
本実施形態に係る成形体は、上述の樹脂組成物を公知の成形方法により成形して得られる。例えば、押出成形、射出成形、インフレーション成形、ブロー成形、押出ブロー成形、射出ブロー成形、プレス成形、真空成形、パウダースラッシュ成形、カレンダー成形、発泡成形等の公知の熱成形方法により得られる。
医療用容器としては、例えば、薬液や薬剤を充填してなる注射筒(以下、プレフィルドシリンジとも記載する)などに使用されるシリンジ、薬液や薬剤を充填してなる保存容器として使用される保存容器(以下、薬液保存容器とも記載する)等が挙げられる。
ここで、プレフィルドシリンジとは、薬液や薬剤があらかじめ充填されているシリンジ形状の製剤であり、1種類の液が充填されたシングルチャンバータイプのものと、2種の薬剤が充填されたダブルチャンバータイプがある。ほとんどのプレフィルドシリンジはシングルチャンバータイプであるが、ダブルチャンバータイプについては、粉末とその溶解液からなる液・粉タイプの製剤と2種類の液からなる液・液タイプの製剤がある。シングルチャンバータイプの内溶液の例としては、ヘパリン溶液等が挙げられる。
薬液・薬剤保存容器としては、例えば、薬ビン、バイアルビン、輸液ボトル、バルク容器、シャーレ、試験管、分析セル等を挙げることができる。
医療用容器は、オートクレーブ滅菌、放射線滅菌、EOG滅菌、紫外線滅菌、マイクロ波、煮沸水、スチーム等の公知の滅菌処理を行ってもよい。
以下、参考形態の例を付記する。
[1]α−オレフィンに由来する構造単位(a1)と、環状オレフィンに由来する構造単位(a2)とを有し、示差走査熱量測定を行ったときに50℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点があり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分散度が1.0〜1.6の範囲にある樹脂(A)を含有する、成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
[2][1]に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)が、30℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点を有する、成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
[3][1]または[2]に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)が、前記構造単位(a1)と前記構造単位(a2)との含有比率が互いに異なる第1セグメントと第2セグメントを有し、
前記第1セグメントが、前記構造単位(a1)0〜80モル%および前記構造単位(a2)20〜100モル%を含み、
前記第2セグメントが、前記構造単位(a1)40〜100モル%および前記構造単位(a2)0〜60モル%を含み、
前記第2セグメント中における前記構造単位(a1)のモル比が、前記第1のセグメント中における前記構造単位(a1)のモル比よりも大きい成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
[4][3]に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記第2セグメントの含有量が、前記樹脂(A)の全量に対して1〜80質量%である成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
[5][1]〜[4]のいずれか1項に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)の、135℃のデカリン中での極限粘度[η]が0.05〜10dl/gである成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
[6][1]〜[5]のいずれか1項に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
下記[B−1]、[B−2]、[B−3]および[B−4]のいずれかに該当し、かつ、熱機械分析装置により求められる軟化点温度が120〜200℃である樹脂(B)をさらに含み、
前記樹脂(A)と前記樹脂(B)との合計量を100質量部としたとき、前記樹脂(A)の量が5〜95質量部である、成形用環状オレフィン系樹脂組成物。
[B−1]エチレンと、下記一般式(1´)または(2´)で表される環状オレフィンとのランダム共重合体
nは0または1であり、
mは0または正の整数であり、
qは0または1であり、
