JP2001527426A - 整形外科的キャスティング材料 - Google Patents

整形外科的キャスティング材料

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、硬化可能樹脂と、該樹脂と組み合わせられた充填剤と、を含む物品を提供する。本発明のキャスティング材料内への充填剤の組み込みは、硬化したキャスティング材料の強度並びに未硬化のキャスティングテープもしくは包帯の取り扱い特性を本質的に付与する。本発明のキャスティング材料内への充填剤の組み込みは、硬化したキャスティング材料へ空気及び水蒸気の気孔性を与える。必要であれば、本発明の物品は、(各個に、束になって、又は軽量スクリムの形態においてのいずれかで)繊維を組み込み、未硬化の物品へ増加された粘着性をも付与する。軽量スクリム上に被覆された高充填複合材料を含む極めて成形し易いキャスティングテープも提供する。この態様のキャスティングテープは従来の焼石膏のように取り扱い、1時間未満で硬化して重量耐性のキャストとなる。

Description

【発明の詳細な説明】 整形外科的キャスティング材料 発明の分野 本発明は、整形外科的キャスティング膏剤において有用な、新規に硬化可能な 又は熱可塑性の複合物に関する。 技術的背景 破壊された又は傷つけられた体の四肢の固定化において用いるための多くの異 なる整形外科的キャスティング材料が発展してきている。この目的のために発展 したいくつかの最初のキャスティング材料は、孔内に及びメッシュ布帛の表面上 に組み込まれた膏剤(例えば、硫酸カルシウム半水化物)を有するメッシュ布帛 からなる焼石膏包帯(Paris bandage)の膏剤を用いるものがあった。 しかしながら焼石膏キャストは、低い重量対強度比を含むいくつかの不利な点 を伴い、結果として極めて重くかさばったキャストとなる。加えて、焼石膏キャ ストは、比較的長期間かけてその強度を発達させるので、24〜48時間までの間、 重量を支える状態を避けることが必要とされる。更に、焼石膏キャストは水中で 典型的に分解するので、入浴、シャワー、又は水との接触を含む他の活動を避け ることが必要とされる。 例えば、米国特許第4,502,479号(Garwood et al.)、4,441,262(Von Bonin e t al.)、及び4,667,661(Scholz et al.)に開示されるように、ポリイソシアン 酸塩プレポリマーが整形外科的キャスティング材料用に樹脂を製剤化するのに役 立つことが見い出された時当該技術における重要な進歩が、達成された。米国特 許第4,502 ,479号は、ポリウレタンのようなポリイソシアネートプレポリマー樹脂のしみ込 んだ高モジュール繊維(例えば、ファイバーグラス)から作製される布帛を含む 整形外科的キャスティング材料を開示する。米国特許第4,502,479号及び4,667,6 61号に従って製造された整形外科的キャスティング材料は、高い重量対強度比及 び優れた空気透過能を含む、焼石膏整形外科的キャストを超える重大な進歩を与 える。しかしながら、このような整形外科的キャスティング材料は、焼石膏キャ ストを適用する時に可能な程度までの、該キャスト下の細かい骨構造の触覚的手 段又は触診を行うことができない傾向にある。この事について編み物ファイバー グラス材料は膏剤ほど圧縮力はなく、前記キャストが適用された骨の細かい構造 を隠す傾向がある。例えば、医療提供者は、骨折の固定の間、“骨を触ること” において限定され得る。ファイバーグラス布帛は、幾分か放射線透過性であるが これらは時々X線の透過について、下にある細かい骨の構造を隠す傾向がある。 しばしば、細かいメッシュ又は“影”をX線像に見ることができる。編み物ファ イバーグラスの裏材に相当するこのメッシュは、X線の透過を遮断して、それに よりX線像上の下にある骨の細かな詳細をおおい隠す。加えて、硬化した時、編 み物ファイバーグラス裏材は、焼石膏キャストと比較して相当粗く、鋭利な端を 有するキャストとなる。表面の粗さ、及び/又は鋭利な端は、皮膚の擦過傷、衣 類のかき裂き、及び家庭の固定物の損傷(例えば、人が座った時、粗いファイバ ーグラスキャストがこすれて、トイレのシートが容易に損傷する)を引きおこし 得る。 ファイバーグラス裏材は、更なる不利な点を有する。全てでないなら、大抵の 市販のファイバーグラスキャストは、3.5ミクロン(mm)より相当大きな直径を 有するフィラメントから構成される。3.5mm繊維は、科学団体により、呼吸に適 さないと考えられている一 方、キャストを除去する時に生じるファイバーグラスのダストの吸入について心 配するようになってきた相当な数の顧客がいる。更に、ファイバーグラスのよう な編物を含む整形外科的キャスティング材料は、幾分か高価で幾人かの使用者に とって禁止的な価格となり有る。 編物でないポリエステル布帛を用いた整形外科的包帯の例は、米国特許第3,97 2,323号(Boricheski)に開示される。しかしながら米国特許第3,972,323号に開 示される整形外科的包帯は、焼石膏を用いることを含み、これは劣った重量対強 度比及びとぼしい空気透過性を含む焼石膏整形外科的キャストについて概説され る不利な点に向けられている。編物でないポリエステル布帛を用いた整形外科的 包帯の例は、米国特許第4,841,958号(Ersfeldetal.)に開示される。しかしなが ら、米国特許第4,841,958号に開示されるポリエステル布帛裏材は、そのキャス トがファイバーグラスキャストより幾分低い強度及びより低い剛性を有する原因 となる。このように、これらのキャスティング材料は(普通の樹脂組織に用いら れた時)、重量を支える整形外科的キャストとするためにキャスティングテープ のより多くの層を必要とする。 充填された熱可塑性結晶性固状ポリウレタンを含むキャスト材料が、米国特許 第4,473,671(Green)に開示される。使用において、前記整形外科的キャスト材 料は十分高温に暖められて、その中のポリマーが変形するのに十分に柔かくなる 。前記整形外科的キャスト材料は体の目的の部分の表面形状に一致するようかた どられ、その後室温に冷却される。前記キャスティング材料の充填剤は、20重量 %〜60重量%のメタケイ酸カルシウム繊維及び40重量%〜80重量%のシリカ粒子 の混合物を含む。熱可塑性ポリマーは以前に副子製品にも用いられているが、そ の低い気孔性のため限られた許容性であ ることがわかっている。米国特許第4,454,873号(Laufenberg)は、熱可塑性材 料及び酸化(ポリ)エチレンの被覆を含む整形外科的キャスト材料を開示する。 前記被覆は、それが溶解する時、キャスト材料の隣接する回転部の付着を防止す ると言われる。 硬化可能な樹脂及び下当て層(undercast padding layer)を有する一体化した 管状のかさ高い編み物物質を含む管状キャスティングシステムが、国際特許出願 第WO 90/14060号(Blott et al.)に開示される。当て物(padding)層及び樹脂 保持層の中間の水溶性であるが樹脂不浸透の層が議論される。 前述から、当該技術において必要とされるものは、焼石膏の利点、即ち良好な 成形性及び細かい骨構造を触ることができることと、焼石膏材料でないものの利 点、即ち優れた重量対強度比、速い強度の構築、及び好ましくは優れた空気透過 性と、の両方を有する整形外科的キャスティング材料であることが認められよう 。この事について、焼石膏を実際に用いることなく、上述のような利点の組合せ を提供し、本明細書内に概説される焼石膏の固有の不利な点を避けることは、当 該技術において重大な進展であろう。