ポリブテンとは

ポリブテン（PB）は、ポリエチレンや、ポリプロピレンと同じポリオレフィン系の樹脂です。

側鎖に大きなエチル基をもつラセン構造をしています。ここで、エチル基とは、有機化学において -CH2CH3 と表される1価の置換基のことで、ジエチルエーテル、酢酸エチルなど、多くの有機化合物に現れる構造で 疎水性です。

ポリブテンはナフサを分解蒸留する際に得られるイソブテン、およびn-ブテンを重合して得られる分子量500-5,500の粘稠な炭素と水素のみからなる化合物であり、化学的に極めて不活性で非常に粘性の強い液体です。オイルベースの増粘効果や処理粉体の分散を安定させるために口紅などのメイクアップ製品に広く使われています(7)。

ポリブデンはイソブチレンを主体とし、一部にノルマルーブデンが反応した共重合体からなる長鎖の合成系炭化水素化合物で、その歴史は古く1940年には米国で商品化されています。

ポリブデンは合成反応での条件によって幅広い粘度の製品が製造可能で透明な粘稠稠着性のある液体ポリマーです。

多くの油脂、有機溶剤類と相溶性が良く、化学安定性、電気絶縁特性にも優れています。

古くは、粘度指数向上剤や流動点降下剤として使用されていたようですが、現在は熱分解性が良く、残留炭素分がほとんど残らないという特性を利用して、スモークレス型サイクルオイル潤滑油基材、無灰型分散剤などの添加剤用原料、圧延油・焼入れ油の基材、コンプレッサーオイル等に使用されています。

なお、潤滑油剤以外にも接着剤やコーキング剤原料、ラップフィルムなどの樹脂改質剤、可塑剤、インキや塗料の原料などにも使用されています。

潤滑油の中で、最もよく使用されているスモークレスサイクル油基材としてのポリブデンの特性について簡単に述べると、一般の鉱物油系サイクル油と比較して、排気煙が極めて薄くできます。

サイクルエンジンの場合、「煙」は排気ガスに混在した未燃焼油とカーボンの微粒子ですが、微粒子中には未燃焼油が約90％程度も占めていると言われています。未燃焼油を低減すれば目に見える煙はかなり低減させることができます。

ポリブデンは、サイクルエンジン油に熱分解しやすく、かつ媒などの残査を残さないポリブデンを使用することによって、煙を大幅に低減できます。

燃焼室内において燃焼性が良いため、ピストンの清浄性が保たれ、排気系の閉塞も少なくすることができます。

ただし、エンジンの出力や用途にあった粘度（分子量の大きさで決まる）のポリブデンを選択しなければ、逆にその粘着性からエンジンの起動悪化やリング固着といったトラブルを起こすこともあります。

化粧品に配合される場合は、増粘と分散の目的で、スティック状メイクアップ化粧品、粉状メイクアップ化粧品、乳化系スキンケア化粧品などに使用されています(1)(2)。

増粘

ポリブテンは非常に粘性の強い炭化水素であり、他のロウや炭化水素と併用することで低温においても柔軟性を向上させるため、スティック状化粧品などに使用されます(3)(5)。

分散

粉体・顔料の表面にポリブテンを付着させる親油化処理を行い、粉体・顔料の油剤中における分散性を向上させるために使用されます(4)。

安全性について

ポリブテンの現時点での安全性は、皮膚刺激性および皮膚感作性なしと報告されているため、一般的に皮膚刺激性および皮膚感作性はほとんどないと考えられます。

また非刺激-軽度の眼刺激が報告されているため、眼刺激性は非刺激-軽度の眼刺激が起こる可能性があると考えられます。

また、共通して光毒性および光感作性なしと報告されているため、光性および光感作性はほとんどないと考えられます。

参考文献

1. Cosmetic Ingredient Review（1982）「Final Report on the Safety Assessment of Polybutene」International Journal of Toxicology(1)(4),103-118.
2. 日光ケミカルズ株式会社（2016）「炭化水素」パーソナルケアハンドブックⅠ,28.
3. 宇山 侊男, 他（2015）「ポリブテン」化粧品成分ガイド 第6版,77.
4. 鈴木 正人 （2007）「素材面から見た化粧持ち向上技術」機能性化粧品の開発<3>,345-347.
5. 坂部 重基 （1944）「ポリブテンの性質及用途に就て」日本ゴム協会誌(17)(6),404-411.
6. 1993年7月　潤滑経済
7. 宇山光男、 岡部美代治、 久光一誠 (2015) 「化粧品成分ガイド 第6版」