R 1 〜R 18 ならびにR a およびR b は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子またはハロゲンで置換されていてもよい炭化水素基であり、R 15 〜R 18 は互いに結合して単環または多環を形成していてもよく、かつ、該単環または多環は二重結合を有していてもよく、またR 15 とR 16 とで、またはR 17 とR 18 とで、アルキリデン基を形成していてもよい。
pおよびqはそれぞれ独立に0または正の整数であり、
mおよびnはそれぞれ独立に0、1または2であり、
R 1 〜R 19 はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン原子で置換されていてもよい炭化水素基またはアルコキシ基であり、R 9 およびR 10 が結合している炭素原子と、R 13 が結合している炭素原子またはR 11 が結合している炭素原子とは直接あるいは炭素数1〜3のアルキレン基を介して結合していてもよく、またn=m=0のときR 15 とR 12 またはR 15 とR 19 とは互いに結合して単環または多環の芳香族環を形成していてもよい。
[B−2]前記一般式(1´)または(2´)で示される環状オレフィンの開環重合体または共重合体
[B−3]前記開環重合体または共重合体[B−2]の水素化物
[B−4]前記[B−1]、[B−2]または[B−3]のグラフト変性物
[7][1]〜[6]のいずれか1項に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物からなる成形体。
[8][7]に記載の成形体であって、
医療用容器である成形体。
[9][7]または[8]に記載の成形体であって、
シリンジまたは薬液保存容器である成形体。
[10]α−オレフィンに由来する構造単位(a1)と、環状オレフィンに由来する構造単位(a2)とを有し、示差走査熱量測定を行ったときに50℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点があり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分散度が1.0〜1.6の範囲にある樹脂。
[11][10]に記載の樹脂であって、
30℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点がある樹脂。
[12][10]または[11]に記載の樹脂であって
前記構造単位(a1)と前記構造単位(a2)との含有比率が互いに異なる第1セグメントと第2セグメントを有し、
前記第1セグメントが、前記構造単位(a1)0〜80モル%および前記構造単位(a2)20〜100モル%を含み
前記第2セグメントが、前記構造単位(a1)40〜100モル%および前記構造単位(a2)0〜60モル%を含み、
前記第2セグメント中における前記構造単位(a1)のモル比が、前記第1のセグメント中における前記構造単位(a1)のモル比よりも大きい樹脂。
[13][12]に記載の樹脂であって、
前記第2セグメントの含有量が、前記樹脂の全量に対して1〜80質量%である樹脂。
[14][10]〜[13]のいずれか1項に記載の樹脂であって
135℃のデカリン中での極限粘度[η]が0.05〜10dl/gである樹脂。
極限粘度([η])は、135℃、デカリン中で測定した。
具体的には、ポリマーサンプル(約20mg)をデカリン溶媒(15mL)に溶解し、135℃のオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒(5mL)を追加して希釈した後、前記と同様に比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに2回繰り返し、サンプルの濃度(C)を0に外挿したときのηsp/Cの値をオレフィン重合体の極限粘度[η]とした。
極限粘度[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
ポリマーサンプルの分子量および分子量分布は、カラムとして東ソー株式会社製TSKgel GMH6−HTを2本、および、TSKgel GMH6−HTLを2本(カラムサイズはいずれも内径7.5mm、長さ300mm)を直列接続した、ゲル浸透クロマトグラフ(東ソー株式会社製HLC−8321 GPC/HT型)を用いて測定した。移動相媒体は、o−ジクロロベンゼンおよび酸化防止剤としてBHT(和光純薬工業)0.025質量%を用い、試料濃度は0.15%(W/V)、流速1.0ml/分、140℃で測定した。標準ポリスチレンは、分子量が590〜20,600,000については東ソー社製を用いた。得られたクロマトグラムはWaters製データ処理ソフトEmpower3を用いて、公知の方法によって、標準ポリスチレンサンプルを使用した検量線を用いて解析することで、数平均分子量Mn、重量平均分子量Mwおよび分散度Mw/Mnを算出した。