従来技術の編物整形外科的キャスティング 材料より良好又は優れた特性を有し、及びファイバーグラス編物のような布帛を 用いた従来技術の整形外科的キャスティング材料より、相当に安価に作製するこ とができることでより価格禁止的でない上述の焼石膏整形外科的キャスティング 材料でないものを提供することは、当該技術における更なる進展であろう。この ような整形外科的キャスティング材料及びこれを調製するための方法が、本明細 書に開示され、クレームされる。 発明の概略 一つの態様において、本発明は、合成ファイバーグラスキャステ ィング材料の強度とともに焼石膏の成形性及び適合性を提供する整形外科的キャ スティング膏剤において有用な新規に硬化可能な又は熱可塑性の複合物に関する 。“スクリムレス(scrimless)”整形外科的キャスティングテープとして用いら れ得るこの態様においては、結合剤(例えば、硬化可能な樹脂)及び充填剤を含 む、複合物を提供する。好ましい材料は、高度に充填された樹脂組織を含み、添 加された織物の一体性のため軽量メッシュ布帛を任意に組み込む。この態様のキ ャスティング材料内への充填材の組込みは、硬化したキャスティング材料の強度 並びに未硬化のキャスティングテープもしくは包帯の取扱い特性を付加する。こ の態様のキャスティング材料内への充填剤の組込みは、硬化したキャスティング 材料に空気及び蒸気気孔性も与える。それゆえ(限定された適合性のような)フ ァイバーグラス裏材の不利な点は、硬化において必要な高強度及び高剛性を維持 することで避けることができる。必要であれば、この態様の物品は、未硬化の物 品に増加された粘着性を提供するために、(独立してランダムな配向の繊維とし て、繊維束として、又は軽量スクリム(scrim)の形態において)繊維も組み込み 得る。 好ましい態様において、本発明は、焼石膏の成形性及び適合性を提供する、す ぐに硬化して堅固な物品を形成する、新規に硬化可能なキャスティング物品に関 する。この態様において、スクリム、好ましくは軽量スクリム上に被覆された、 水硬化可能な樹脂及び充填剤の混合物を含む複合シートの形態におけるキャステ ィング物品を提供する。前記充填剤の充填容量は、好ましくは、液状樹脂の容量 と比較して相当高く、これにより“プーリング”なしに比較的軽量のスクリム上 にさえ混合物が被覆され得る。一旦活性化されると、前記キャスティング物品は 、体の一部を包んで硬化され得る。この態様は、慣用の合成ファイバーグラスキ ャスティング材料の迅速な 強度形成を維持する一方、例外的に優れた成形性及び円滑性を示す。 図面の簡単な説明 本発明は、図面を参照することによりより明快に理解され得る。 図1は、球状粒子、該粒子に組み合わされた樹脂、及び空隙空間を含む複合構 造の概略図を示す。 図2は、不規則な形の粒子、該粒子に組み合わされた樹脂、及び空隙空間を含 む複合構造の概略図を示す。 図3は、複合キャスティング材料及び水溶性ライナーフィルムを含む巻き物形 態のキャスティングテープの透視図を示す。 図3A及び3Bは、複合キャスティング材料及び水溶性ライナーフィルムを含 むキャスティングテープの透視図を示す。 図4は、水溶性袋内のキャスティングテープの巻き物の透視図を示す。 図5は、軽量スクリム材料の2つの層の間に挟持された複合キャスティング材 料を包む巻き物形態のキャスティングテープの透視図を示す。 図6は、軽量スクリム材料の2つの層の間に挟持された、キャスティング材料 の複数のより幅の狭いストリップから形成された、複合キャスティング材料を含 む巻き物形態のキャスティングテープの分解透視図である。 図7aは、軽量スクリム上に被覆された硬化可能樹脂及び充填剤の混合物を含 むキャスティングテープの透視図を示す。図7bは、図7aの線B−Bに沿うキ ャスティングテープの断面図を示す。 図8は、実施例31のキャスティング材料の断面図の走査電子顕微鏡写真である 。 図1においては、複合物1を示し、該複合物は、球状充填粒子2、樹脂ドメイ ン3、及びからの空隙空間4からなる。図2は充填粒子6が不規則な形状をして いる同様の複合物5を示す。図3は、複合キャスティング8及び一時的な水溶性 ライナー9を含むキャスティングテープ7の部分的に巻いていない巻き物を示す 。図3A及び3Bは、キャスティング材料8が、両方の主表面に隣接した一時性 水溶性ライナー9を有するシートの形態であるキャスティングテープの透視図を 示す。図4は、水溶性袋10内に封入されたキャスティングテープ11の巻き物の透 視図を示す。図5は、複合キャスティング材料24並びに軽量スクリムもしくは織 物の2層を含むギプス包帯テープ20の部分的に巻いていない巻き物を示す。また 図5は、テープの幅を横切る、巻き物が水に浸された時該巻き物の中央の部分に 水を送るのを容易にする複数の表面不規則物26を示す。図6は、複数の複合キャ スティング材料34並びに軽量スクリムもしくは織物32の2層を含むキャスティン グテープ30の部分的に巻いていない巻き物を示す。また、図6は、複合材料の近 接したストリップ間の空隙38を示す。該空隙は、巻物が水に浸された時該巻物の 中央部分に水を送るのを容易にする。図7a及び7bは軽量スクリム44上に被覆 された硬化可能樹脂及び充填剤の複合混合物42を含む本発明の好ましいキャステ ィングテープ40を示す。図7bは図7Aの線B−Bに沿うテープ40の断面を示す 。明白に、この断面は、目盛りは示さないが、比較的薄い軽量スクリム44上の( 樹脂46及び充填剤48を含む)複合混合物の比較的厚い被覆を有するテープ40を示 す。前記被覆は適用の際容易に成形することができるので、必要な形状に適合さ せることができる。 発明の詳細な記載 一つの態様において、本発明は、整形外科的キャスティング材料が充填剤を組 み合わされた結合剤(例えば硬化可能樹脂)を含む前記気孔性整形外科的キャス ティング材料と、前記材料を調整して用いるための方法に関する。特に、本発明 に用いられる樹脂及び充填剤は前記材料が、分離したスクリムを用いることさえ なく、整形外科的キャスティング材料として用いるために十分な強度を有し得る 、重要な特徴及び物理的特性を有する。前記材料は、整形外科的キャスティング 材料として用いるために必要な気孔性及び放射線透過性を有し、改良された手で の操作性、成形性、及び触知性も有する。同時に、この態様の整形外科的キャス ティング材料は比較的安価であり、従って編物ファイバーグラス布帛をしばしば 用いる当該技術で周知である整形外科的キャスティング材料に代わるより経済的 なものを提供する。 この態様の気孔性材料は、テープ、副子、管状及び種々の積層形態において提 供され得る。この態様の気孔性材料は“結合剤”構成要素(例えば、硬化可能樹 脂又は熱可塑性ポリマーのいずれか)により、共に保持される高充填含有物材料 を一般的な特徴とする。好ましくは、前記複合物が空気及び水蒸気に対して気孔 性があるのに、前記充填剤の充填が十分に高く、結合剤含有量が十分小さいこと である。理論により関連つけられることを意図しないが、前記結合剤が図1及び 図2において示されるような位置に粒子と共に結合することを提供すると確信さ れる。粒子間の空隙は硬化した複合物に気孔性を提供すると確信される。本明細 書に用いられるものとして、皮膚で作られた水蒸気が硬化したキャストを通して 自由に逃げることが可能な十分な気孔性を有するキャストを“呼吸可能(breatha ble)”又は“呼吸する”と言う。 他の態様において、本発明は硬化可能樹脂及び好ましくは軽量ス クリム上に被覆された充填剤の複合混合物を含む整形外科的キャスティングテー プに関する。