ポリブテンの配合目的

• 増粘
• 分散

ポリブテンの安全性情報

• https://online.personalcarecouncil.org/ctfa-static/online/lists/cir-pdfs/PRS687.pdf
• https://online.personalcarecouncil.org/ctfa-static/online/lists/cir-pdfs/FR763.pdf
• https://online.personalcarecouncil.org/ctfa-static/online/lists/cir-pdfs/PRNS475.pdf
• https://online.personalcarecouncil.org/ctfa-static/online/lists/cir-pdfs/pr232.pdf

アイソタクチック・ポリブテン-1のレジームⅡ－Ⅲ転移とキネティックラフニング転移

山下 基 日本結晶成長学会誌 44(3), n/a, 2017

高分子鎖の折りたたみ方向のエントロピーを検出する　―ポリブテン正方晶の結晶厚にみられる転移現象―

山下 基

高分子論文集 66(10), 428-437, 2009

高分子側鎖のエントロピーが結晶表面に与える影響－－ポリブテン正方晶と三方晶の表面自由エネルギー－－

山下 基 , 高橋 卓也 高分子論文集 65(3), 218-227, 2008

A-52 ポリブテン管の小径・無勾配排水用途への適正評価に関する研究 : (第1報) 基礎評価とフィールドテスト

岡本 浩一郎 , 塚越 信行 , 坂上 恭助 , 丸山 秀行 , 宮島 譲治 , 小池 道広 空気調和・衛生工学会大会　学術講演論文集 2008.3(0), 1567-1570, 2008

A-44 消火用SP配管ポリブテン・ループ継手の流量性能

藤藁 貴夫 , 荒井 準一 , 松島 俊久 , 後藤 真一郎 , 荒井 良延 , 坂田 克彦 空気調和・衛生工学会大会　学術講演論文集 2006.3(0), 1545-1548, 2006

ポリブテン-1の結晶化過程のレオロジー挙動に与えるひずみの効果

柏原 久彦 , 高橋 雅興 , 浦山 健治 [他] , 瀧川 敏算 材料 = JOURNAL OF THE SOCIETY OF MATERIALS SCIENCE, JAPAN 53(12), 1272-1275, 2004-12-15

8aSN-10 アイソタクチックポリブテン-1の溶融体からの結晶成長II(結晶成長,領域9)