樹脂(A)全体における、各モノマー成分の含有量は、400MHz 13C−NMR(日本電子社 ECX400P)のピーク位置とピーク強度(積分値)によって測定・定量した。
得られた重合体のTgは、以下の条件でDSC測定を行い求めた。
装置:エスアイアイナノテクノロジー社製、DSC6220
測定条件:窒素雰囲気下、250℃で5分間ホールドした試料を−20℃まで急冷し、その後昇温速度10℃/min.で250℃まで昇温する過程のDSC曲線を取得した。
得られたDSC曲線において、各ベースラインの延長した直線から縦軸方向に等距離にある直線と、ガラス転移の階段状変化部分の曲線とが交わる点の温度を、ガラス転移温度とした。
(1)あらかじめ、TD単位とエチレン単位の2元系ランダム共重合体数種について、ガラス転移温度を測定し、13C−NMR分析による環状オレフィン含有量と、DSC(示差走査熱量計)測定によるTg(ガラス転移点温度)の相関式を求めた。
(2)実施例で得られた各ポリマーについて、上記の13C−NMR測定を行い、ポリマー全体を基準としたTD由来単位の含有量(mol%)を求めた。
(3)次に、上記のDSC測定を行い、各セグメントのガラス転移点(2点)の値を得た。得られた値を上述の相関式に代入して、各セグメント中のTD由来単位の含有量を算出した。
(4)第1セグメント中のTD由来単位の含有量をTD1(mol%)、第2セグメント中のTD由来単位の含有量TD2(mol%)、ポリマー全体を基準としたTD由来単位の含有量をTDall(mol%)とし、樹脂(A)全量に対する第2セグメントの含量をx質量%とすると、以下の式が立てられる。
実施例1で得た高分子化合物をユーピレックス(商品名、宇部興産社製)のフィルムに挟み込み、2.0mmのスペーサ−を用いて、240℃、5MPa、3分間の条件で真空プレス成形した。実施例2で得た高分子化合物は、250℃、5MPa、3分間の条件で真空プレス成形した。これにより、厚さ2mmのプレスシートを得た。比較例1、2で得た高分子化合物をユーピレックス(商品名、宇部興産社製)のフィルムに挟み込み、2.0mmのスペーサ−を用いて、240℃、5MPa、3分間の条件で真空プレス成形した。
そのプレスシートに、23℃の条件下、径が1/2インチのロードセル付き撃芯(ストライカ)を試験速度5m/sで衝突させた。プレスシートの裏面には支持台径1インチの台を使用した。得られる変位および試験力変位曲線から試験力の最大点までのエネルギー値を最大衝撃点エネルギーとして算出した。この値が大きいほど、耐衝撃性が高いことを表す。
上記と同様にして作成した、厚さ2mmのプレスシートを試験片として用いて、日本電色工業(株)製のデジタル濁度計(NDH−20D)にて測定した。
上記と同様にして作成した、厚さ2mmのプレスシートを試験片として用いた。試験片を不飽和型加速寿命試験装置(平山製作所製 PC422R7)内に設置した。これを、121℃、相対湿度100%の条件で30分間保持した(PCT試験)。その後、この不飽和型加速寿命試験装置から取り出した。
取出した試験片のヘイズを、試験前に測定したヘイズと同様の方法で測定し、その変位値を「Δヘイズ」とした。Δヘイズが小さい値であるほど、耐湿熱性が優れていることを示す。
充分に窒素置換した内容積2Lのガラス製反応器に、トルエン1380mlを装入し、TD 2.5gを装入し、液相および気相を50L/hの流量のエチレンガスで飽和させた。その後、メチルアルミノキサンをアルミニウム原子換算で5.0mmol、引き続き下記の構造式で表されるチタン化合物を0.002mmol加え、重合を開始した。上記のエチレンガス雰囲気下25℃常圧で1分間重合を行った後、少量のイソブチルアルコールを添加することで重合を停止した。重合終了後、反応物を2mlの濃塩酸を加えた1.5Lのアセトン/メタノール(3/1体積比)混合溶媒に投入してポリマーを全量析出させ、撹拌後濾紙で濾過した。析出したポリマーはアセトン/メタノール(3/1体積比)で洗浄した後、130℃にて10時間減圧乾燥した。得られたエチレン/TD共重合体は、1.685gであり、チタン1mmol当たりの重合活性は5.06kg/hrであった。13C−NMRにより求めたポリマー中のTD由来構造の比率は12mol%であり、極限粘度[η]は1.22dl/gであった。
上記の参考合成例において、エチレン/TDを25℃で1分間反応させた後に、TD15.1gを装入し、エチレンガス雰囲気下25℃常圧で引き続き4分間重合を行った後、少量のイソブチルアルコールを添加することで重合を停止した。重合終了後、反応物を2mlの濃塩酸を加えた1.5リットルのアセトン/メタノール(3/1体積比)混合溶媒に投入してポリマーを全量析出させ、撹拌後濾紙で濾過した。析出したポリマーはアセトン/メタノール(3/1体積比)で洗浄した後、130℃にて10時間減圧乾燥した。得られたエチレン/TDブロック共重合体は、4.54gであり、チタン1mmol当たりの重合活性は2.72kg/hrであった。