硬化していない時、樹脂及び充填剤複合混合物は、該混合物が軽量 スクリム上の被覆として用いるために十分な一体性を有することが可能である重 要な特性及び物理的特性(例えば流動学的特性)を有する。この態様のキャステ ィングテープは適用時に除外的な円滑さを示し、焼石膏に似た様式で取り扱われ る。硬化した時、前記材料は、整形外科的キャスティング材料として用いるのに 必要な強度も有し、硬化する間は、改良された手による操作性、成形性、滑らか さ、及び触知性を有する。 この合成キャスティング材料の適合性は、前記複合物を支えるのに用いられる 布帛裏材(例えば“スクリム”)によりしばしば限定される。本発明の好ましい キャスティング材料は極めて軽い布帛裏材のみを有するか全く布帛裏材を有さな いので、前記適合性は、主として前記複合物(例えば、樹脂及び充填剤混合物) のレオロジーにより限定される。本発明の適した充填剤及び樹脂の組合せは、除 外的な成形性を有する産物を提供する。従来の焼石膏の成形性を超えるキャステ ィング材料が得られている。本発明の完成したキャスト又は副子は、好ましくは 強く、軽量で、放射線透過性の、及び気孔性でもある。 本発明において用いるのに適当な充填剤は、硬化可能樹脂に不溶な無機又は有 機の微粒子又は繊維様の材料を含む。充填剤の形態は、球体、気泡、膨張可能な 胞、粒子材料、フィラメント、ミクロファイバーフレーク、及び栓球型材料、並 びにこれらの組み合わせを含み得る。前記充填剤は固体の、気孔性の、又は中空 構造を有することができる、好ましい充填材は軽量でそれほど充填されていない 形状であり、これにより、好ましくは、十分な空隙容量が前記複合物に水蒸気に 対する十分な気孔性を与えるのを確実にする。更に好 ましくは、前記充填剤は、全体が球形で、前記複合物は水蒸気に対して気孔性で ある。最も好ましくは、本発明のキャスティング製品は、従来のファイバーグラ ス編物キャスティングテープと同様の気孔性である。 適する無機充填材料は、ガラス、アモルファス及び結晶性シリカ(SiO2)、ソ ーダ石灰ホウケイ酸塩、アモルファスのナトリウム/カリウム/アルミニウムケ イ酸ガラス、アルミナ(酸化アルミニウム)、酸化鉄、メタケイ酸カルシウム、 炭酸カルシウム、硫酸カルシウム(微粒子又はミクロファイバーの形態のいずれ か)、カオリン、雲母、滑石、硫酸バリウム、ホウ素繊維、炭素繊維、ガラス繊 維、すりガラス繊維、薄片ガラス、金属繊維、長石、フェライトバリウム、酸化 チタン、及びセラミック等を含む。好ましい無機充填材料は、ガラスと、スコッ チライトブランドのグラスバブル(ScotchliteTM brand glass bubbles)H50/100 00EPX,H50/10000(酸で洗浄された)、K-46、及びS60/10000(3Mから市販され る)、エクステンドスフィアーブランド(ExtendosphereTM brand)のSG,CG,SF-1 2(PQ Corp.から市販される)、ジーオスフィアーブランド(ZeeosphereTM brand )200,400,600,800、及び850(3Mから市販される)、ジオライト(ZeoliteTM) のW1000,W1020,W1300,W1600,G3400、及びG3500(3Mから市販される)、ジカ ピールブランド(DicaperlTM brand)のHP-900、及びHP920(Grefcoから市販され る)、並びにシルセルブランド(Sil-CellTM brand)のSil-35/34,Sil-32,Sil -42、及びSil-43(Silbrico Corp.,Hodgkins,IL 60525から市販される)と、 を含む。ジカピールブランドのHP-820,HP-720,HP-520,HP-220,HP-120,HP-9 00,HP-920,CS-10-400,CS-10-200,CS-10-125,CSM-10-300、及びCSM-10-150 (Grefco,Torrance,CAから市販される)、並びに(Microcel Tech.Inc.から市 販 される、1.5〜5mmのサイズの)セラムセル(CeramcelTM)のようなセラミック 粒子も特に他の充填剤と混合した時、適する。色を有する色素充填剤も適してい る。これらの充填剤の混合物も適している。 適した有機充填剤は、熱可塑性もしくは熱硬化性有機材料又はその両方、並び にマトリックスのような上述の有機材料を含む複合充填材料及び、その中に無機 微小包含物が分散されているものから構成される充填材を含む。適した熱可塑性 充填材料は、(Air Products & Chemicals-Allentown,PAから得られる)プリマ ックスブランド(Primax brand)のUH-1080,UH-1060、及びUH-1250のようなポ リオレフィン、ポリエステル(例えば、ポリ(エチレンテレフタレート)、以下 “PET”と略す)、ポリアミド、ポリイミド、ポリアクリル酸塩、ホリカーボネ ート、ポリウレタン、及び上述の材料のコポリマーを含むもの等を含む。適した 熱可塑性樹脂材料は(Nobel Industriesから得られる)Expancel 461 DE 20ミク ロスフィアーのような膨張可能なバブルも含む。適した熱硬化性充填材料は、エ ポキシ、アルデヒド縮合産物(例えばUnion Carbide,Danbury CTから得られるU car Thermoset microballoons BJO-0950,BJO-0820,BJO-0900,BJO-0840,BJO- 09300)、アクリル酸塩、及びメタクリル酸塩を含む。好ましい有機充填材料は (Air Products & Chemicals-Allentown,PAから得られる)ポリエチレンミクロ スフィアーを含む。 好ましい粒子充填剤は、5〜500mmの平均粒径を有し、更に好ましくは前記粒 子充填剤が20〜200mmの平均粒径を有することであり、最も好ましくは、粒子充 填剤が30〜120mmの平均粒径を有することである。本明細書で用いられる“平均 粒径”は、その粒子と同体積の球の直径として定義される。 微小繊維は、織物の一体性又は複合強度を増強させるため樹脂に添加され得る 。本発明において用いるのに好ましい繊維は、25〜500mmの平均の長さを有し、 更に好ましくは前記繊維から30〜1000mmの平均の長さを有することであり、最も 好ましくは前記繊維が30〜500mmの平均の長さを有することである。引用により 本明細書に組み込まれる米国特許出願第08/008,751号に開示されるもののよう な微小繊維も単独又は他の粒子充填剤もしくは繊維と組み合わせて、有用である 。 イソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマー組織と共に用いるのに好まし い充填剤は、スコッチライトブランド(ScotchliteTM brand)のガラスバブルH5 0/10000EPX,H50/10000(酸で洗浄された)、及びS60/10000、シルセルブラン ド(Sil-CellTM brand)のSil-35/34,Sil-32,Sil-42、及びSil-43、プリマッ クス(PrimaxTM)のUH-1080,UH-1060、及びUH-1250、並びにジカピール(Dicap eal)のHP-820,HP-720,HP-520,HP-220,HP-120,HP900,HP920,CS-10-400, CS-10-200,CS-10-125,CSM-10-300)及びCSM-10-150を含む。球状の充填剤及びM inifibers-Code No.6 1575から得られる1.5デニール×19.05mm長のPET繊維のよ うな繊維の組合せを用いて、有益な結果が示されている。 