山下 基 , 宮地 英紀 , 泉 邦英 , 星野 聡孝 日本物理学会講演概要集 57.2.4(0), 770, 2002

給湯用ポリブテン管の長期耐久性に関する検討

北尾 幸市 , 鶴田 秀和 , 藤藁 貴夫 [他] , 西野 克彦 空気調和・衛生工学会 論文集 27(84), 1-14, 2002

ポリブテン重合反応プロセスのセルフチューニングPID制御

藤井 憲三 , 山本 透 , 兼田 雅弘 化学工学論文集 26(3), 437-442, 2000-05-10

23aZC-7 アイソタクチックポリブテン-1の溶融体力からの結晶成長

山下 基 , 宮地 英紀 , 泉 邦英 , 星野 聡孝 日本物理学会講演概要集 55.1.2(0), 286, 2000

G-34 ポリブテン管の長期耐用性に係わる一検討

藤藁 貴夫 , 北尾 幸市 空気調和・衛生工学会大会　学術講演論文集 1996.3(0), 1309-1312, 1996

F-40 ポリブテン配管の水密検査における1考察

森田 晃康 , 藤藁 貴夫 空気調和・衛生工学会大会　学術講演論文集 1995.1(0), 1433-1436, 1995

ポリブテン-1押出管の破断伸びに及ぼす成形条件の影響

北尾 幸市 , 三坂 望 成形加工 2(4), 360-365, 1990

2a-C-9 ポリブテン-1のガラスからの結晶化

宮地 英紀 , 浅井 健次郎 年会予稿集 36.3(0), 320, 1981

ポリブテン-1溶融体の一定ひずみ速度下における一軸伸長粘度

小山 清人 , 石塚 修 繊維学会誌 36(11), T472-T478, 1980

ポリブテン-1皮膜の一軸延伸に伴う結晶配向挙動

小田 隆 [他] , 前田 松夫 , 日比 貞雄 , 渡辺 修一 高分子論文集 31(5), 291-297, 1974

ポリブテン-1の結晶-結晶転移に及ぼす環境温度および伸張歪の効果

小田 隆 [他] , 前田 松夫 , 日比 貞雄 , 渡辺 修一 高分子論文集 31(2), 129-134, 1974

ポリブテンおよびポリブテン-鉱油系の混合油の粘度の安定性

吉田 清 [他] , 倉瀬 公男 , 倉野 恭充 , 小野山 益弘 材料 22(236), 494-498, 1973

パラフィン系化合物 (ポリブテン) の農薬への応用

森 雄三 , 駒谷 行雄 , 山田 芳昭 関東東山病害虫研究会年報 1972(19), 127-127, 1972

高分子の結晶領域における分子鎖軸に対し直角方向の弾性率の測定:第8報アイソタクチックポリブテン-1

桜田 一郎 , 梶 慶輔 , 志方 英三 高分子化學 28(313), 395-398,453, 1971

結晶性高分子皮膜の一軸伸張に伴う球晶の寸法変化について:第1報ポリブテンー1球晶の光学顕微鏡による観察

小田 隆 , 坂口 亘弘 , 河合 弘迪 高分子化學 25(281), 588-594, 1968

アイソタクチックポリブテン-1の結晶変態とその粘弾性挙動

安田 浩 , 丹田 幸孝 , 高柳 素夫 工業化学雑誌 69(2), 304-309, 1966

結晶性高分子の結晶領域の弾性率:第9報アイソタクチックポリブテン-1

桜田 一郎 , 中前 勝彦 , 梶 慶輔 , 和田野 晋 高分子化學 23(258), 696-699, 1966

アイソタクチックポリブテン-1の結晶変態と捕捉ラジカルの挙動

楠本 直 , 福田 建二 , 河野 岩造 , 高柳 素夫 工業化学雑誌 68(5), 825-829, 1965

赤外吸収スペクトル法による粘度指数向上用配合潤滑油中のポリブテンの定量

田中 誠之 [他] , 大野 幸雄 分析化学 14(6), 500-506, 1965

ポリブテン-1のESRの異方性 : 高分子

福田 建二 , 楠本 直 日本物理学会年会講演予稿集 20.3(0), 194, 1965

5a-M-8 ポリブテン1の磁気共鳴

福田 建二 , 河野 岩造 , 楠本 直 , 高柳 素夫 日本物理学会年会講演予稿集 19.3.A(0), 148, 1964

農薬としてのポリブテン乳剤について

栗林 力 関東東山病害虫研究会年報 1963(10), 70-70, 1963

照射ポリブテンのESR(高分子)

福田 建二 , 楠本 直 秋の分科会予稿集 1963.1(0), 494, 1963

ポリブテン-1の結晶化度と立体規則性に関する研究:第2報 立体規期性

西岡 篤夫 , 柳沢 一生 高分子化學 19(211), 671-675, 1962

ポリブテン-1の結晶化度と立体規則性に関する研究:第1報 結晶化度

西岡 篤夫 , 柳沢 一生 高分子化學 19(211), 667-671, 1962

ポリブテンの性質及用途に就て

坂部 重基 日本ゴム協会誌 17(6), 404-411, 1944

ビスタネックス•ポリブテンと護謨混和物に就て

Longman S. , 石黒 克己 日本護謨協會誌 14(11), 850-856, 1941

Final report of the cosmetic ingredient review expert panel on the safety assessment of Polyisobutene and Hydrogenated Polyisobutene as used in cosmetics.

[No authors listed]Int J Toxicol. 2008;27 Suppl 4:83-106. doi: 10.1080/10915810802550611.PMID: 19101833

Effect of pretreating porous webs on stromal fibroplasia in vivo.

Trinkaus-Randall V, Banwatt R, Wu XY, Leibowitz HM, Franzblau C.J Biomed Mater Res. 1994 Feb;28(2):195-202. doi: 10.1002/jbm.820280209.PMID: 8207031

Maleic Anhydride-Grafted Isotactic Polybutene-1 and Modified Polyamide 6.

Zhao Y, Ma C, Cheng S, Xu W, Du Y, Bao Y, Xiao Z.Polymers (Basel). 2018 Aug 5;10(8):872. doi: 10.3390/polym10080872.PMID: 30960797 Free PMC article.

Preparation of Maleic Anhydride Grafted Polybutene and Its Application in Isotactic Polybutene-1/Microcrystalline Cellulose Composites.

Wang B, Nie K, Xue XR, Lin FH, Li XY, Xue YB, Luo J.Polymers (Basel). 2018 Apr 2;10(4):393. doi: 10.3390/polym10040393.PMID: 30966428 Free PMC article.