合成例1の樹脂は、参考合成例で得た共重合体よりも分子量は大きく、Mw/Mnは大きく変動していないことがわかる。これにより、合成例1においてブロック共重合体が得られていることがわかる。
合成例1において、エチレン/TDを25℃で1分間反応させた後に、TD15.1gを装入し、エチレンガス雰囲気下25℃常圧で引き続き6分間重合を行った後、少量のイソブチルアルコールを添加することで重合を停止した。重合終了後、反応物を2mlの濃塩酸を加えた1.5リットルのアセトン/メタノール(3/1体積比)混合溶媒に投入してポリマーを全量析出させ、撹拌後濾紙で濾過した。析出したポリマーはアセトン/メタノール(3/1体積比)で洗浄した後、130℃にて10時間減圧乾燥した。得られたエチレン/TDブロック共重合体は、6.29gであり、チタン1mmol当たりの重合活性は2.70kg/hrであった。
充分に窒素置換した内容積1Lのガラス製反応器に、トルエン500mlを装入し、NBのトルエン溶液(0.5g/ml)2mlを装入し、液相および気相を50L/hの流量のエチレンガスで飽和させた。その後、メチルアルミノキサンをアルミニウム原子換算で7.5mmol、引き続き下記の構造式で表されるチタン化合物を0.003mmol加え、重合を開始した。上記のエチレンガス雰囲気下25℃常圧で30秒間重合を行った後に、NBのトルエン溶液(0.5g/ml)40ml、を装入し、エチレンガス雰囲気下25℃常圧で引き続き2分30秒重合を行った後、少量のイソブチルアルコールを添加することで重合を停止した。重合終了後、反応物を2mlの濃塩酸を加えた1.5リットルのアセトン/メタノール(3/1体積比)混合溶媒に投入してポリマーを全量析出させ、撹拌後濾紙で濾過した。析出したポリマーはアセトン/メタノール(3/1体積比)で洗浄した後、130℃にて10時間減圧乾燥した。
また、極限粘度[η]は1.45dl/g、重量平均分子量(Mw)は262000、数平均分子量(Mn)は143000(ともにポリスチレン換算)であり、ゆえに分散度(Mw/Mn)は1.83であった。
充分に窒素置換した内容積2Lのガラス製反応器に、トルエン120mlを装入し、NBのトルエン溶液(0.5g/ml)29mlを装入し、液相および気相を12L/hのエチレン及び36L/hの流量の窒素ガスで飽和させた。その後、メチルアルミノキサンをアルミニウム原子換算で7.5mmol加えた。これと並行して、rac−ジメチルシリルビス(1−インデニル)ジルコニウムジクロリド0.050mmolをメチルアルミノキサンをアルミニウム原子換算で7.5mmol中に溶解し、15分間撹拌することで予備活性化させた。このメタロセン/メチルアルミノキサン溶液を反応器に加え、重合を開始した。上記のエチレンガス雰囲気下20℃常圧で30分間重合を行った後に、トルエン1460mlを装入し、100L/hの流量のエチレンガス雰囲気25℃常圧で引き続き2分間重合を行った後、少量のイソブチルアルコールを添加することで重合を停止した。重合終了後、反応物を2mlの濃塩酸を加えた1.5リットルのアセトン/メタノール(3/1体積比)混合溶媒に投入してポリマーを全量析出させ、撹拌後濾紙で濾過した。析出したポリマーはアセトン/メタノール(3/1体積比)で洗浄した後、130℃にて10時間減圧乾燥した。
また、極限粘度[η]は0.35dl/g、重量平均分子量(Mw)は56000、数平均分子量(Mn)は28300(ともにポリスチレン換算)であり、ゆえに分散度(Mw/Mn)は1.98であった。
上記合成例1、2で得られたポリマー、比較例1、2のポリマー(下記)、および、上記合成例3、4で得られたポリマーを用いて、上記の方法によりガラス転移点を測定した。また、上記の方法により高速面衝撃試験、ヘイズ評価試験およびPCT試験を行った。結果を下表に示す。なお、実施例1が、合成例1で得られたポリマーに基づく評価結果、実施例2が、合成例2で得られたポリマーに基づく評価結果である。
・比較例1:三井化学株式会社製 アペル6015T
(α−オレフィンと環状オレフィンの共重合体、ガラス転移点は145℃の1点のみ)
・比較例2:日本ゼオン株式会社製 ゼオネックス(登録商標)690R
(α−オレフィンと環状オレフィンの共重合体、ガラス転移点は136℃の1点のみ)
これら良好な結果は、合成例1および合成例2で得られたポリマーが、高温側のガラス転移点が125℃以上の領域にあることで耐熱性および耐湿熱性に優れること、50℃以下の低温領域にガラス転移温度があることで衝撃強度に優れること、分散度が1.0〜1.6であることによる成形体の均質性・透明性等によると考えられる。
また、125℃以上の領域にガラス転移点をもたないポリマーである合成例3、合成例4のポリマーを用いた比較例3および4の組成物は、Δヘイズが大きく、すなわち耐湿熱性に劣っている。また、合成例3のポリマーはガラス転移点を2つ有しており且つ、Mw/Mnが大きいため、比較例3はヘイズが大きい、すなわち透明性に劣ることがわかる。