前記樹脂内の充填剤の適切な濃度(例えば、“充填剤の充填”)は、該充填剤 のかさ密度、該充填剤及び用いられる特定の樹脂の比重、前記複合体の要求され る気孔性及び取り扱い特性により種々であるであろう。本明細書で用いられる、 “比重”とは、比較物質の密度に対する物質の密度の比をいう。固体及び液体に おいて、前記比較物質は水(密度=1g/cc)であり、それゆえ、固体又は液体 の比重は、その密度に数的に等しい。前記充填剤粒子の比重は、好ましくは3未 満、更に好ましくは2未満、最も好ましくは1未満で ある。適した充填剤の充填は、適切な強度(及び好ましくは良好な気孔性)を確 かにするのに十分に高いが複合体が容易に破砕するもしくは砕ける又は適用する のが困難なほど高くないレベルを選択することにより決定される。 複合物の気孔性を特徴づける一つの方法は、複合材料内の空隙容量の体積フラ クション(以下、複合物の“空隙容量”と略す)を測定することである。複合材 料の空隙容量は、空気又は水蒸気の輸送にアクセスできる複合物の占有されてい ない空間である。複合材料の空隙容量は、実施例14に開示されるように測定され 得る。例えば、ガス(例えば、空気又はCO2)で充填され、空気又は水蒸気の輸送 にアクセス可能な空間が、複合物の空隙容量に含まれるであろう。前記空隙容量 は、前記複合物の全体の体積の百分率として便利に表現され得る。それ自身が気 孔性である構成物を含む複合物(例えば、複合物が気孔性充填剤を含む)のため に、前記気孔性構成物の空隙容量は、構成物の空隙が空気又は水蒸気の輸送にア クセス可能である複合物の全体の空隙容量内に含まれるであろう。(イソシアネ ート官能性樹脂組織のような)硬化の間に樹脂が発泡するサンプルにおいて、空 隙容量は、実施例14に開示されるような低表面張力の不活性溶媒の体積の取込み (uptake)を測定することにより計算されるであろう。このテストで用いられる ような不活性溶媒は、硬化した複合物を認め得るほどに膨張させない又は溶解さ せない溶媒である。イソプロピルアルコールは、ほとんどのイソシアネート官能 性樹脂組織に適した不活性溶媒である。樹脂の発泡は、空気又は水蒸気の輸送に アクセスできない閉じた細胞空隙を作り出すことができ、実施例14に開示される テストに含まれないであろう。明白に、樹脂の発泡が、複合物の表面に開いた細 胞空隙及び材料をとおして閉じた細胞空隙を作り出すことができる。前記空隙が 複合物のいず れの表面からも空気又は水の輸送にアクセス可能であること(例えば、溶媒が全 体の厚みに浸透すること)を確かにするために、空隙容量を測定する時に注意す べきである。 好ましいキャスティング材料の重要な特徴は、高い重量に対する強度比である 。軽量の複合物であることを確実にするために、好ましい充填剤は1.0g/cm3未 満のかさ密度であり、更に好ましくは充填剤が0.75g/cm3未満のかさ密度であ ることであり、最も好ましくは充填剤が約0.6g/cm3未満のかさ密度であること である。本明細書で用いられる充填剤の“かさ”密度又は“見掛け”密度は、一 単位体積を占有する充填剤の量の重さを測ることにより決定される。この決定を するために充填剤の10gmのサンプルを、該充填剤がその高さの約半分を占有する よう適当なサイズで目盛りがつけられたシリンダー(例えば約25cm3)内に入れる 。その後、該シリンダーを硬化するよう5分間左右に静かに振とうする。その後 、充填剤の体積をシリンダー側面の目盛りから読む。 本発明の物品も、その厚みを貫通する複数の巨視的穴を有するテープ又はシー ト形態として提供される。本明細書に用いられる“巨視的穴”は、前記テープの 厚みを貫通する穴である。対照的に、前述の“空隙容量”又は“孔”は、前記複 合材料の独立した粒子を包う空隙容量を特徴とする。前記空隙容量は、複合物全 体に分散されるが、水蒸気が逃げることができる道を提供する一方、テープの厚 みを貫通する有孔の“穴”を形成しない。“穴”から“孔”を区別するための更 なる導入として孔は1000mm未満の径を有するのに対して、穴は1000mm以上の径を 有することであると確信される。 本発明の物品は、テープ又はシートを横切って通り、シートの端へ又はその近 くへ伸長し、巻き物の近接した層のすき間のない接触を制限する複数の巨視的表 面不規則物(例えば、平面の外のこぶ又 は陥没)を有するテープ又はシートとして提供され得る。これらの表面不規則物 は、例えば硬化が始まる時に、テープの巻き物の中央部分への水の移動を容易に する。好ましくは、これらの表面不規則物は、開始されたテープがキャストに成 形される時に容易に平らにされる。 本発明の好ましい気孔性複合物は、30〜85容量%の充填剤、更に好ましくは40 〜75容量%の充填剤、最も好ましくは50〜70容量%の充填剤を含む。本発明の好 ましい気孔性複合物は、8〜40容量%の樹脂、更に好ましくは10〜30容量%の樹 脂、最も好ましくは12〜25容量%の樹脂を含む。本発明の好ましい気孔性複合物 は、少くとも7%の空隙容量、更に好ましくは少くとも10%の空隙容量、最も好 ましくは少くとも12%の空隙容量を有する。 軽量スクリム上に被覆された硬化可能樹脂及び充填剤の複合混合物を含む好ま しい整形外科的キャスティングテープは、30〜85容量%の充填剤、更に好ましく は40〜75容量%の充填剤、最も好ましくは50〜70容量%の充填剤を含む。軽量ス クリム上に被覆された硬化可能樹脂及び充填剤の複合混合物を含む好ましい整形 外科的キャスティングテープは、8〜40容量%の樹脂、更に好ましくは10〜30容 量%の樹脂、最も好ましくは12〜25容量%の樹脂を有する。複合混合物が要求さ れる被覆重量において軽量スクリムに容易に被覆され得るが、保管の間“プール ”しないように複合混合物のレオロジーが調節されることが要求される。驚くこ とに、プレポリマー材料の混合物を含む樹脂組織内に充填剤を完全に混合するこ とにより、上述の混合物が作成され得ることが発見されている。その後、(充填 剤及び樹脂構成物を含む)複合混合物は、前記樹脂組織が最終的な分子量に発展 する前に、軽量スクリム上に被覆される(それゆえ、粘性が十分に形成されてい ない)。複合混合物をスクリム上に被覆 した後、前記樹脂はプレポリマー構成物間の反応のため付加的な粘性を形成する 。このように、複合混合物は、プーリングに耐える最終的な保管レオロジーを達 成する。樹脂に対する充填剤の容量比は、複合物材料のレオロジー特性のような ものの重要な示唆を与える。樹脂に対する充填剤の容量フラクションが増加する と、複合物は次第に粘性をおび、結果的にプールしにくくなる。軽量スクリム上 を被覆するのに好ましい複合混合物は、少くとも0.4、更に好ましくは少くとも0 .6、最も好ましくは少くとも0.8の樹脂に対する充填剤の容量比(Vf/Vr)を 有する。 水硬化可能樹脂を用いるのに好ましい充填剤も、極めて低い湿気吸収能を有す る。好ましくは、前記充填剤は4重量%未満の吸収された水を含み、更に好まし くは前記充填剤は1重量%未満の吸収された水を含むことであり、最も好ましく は前記充填剤は0.5重量%未満の吸収された水を含むことである。充填剤サンプ ル内の吸収された水の量は、オーブンで充填剤を加熱してサンプルの重量の損失 を測定することにより決定され得る。充填剤は水蒸気を多量に有するので、複合 物への組込みの前に充填剤を乾燥させることが好ましい。 前記複合混合物の棚安定性は、適した充填剤及び樹脂の組合せを選択する時に 重要な考慮すべき点である。棚安定性とは、標準的な保管条件の間、粘性の劣化 又は重大な増加に耐える最終産物の能力をいう。