Isotactic Polybutene-1/Bamboo Powder Composites with Excellent Properties at Initial Stage of Molding.

Wang B, Lin FH, Zhao YY, Li XY, Liu YC, Li JB, Han XJ, Liu SX, Ji XR, Luo J, Wei YH.Polymers (Basel). 2019 Dec 2;11(12):1981. doi: 10.3390/polym11121981.PMID: 31810159 Free PMC article.

2D-INADEQUATE Structural Assignment of Polybutene Oligomers.

Harrison JJ, Young DC, Mayne CL.J Org Chem. 1997 Feb 7;62(3):693-699. doi: 10.1021/jo961851l.PMID: 11671466

Formation of fibrillar crystals strongly accelerates the form II to I transformation of polybutene-1.

Zhang J , Liu C , Zhao X , Zhang Z , Chen Q .Soft Matter. 2020 Jun 7;16(21):4955-4960. doi: 10.1039/d0sm00572j. Epub 2020 May 26.PMID: 32451516

Polymorph selection during melt crystallization of the isotactic polybutene-1 homopolymer depending on the melt state and crystallization pressure.

Dong B, Yang X, Ji Y, Su F, Shao C, Liu C.Soft Matter. 2020 Sep 10. doi: 10.1039/d0sm01231a. Online ahead of print.PMID: 32909580

[Toxicology of polybutene-(1)].

Bornmann G, Loeser A.Arch Toxikol. 1968;23(3):240-4.PMID: 5750730 German. No abstract available.

Subacute inhalation toxicity of mineral oils, C15-C20 alkylbenzenes, and polybutene in male rats.

Skyberg K, Skaug V, Gylseth B, Pedersen JR, Iversen OH.Environ Res. 1990 Oct;53(1):48-61. doi: 10.1016/s0013-9351(05)80129-x.PMID: 2146112

Crystallization Kinetics and Polymorphic Transformations in Polybutene-1.

Powers J, Hoffman JD, Weeks JJ, Quinn FA Jr.J Res Natl Bur Stand A Phys Chem. 1965 Jul-Aug;69A(4):335-345. doi: 10.6028/jres.069A.034.PMID: 31927853 Free PMC article.

Crystallinity of polyolefins with large side groups by low-field (1)H NMR T(2) relaxometry: Isotactic Polybutene-1 with form II and I crystals.

Qin Y, Qiao Y, Chassé W, Litvinov V, Men Y.Solid State Nucl Magn Reson. 2020 Feb;105:101637. doi: 10.1016/j.ssnmr.2019.101637. Epub 2019 Nov 18.PMID: 31830666

Time-Resolved Imaging of the Phase Transition in the Melt-Grown Spherulites of Isotactic Polybutene-1 as Detected by the Two-Dimensional Polarized IR Imaging Technique.

Hu J, Tashiro K.J Phys Chem B. 2016 May 26;120(20):4689-98. doi: 10.1021/acs.jpcb.6b01229. Epub 2016 May 17.PMID: 27149425

Effect of aging the glass of isotactic polybutene-1 on form II nucleation and cold crystallization.

Stolte I, Androsch R, Di Lorenzo ML, Schick C.J Phys Chem B. 2013 Dec 5;117(48):15196-203. doi: 10.1021/jp4093404. Epub 2013 Nov 21.PMID: 24215459

Low-temperature thin-layer chromatography for detection of polybutene contamination in volatile oils.

Briggs CJ, McLaughlin.J Chromatogr. 1974 Dec 18;101(2):403-7. doi: 10.1016/s0021-9673(00)82858-7.PMID: 4443401 No abstract available.

Pyrolysis-gas chromatographic method for polybutene residues on navel oranges.

Gaston LK, Gunther FA.Bull Environ Contam Toxicol. 1968 Jan;3(1):1-6. doi: 10.1007/BF01684302.PMID: 24190082 No abstract available.

THE ROLE OF THE EMULSIFIER IN THE FUNGITOXIC ACTION OF POLYBUTENE EMULSIONS.

BRADBURY JF.Can J Microbiol. 1965 Jun;11:473-81. doi: 10.1139/m65-062.PMID: 14346122 No abstract available.

Effects of polybutene emulsion sprays on the composition of peppermint oils.

Briggs CJ.Planta Med. 1973 Oct;24(2):120-6. doi: 10.1055/s-0028-1099478.PMID: 4765449 No abstract available.