上記の合成例1で得られたポリマーと、国際公開第2018/047944号の表1に記載されたポリマーA−1(エチレンとTDの共重合体、軟化点(TMA):155℃)とを、質量比1:1で用いて試験片を作成するなどして、高速面衝撃試験、ヘイズ、PCT試験などを行った。結果、医療用容器に適用可能な耐衝撃性、透明性および耐熱性があることが確認された。
また、上記の合成例2で得られたポリマーと、国際公開第2018/047944号の表1に記載されたポリマーA−2(エチレンとTDの共重合体、軟化点(TMA):175℃)とを、質量比1:1で用いて試験片を作成するなどして、高速面衝撃試験、ヘイズ、PCT試験などを行った。結果、医療用容器に適用可能な耐衝撃性、透明性および耐熱性があることが確認された。
Claims (11)
- α−オレフィンに由来する構造単位(a1)と、環状オレフィンに由来する構造単位(a2)とを有し、示差走査熱量測定を行ったときに50℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点があり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分散度が1.0〜1.6の範囲にある樹脂(A)を含有する、成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)が、前記構造単位(a1)と前記構造単位(a2)との含有比率が互いに異なる第1セグメントと第2セグメントを有し、
前記第1セグメントが、前記構造単位(a1)0〜80モル%および前記構造単位(a2)20〜100モル%を含み、
前記第2セグメントが、前記構造単位(a1)40〜100モル%および前記構造単位(a2)0〜60モル%を含み、
前記第2セグメント中における前記構造単位(a1)のモル比が、前記第1のセグメント中における前記構造単位(a1)のモル比よりも大きい成形用環状オレフィン系樹脂組成物。 - 請求項1に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記第2セグメントの含有量が、前記樹脂(A)の全量に対して1〜80質量%である成形用環状オレフィン系樹脂組成物。 - 請求項1または2に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)が、30℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点を有する、成形用環状オレフィン系樹脂組成物。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物であって、
前記樹脂(A)の、135℃のデカリン中での極限粘度[η]が0.05〜10dl/gである成形用環状オレフィン系樹脂組成物。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の成形用環状オレフィン系樹脂組成物からなる成形体。
- 請求項5に記載の成形体であって、
医療用容器である成形体。 - 請求項5または6に記載の成形体であって、
シリンジまたは薬液保存容器である成形体。 - α−オレフィンに由来する構造単位(a1)と、環状オレフィンに由来する構造単位(a2)とを有し、示差走査熱量測定を行ったときに50℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点があり、かつ、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分散度が1.0〜1.6の範囲にある樹脂であって、
前記構造単位(a1)と前記構造単位(a2)との含有比率が互いに異なる第1セグメントと第2セグメントを有し、
前記第1セグメントが、前記構造単位(a1)0〜80モル%および前記構造単位(a2)20〜100モル%を含み
前記第2セグメントが、前記構造単位(a1)40〜100モル%および前記構造単位(a2)0〜60モル%を含み、
前記第2セグメント中における前記構造単位(a1)のモル比が、前記第1のセグメント中における前記構造単位(a1)のモル比よりも大きい樹脂。 - 請求項8に記載の樹脂であって、
前記第2セグメントの含有量が、前記樹脂の全量に対して1〜80質量%である樹脂。 - 請求項8または9に記載の樹脂であって、
30℃以下の領域と125℃以上の領域の両方にガラス転移点がある樹脂。 - 請求項8〜10のいずれか1項に記載の樹脂であって
135℃のデカリン中での極限粘度[η]が0.05〜10dl/gである樹脂。
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