例えば、イソシアネート官能性 ポリウレタンプレポリマーを含む製品のためには、上述の保管条件は、25℃にお ける水蒸気のない環境における保管を含むであろう。明白に、グラスバブルのよ うな、多くの市販の充填剤は、本質的に塩基性(例えば、アルカリ)であり、イ ソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマーにおいて不必要な副反応の原因と なり得る。これらの副反応は、樹脂が早 まって固まる又は全体が固まるのを防ぐ原因となり得る。好ましい充填剤は、樹 脂材料の棚安定性を損なわないように選択される。キャスティング材料の棚安定 性は、周囲の温度(例えば25℃)においての保存の時、好ましくは1年超であり 、更に好ましいキャスティング材料の棚安定性は、周囲の温度における保存の時 、3年超であり、最も好ましいキャスティング材料の棚安定性は、周囲の温度に おける保存の時5年超である。キャスティング材料の棚安定性は、周囲の温度の 安定性を予測するために、上昇された温度(49℃)でもテストされる。好ましい キャスティング材料は、49℃で4週間耐え、更に好ましいキャスティング材料は 、49℃で8週間耐え、最も好ましいキャスティング材料は、49℃で12週間耐える 。イソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマー組織が用いられる時、充填剤 は、本質的に塩基性でも塩基性不純物を含むわけでもないことを確かにすること が有益である。このような塩基性度は、製品の棚安定性を制限し得るイソシアネ ート官能性樹脂組織との(トリマー化、アロホネート形成、及びビウレット形成 のような)副反応を起こし得る。充填剤の塩基性度の不利な効果は、適当な酸で 充填剤を洗浄及び/又は中和することにより、又は樹脂に酸安定剤を添加するこ とにより最小化され得る。 必要であれば、前記充填剤は、樹脂の結合、混合の容易さ、及び適合性を増強 するために、シラン、チタン酸塩、及びジルコニウム酸塩等を用いて表面処理さ れ得る。該表面処理は、樹脂内へ、又はその場所での充填剤の組込みの前に行わ れ得る。即ち、前記表面処理剤は、後の前記充填剤との反応のために前記樹脂内 に組み込まれ得る。 上述のように、硬化可能樹脂は結合剤として用いられ得る。本発明のキャステ ィング材料に用いられる硬化可能樹脂は、好ましくは 、整形外科的キャストの機能的な要求を満足するであろういずれかの硬化可能樹 脂である。明らかに、キャストを適用する患者又は人のいずれかに有害となり得 る硬化の間、毒性の蒸気の重大な量を放出しない点、及び化学的な刺激もしくは 硬化の間の過剰な熱の発生のいずれかによる皮膚の刺激の原因とならない点で、 前記樹脂は非毒性でなければならない。更に、前記樹脂は、一度適用されたら硬 化剤と十分に反応してキャスティング材料の迅速な硬化を保証しなければならず 、しかし、キャストを適用して成形するための十分な稼動時間を許容しないよう な反応性であってはならない。最初に、キャスティング材料は柔軟かつ成形可能 でなければならず、それ自身に接着するべきである。その後、キャストの適用が 完了した後、短時間で、それは、剛性もしくは少くとも半剛性並びにキャスティ ング材料が着用者の活動により被る荷重及び応力を支えるための堅固さを有する ようになるべきである。このように、ギブス包帯材料は、およそ数分で粘弾性の 状態(例えば成形可能なパテ)から状態を変化して固体の状態にならなければな らない。 一つの態様において前記樹脂は、極めて軽量のスクリム上に被覆された時でさ え“プーリング”に耐える高度に粘弾性の水硬化性樹脂である。更に他の態様に おいて、前記樹脂は、極めて軽量なスクリム上に被覆された時でさえ、充填剤と 混合された時に、“プーリング”に耐える高度に粘性のある混合物を形成する。 本明細書に教示されるように、多くの従来の非粘弾性の樹脂を高度な粘弾性の樹 脂に改良することができ(例えば樹脂のtan d値を減少させる)、それゆえ本発 明に用いるのに適する。米国特許第4,131,114号に開示されたもののようなポリ イソシアネート及び多価アルコールの反応により形成されるウレタン樹脂が好ま しい。ポリウレタン、シアノアクリレートエステル、並びに水分感受性触媒と組 み合わせた時 、トリアルコキシもしくは三ハロゲン化シラン基の末端でターミネートされたエ ポキシ樹脂及びプレポリマーを含む周知のいくつかのクラスの水硬化樹脂が適す る。例えば、米国特許第3,932,526号は、1,1−ビス(パーフルオロメチルス ルホニル)−2−アリルエチレンは、微量の水分を含有するエポキシ樹脂を重合 させる。 整形外科的キャスティングテープの硬化を活性化するための水の使用が整形外 科医及び医学的キャストを扱う人に安全で使いやすく最も便利であるが、水硬化 性である樹脂組織以外の樹脂組織を用いることができる。好ましい樹脂は認め得 るほどに水に分散しない。包帯がメタクリル酸グリシジル及びビスフェノールA (4,4’−イソプロピルイデネジフェノール)の縮合から得られるビスメタク リレートエステルのような二機能性アクリレート又はメタクリレートでしみ込ま されている米国特許第3,908,644号に開示されるもののような樹脂が適する。前 記樹脂は、第三級アミン及び有機ペルオキシドの溶液で湿潤することにより硬化 される。また、水は、触媒又はイニシエーターを含むことができる。例えば、米 国特許第3,630,194号は、その重合が(レドックスイニシエーター系として公知 である)酸化剤及び還元剤の水溶液内に包帯を浸すことにより開始されるアクリ ルアミドモノマーが含浸した整形外科的テープを提案する。上述の包帯の強度、 剛性、及び硬化の速度は、本明細書に開示されるような一連の調合に関係する。 以下の開示は、水硬化可能なイソシアネート官能性プレポリマー又は水反応性液 状有機金属化合物が硬化可能樹脂として用いられる本発明の好ましい態様に、主 に関する。 本発明に用いられるいくつかの更に好ましい樹脂は、水硬化性イソシアネート 官能性プレポリマーである。例えば、米国特許第4,411,262号及び米国特許第4,5 02,479号に、この型の適した組織が開 示される。更に好ましい樹脂組織が米国特許第4,667,661号及び引用により本明 細書に組み込まれる米国特許出願通し番号第07/376,421号に開示される。本明 細書で用いられる水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーは、ポリイソシ アネート化合物と反応性水素化合物もしくはオリゴマー(例えば“ポリオール” )とから得られるプレポリマーを意味する。本明細書で用いられる、反応性水素 化合物は、例えばケミストリー オブ オーガニック コンパウンド(Chemistr y of Organic Compounds by Carl R.Noller,Chapter 6.pp.121-122(1957))に 開示されるような公知のゼレビチノフ(Zerevitinov)テストに従う活性水素を有 する化合物である。前記プレポリマーは、水、例えば水蒸気又は好ましくは液体 の水に晒されて硬化するのに十分なイソシアネート官能性を有する。 イソシアネート及び多価アルコールの反応により形成されるポリイソシアネー トプレポリマーを用いることが好ましい。ジイソシアン酸トルエン(TDI)のよう なより揮発性の高い材料よりジイソシアン酸ジフェニルメチレン(MDI)のような 低い揮発性を有するイソシアネートを用いることが好ましい。適したイソシアネ ートは2,4−ジイソシアン酸トルエン、2,6−ジイソシアン酸トルエン、こ れらの異性体の混合物、4,4’−ジイソシアン酸ジフェニルメチレン、2,4 ’−ジイソシアン酸ジフェニルメタン、可能な少量の2,2’−ジイソシアン酸 ジフェニルメタン(市販のジイソシアン酸ジフェニルメタンの典型)に伴うこれ らの異性体の混合物、並びに芳香族ポリイソシアン酸塩及びアニリン及びホルム アルデヒドの縮合産物のホスゲネーション(phosgenation)から得られるような それらの混合物を含む。プレポリマー組織において用いるための典型的な多価ア ルコールは、ポリアルキレンオキシド(例えば、ポリエチレンオキシド及びポリ ブチレンオキシド、商標名ArcolTM PPG でArco Chemicalから、及び商標名PluracolTMでBASF Wyandotteから得られる) ポリプロピレンエーテルグリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(Q uaker.Oats Co.のPolymegTM又はDuPont de Nemorrs,E.I.,Co.,Wilmington DE のTerathaneTM)、ポリカプロラクトンジオール(Union Carbideの多価アルコール のToneTMシリーズ)、及びジカルボン酸と多価アルコールポリエステル(Ruco.di vision,Hooker Chemical Co.から得られるRucoflexTM多価アルコールのような ジオールとのエステル化から得られるヒドロキシルで終結したポリエステル)を 含む。高分子量多価アルコールを用いることによって、硬化した樹脂の剛性は減 少し得る。 本発明のキャスティング材料に有用な樹脂の例は、Dow Chemical Companyから 得られるIsonateTM 2143Lとして知られるイソシアネート(約73%のMDIを含むジ −及びトリ−イソシアネートの混合物)並びにNiaxTM PPG725として知られるUni on Carbideのポリプロピレンオキシド多価アルコールを用いる。前記材料の保存 性を長くするために、(全樹脂重量を基準として)0.01〜1.0重量%のベンゾイ ルクロライド又は他の適当な安定化剤を含むことが好ましい。 一度水硬化剤に晒された時の、前記樹脂の反応性は、適量の適当な触媒を用い ることによって制御され得る。この反応性は、(1)樹脂のかさ内への水の更な る浸透を防止する硬質フィルムが樹脂表面上にすぐに形成される、又は(2)適 用及び成形が完了する前にキャストが固まるほど大きくあってはならない。(全 樹脂重量を基準にして)約0.05〜約5重量%の濃度で、引用により組み込まれる 開示である、米国特許第4,705,840号の開示のように調製される4−〔2−(1 −メチル−2−(4−フルホリノ)エトキシ)エチル〕モルホリン(“MEMPE”) 及び米国特許第4,433,680号の開示のように調製される2,2’ジモルホリノジ エチルエーテル(“DMDEE”)を 用いて良好な結果が得られている。 樹脂の発泡は、それがキャストの表面の円滑性に逆に衝撃を与えてキャスト全 体の強度を減少させ得るので最小にするべきである。発泡は、例えばイソシアネ ートとの水の反応の結果として二酸化炭素が遊離する時、起こる。発泡を最小に する一つの方法は、プレポリマーにおけるイソシアネート基の濃度を減少させる ことである。しかしながら、反応性、作用能力、及び根本的な強度をもたせるた めに、イソシアネート基の適切な濃度が必要である。発泡は低い樹脂含有量であ るが、適切な樹脂含有量は、強度及び剥離耐性のような要求されるキャストの特 徴が必要である。発泡を最小にする満足な方法は、シリコーンAntifoam A(Dow C orning),又はAnti-foamシリコーン流体(Dow Corning)を樹脂に添加することで ある。約0.05〜1.0重量%の濃度でDow Corning Anti-foam 1400のようなシリコ ーン液を用いることが好ましい。米国特許出願通し番号07/376,421号に開示さ れ、及び欧州特許出願EPO 0407056号に公開されるような安定して分散した疎水 性重合粒子を含む水硬化可能樹脂も発泡を減少させるのに用いられ得る。 加えて、キャスティング材料が硬化の前及び間に削減されたタックを示し、受 け入れられ得る強度及びラミネーション強度を有するキャストを形成するように 米国特許第4,667,661号に従って潤滑剤を樹脂に添加することができる。適した 潤滑剤は、樹脂組織に共有結合する親水性基、界面活性剤、複数の親水基から構 成されるポリマー、及びポリシロキサン、並びに上述の組合せを含む潤滑剤は、 必要であれば、分離した一時的なライナーと合わせて用いることができる。 本発明における好ましい樹脂として含まれるものは、水反応性液体有機金属化 合物のような非イソシアネート樹脂である。これらの 樹脂は、イソシアネート樹脂組織の代わりとして好ましい。整形外利的キャスト に用いられるのに適する水硬化可能樹脂組成物は、水反応性液体有機化合物及び 有機ポリマーからなる。有機金属化合物は、樹脂の粘性を減少させ、次の式:(R ’O)xMR2 (y-x)、ここで各々のR1は、独立して、1〜50非ペルオキシド−O−, −S−,−C(O)−、又は−N−基によりその骨格が任意に断続された、C1〜C1 00 炭化水素基であり、各々のR2は、独立して、水素及び1〜50非ペルオキシド −O−,−S−,−C(O)−、又は−N−基によりその骨格が任意に断続されたC1 〜C100炭化水素基からなる群から選択され、xは1〜yの整数であり、yはM の原子価であり、Mはホウ素、アルミニウム、ケイ素及びチタンである化合物で ある。前記有機ポリマーは、付加ポリマー又は縮合ポリマーである。付加ポリマ ーは有機ポリマー成分として好ましくは利用される。特に有用な付加ポリマーは エチレン的に不飽和のモノマーから作られるものである。上述の付加ポリマーが 形成され得る市販のモノマーは、これに限定されないが、エチレン、イソブチレ ン、1−ヘキサン、クロロトリフルオロエチレン、塩化ビニリデン、ブタジエン 、イソプレン、スチレン、ビニルナフタレン、アクリル酸エチル、アクリル酸2 −エチルヘキシル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、アクリル酸ベンジル、 ポリ(エチレンオキシド)モノアクリレート、アクリル酸ヘプタフルオロブチル 、アクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸2−ジメチルアミノエチル、 3−メタクリロキシプロピルトリス(トリメチルシロキシ)シラン、メタクリル 酸イソブチル、イタコン酸、酢酸ビニル、ステアリン酸ビニル、N,N−ジメチ ルアクリルアミド、tert−ブチルアクリルアミド、アクリロニトリル、イソブチ ルビニルエーテル、ビニルピロリドン、ビニルアゾラクトン、メタクリル酸グリ シジル、メタクリル酸2−イソ シアナトエチル、無水マレイン酸、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス( 2−メトキシエトキシ)シラン、メタクリル酸及び3−(トリメトキシシリル) プロピルを含む。加水分解可能官能性を有するポリマーが好ましい。酸性又は塩 基性の触媒は、これらの組成物の水硬化を加速するのに用いられ得る。強酸性の 触媒が好ましい。適した水反応性液体有機金属化合物のより完全な記載は、引用 により本明細書に組み込まれる係属中の米国特許出願通し番号08/008,678及び0 8/008,743号に開示される。 本発明において更に好ましい樹脂として含まれるのは、同時係属中の米国特許 出願“Novel Casting Tapes and Resins and Processes Therefor”通し番号08 /048,656に開示される水硬化可能アルコキシシランで断続されたオリゴマーで ある。これらの樹脂組成物は、好ましくは溶媒のない状態である。 好ましい樹脂組成物は、安定、即ち非反応性で、約40℃未満の温度で粘性が大 きく増加しない。加えて、好ましい樹脂組成物は水に晒されて硬化し、約10〜10 0℃の温度、好ましくは約20〜50℃の温度で硬化した材料を形成することができ る。好ましい樹脂組成物は、低粘性水反応性アルコキシシランで断続されたポリ マーを含む。平均のアルコキシシラン官能性は、少くとも1つ、好ましくは少く とも2つであるが、4つ程度であり得る。各々のアルコキシシラン基は、2又は 3の加水分解可能な基を有することができる。 加水分解可能な末端のアルコキシシラン基を有する水反応性ポリマーは好まし くは、次の式: 〔式中、Qは多価アルコール残基であり、 Xは−O−,−NR8−、又は−S−であり、 Yは−O−,−NR8−,−S−、カルバミルチオ(−SC(O)NH−)、カルバメー ト(−OC(O)NH)、又はウレイド及びN置換ウレイド(−NHC(O)NH−)であり、 R1は、1〜50非ペルオキシド−O−,−C(O)−,−S−,−SO2−,−NR6− 、アミド(−C(O)−NH−)、ウレイド(−NH−C(O)−NH−)、カルバメート(− O−C(O)NH−)、カルバミルチオ(−S−C(O)−NH−)、未置換もしくはN置換 アロファネート(−NH−C(O)−N(C(O)−O−)−)、未置換及びN置換ビウレッ ト(−NH−C(O)−N(C(O)−N−)−)、並びにN置換イソシアヌレート基により 骨格において任意にインタラプトされた、置換又は未置換の二価架橋C1〜C200 炭化水素基であり、 R2は存在することができる(n=1の時)又は存在しないことができ(n= 2の時)、H、並びに1〜10の非ペルオキシド−O−,−C(O)−,−S−,−SO2 −、又は−N(R6)−基により骨格において任意にインタラプトされた置換もしく は未置換のC1〜C20炭化水素基からなる群から選択され、 R3は、1〜5の非ペルオキシド−O−,−C(O)−,−S−,SO2−、又は−N( R6)−基により骨格において任意にインタラプトされた、置換又は未置換二価架 橋C1〜C20炭化水素基であり、 R4はC1〜C6炭化水素基又は−N≡C(R7)2であり、 R5及びR7の各々は、独立して、C1〜C6炭化水素基であり、 R6は、C1〜C6炭化水素基又は水素であり、 R8はH並びに1〜10の非ペルオキシド−O−,−C(O)−,−S −,−SO2−、又は−N(R6)−基により骨格において任意にインタラプトされた、 置換又は未置換のC1〜C20炭化水素基からなる群から選択され、 nは1〜2及びqは0〜1、但しXがNの時、n+q=1、XがS又はOの時 、n+q=2であり、 uは多価アルコール残基の官能性で0〜6、但しu=0の時、式Iは (式中、m=2〜3、及び z=1〜3)である〕の化合物である。 各々の“R3−Si(OR4)m”成分は同じ又は異なり得る。好ましい組成物は、ビス (トリメトキシシリルプロピル)アミンのような、高度に官能基化されたアルコ キシシランで末端がキャップされた、ジイソシアン酸トルエン(“TDI”)からな る。 アルコキシシラン官能基化プレポリマーを調製するのに用いるために、好まし いプレポリマー前駆体は、多価アルコール及び1.9〜9.0%の範囲の遊離NCOに反 応性のポリイソシアネートから形成されるものであり、ポリエチレングリコール 、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエステルエ ーテル多価アルコール及びこれらの混合物を含む。最も好ましいジイソシアネー トプレポリマーはポリエチレングリコールを含むものであるが、ポリテトラメチ レングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコール、及びこ れらのランダムもしくはブロックコポリマーのようなポリエーテル多価アルコー ル並びに米国特許出願通 し番号07/376,421号に開示されるもののようなポリマー多価アルコールを含む ものである。ポリブタジエン多価アルコール及びポリイソプレン多価アルコール のようなポリオレフィン多価アルコールも、ジェファミン及びポラミン(Jeffam ine and Polamine)材料、低分子量ジオール、及びチオール等のような芳香族及 び脂肪族アミンで終結された“多価アルコール”と同じように用いられ得る。こ れらの多価アルコールの混合物も有用であり得る。好ましい平均多価アルコール 官能性は、1.8〜3、更に好ましくは2〜2.5であるが、4以上程度の高さの官能 性を有する多価アルコールも有用である。 アルコキシシランでターミネートされたプレポリマーを調製するのに用いるた めに、好ましいポリイソシアネートは、異なる反応性、即ち同一分子内において 、1つ以上のイソシアネート基より2倍以上、大きく反応性の高い少くとも1つ のイソシアネート基を有する。好ましいイソシアネートは2〜3の官能性を有し 、特に好ましい材料は2〜2.3の官能性を有する。好ましいイソシアネートはTDI である。ホルムアルデヒド及びアニリンの縮合産物を基礎としたメチレンジイソ シアネート(“MDI”)及びポリイソシアネートのような他の芳香族イソシアネー トは有用であり得る。脂肪族イソシアネートは有用であり、紫外線に対する安定 性を特に考慮する適用に特に好ましくなり得る。ヘキサメチレンイソシアネート (“HMDI”)、メチレン−ビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、テトラ メチルキシレンイソシアネート(“TMXDI”)、及びキシレンイソシアネートのよ うな材料を用いることができる。イソホロンジイソシアネート等のような材料は 、イソシアネート基の異なる反応性のためおそらく有用である。 アルコキシシランで、ターミネートされたプレポリマーを調製す るのに用いるために、本発明の好ましい反応性シランは、ビス(トリメトキシシ リルプロピル)アミンであるが、アミノプロピルトリメトキシシラン(“A-1110 ”)、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピル−トリメトキシシラン( “A-1120”)、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン(“Y-11167”)、及 びイソシアナトプロピルトリメトキシシラン等のような他の反応性シランを用い ることができであろう。本発明において有用なシランの重大な要素は、それが少 くとも1つの活性水素基(W=−XC(O)NH−の時を除く)、少くとも1つのシラ ン官能性、及びシラン内の少くとも2つ(好ましくは3つの)加水分解可能な基 を有することに注意のこと。 好ましいシランは、トリメトキシ−及びトリエトキシシランであるが、他のト リアルコキシ、アルキルアルコキシ、アリルジアルコキシ、及びオキシミノシラ ンは有用となり得るであろう。これらは、TDIベースのプレポリマーと種々の組 合せ及び割合で反応して広範囲の平均シラン官能性(例えば、2〜4以上)を生 成することもできるであろう。 アルコキシシランでターミネートされたプレポリマー樹脂における更に他の重 要な成物は、水分硬化可能樹脂のための触媒である。置換グアニジン及び特定の N,N,N’,N’−テトリメチルグアニジン(“TMG”)は、これらのシラン硬 化組織のための、アルコキシシラン基の十分に迅速な加水分解及びシロキサン付 加物を形成するための結果物であるシラノールの後の縮合を確実にする好ましい 触媒である。しかしながら、1,8−ジアゾビシクロ〔5,4,0〕ウンデカン −7−オン(“DBU”)、トエチルアミン、イミダゾール、及びピペラジン等のよ うな他の塩基性第3アミン触媒を、この樹脂組織において用いることができるで あろう。(アルキル及びパーフルオロアルキルを含む)スルホン酸、(アルキル 及びパーフルオロ アルキルを含む)カルボン酸、リン酸、及びホウ酸等のような酸触媒もこの樹脂 組織に用いられる。更に、シラン硬化の技術で周知である、スズ、コバルト、ビ スマス、鉛、亜鉛、又はチタンのような種々の金属触媒を、この樹脂組織におい て単独又は上述の触媒と組み合わせて用いることができるであろう。 一つの態様において、本発明は、硬化する前に増強された粘着性を有し、最も 好ましくは重い布帛裏材を用いることのない気孔性複合材料を提供する。布帛裏 材が好ましいような場合、好ましくは軽量裏材のみが用いられる。好ましくは、 複合物材料が製品がかたどられる時に裂けないこと、及び複合物材料が貼用の間 に未硬化の複合物上の典型的な引張力を支えることを確実にするため、樹脂組織 は高度な粘着性を有する。本発明の気孔性複合材料を調剤する時、(織物の密着 性、成形性、円滑性、プーリングに対する耐性等のような)材料の未硬化の“取 り扱い”特性と(強度、気孔性、表面円滑性等のような)材料の硬化された物理 的特性との間のバランスをとらなければならない。材料の物理的特性は、樹脂に 対する複合物の充填剤の割合により実質的に影響を受けると確信される。不運に も、樹脂に対する充填剤の容量比を増加させると(それにより硬化した複合物の 気孔性を増加させる)、複合物は粘着性又は円滑性が次第に減少して成形がより 難しくなる。与えられた充填剤及び樹脂組織において、高い強度及び気孔性の両 方を有し、未硬化の状態において良好な粘着性及び/又は円滑性を有する複合物 を製剤化することは、可能でないこともあり得る。この問題を緩和するために、 2つの異なるアプローチが本発明に開示される。第一のアプローチは、複合物の 樹脂構成物の変形に関連する。この変形は樹脂のtan dを減少させ、これにより 、複合物の粘着性を増加させることである。第二のアプローチは、(独立した繊 維として又は布帛スクリム としてのいずれかとして)複合物に繊維を組み込むことに関連する。繊維は複合 物に対する増加された粘着性を有し、適用の間、未硬化の複合物にかかるいくつ かの引張力を与える。必要であれば、これらの方法の組合せも用いられ得る。 他の態様において、軽量スクリム上に被覆された樹脂及び充填剤の高度に粘着 性の混合物を含むキャスティングテープを提供する。キャスティングテープ上の 被覆は、活性化された時、該テープが円滑で膏剤様のキャストを形成するために 成形され得るように高度に移動可能である。本態様の被覆されたキャスティング テープを製剤化する時、(成形性、円滑性、プーリングに対する耐性等のような )材料の未硬化の“取り扱い”特性と(強度、表面円滑性等のような)材料の硬 化された物理的特性との間のバランスをとらなければならない。材料の物理的特 性は、複合物の樹脂に対する充填剤の容量比により本質的に影響を受けると確信 される。不幸にも、樹脂に対する充填剤の比が増加するにつれ(それにより被覆 の粘性及びプーリングに対する耐性を増加させる)、前記複合物は円滑性が次第 になくなり、成形するのがより困難になる。対照的に、樹脂に対する充填剤の比 が低すぎると、被覆はスクリム裏材からプールすることがあり、又は十分に高い 被覆厚又は重量で被覆されないことがあり、これにより、十分な強度又は剛性を 有するキャストを提供しない。 気孔性複合物の取り扱い特性は、適当なレオメーターを用いて樹脂構成物の粘 弾性を測定することにより特徴づけられ得る。本発明の好ましい材料を予想する のに適したレオメーターは、レオメトリックス(Rheometrics Inc.)から得られ るレオメトリックスダイナミックアナライザーII(Rheometrics Dynamic Analyze r−II)(“RDA−II”)のようなコーン、プレート、又は平行プレートレオメータ ー を含む。ダイナミックシェアーモード(dynamic shear mode)で作動させる時、 レオメーターは、材料の弾性又は貯蔵モジュール(G’)、粘性又は損失モジュ ール(G”)、及び動的粘性(h0)を測定することができる。G’に対するG ”の比は、タンジェントデルタ(tan d)として言及され、材料の全体の粘弾的性 質の優れた計量法である。一般的に、tan dは液体において1より大きく、固体 において1より小さい。ステェディーシェアーモード(steady shear mode)で動 作させる時、平行プレートレオメーターは添加されたせん断率(shear rate)(g) の関数として粘性(h)を測定することができる。 上述のように、樹脂構成物のtan dを劇的に減少させることは、気孔性複合物 (即ち、樹脂及び充填剤混合物)の粘着性を増強する1つの方法であり、種々の 方法においてなされ得る。これらは、(1)適量の高分子量第2ポリマーを硬化 樹脂に組み込む(即ち、可溶化する)こと、(2)例えば、共硬化ポリマー組織 を用いることでその場で第2ポリマーを形成することにより、硬化樹脂の相互貫 入高分子網目構造を形成すること、又は(3)鎖の相互作用を促進するために高 濃度のウレタン、尿素、又は他の水素結合官能性を提供すること、又は(4)プ レポリマーに比較的高レベルの鎖の分岐を組み込み、鎖のもつれを促進させるこ と、を含む。上述の方法の組合せも用いられ得る。 適した高分子量第2ポリマーは、硬化可能樹脂において十分に可溶性、分散性 、又は湿潤性であり、樹脂のtan dを減少させることができるポリマーである。 適した第2ポリマーは、実際に樹脂をゲル状態にすることができる。特に好まし いポリマーは、比較的低い付加レベルにおいて適切な粘弾性を提供するために、 水素結合又は硬化樹脂組織と相互作用することができるポリマーである。一般的 に、樹脂に添加された第2ポリマーは、硬化した樹脂組織の強度及び一体性を逆 に破壊しないよう適したtan d値(それゆえ、複合物に対する必要な粘着性)を 樹脂に与えるべきである。この機能に伴って要求される第2ポリマーの量は、ポ リマーの分子量及び未改良の硬化可能樹脂又は複合物の粘性にしばしば依存する であろう。一般的に、(レオロジー特性を含む)ポリマー特性は、より小さな分 子よりサンプル内のより大きなサイズの分子に相当多く依存する。それゆえ、多 分散サンプルの重量平均分子量は、数平均分子量よりポリマー混和物において期 待されるべき特性のより大きく優れた指示物であり、他のものが注目されないな ら本明細書で用いられるであろう。高分子量ポリマーの組込みにより、粘着性が 付与される時、ポリマー及び硬化可能樹脂の好ましい混合物は、30%以下のポリ マー、更に好ましくは1〜20%のポリマー、最も好ましくは2〜12%のポリマー を含む。本発明の樹脂組織において用いるための好ましい高分子量第2ポリマー は約30,000〜5,000,000の重量平均分子量(“Mw”)である。更に好ましくは、 高分子量第2ポリマーは、100,000〜3,000,000の重量平均分子量である。最も好 ましくは、高分子量第2ポリマーは250,000〜2,000,000の重量平均分子量である 。 好ましいポリマーは、樹脂及びポリマー混合物のtan dが1.0rad/secにおいて 20未満、更に好ましくは1.0rad/secにおいて10未満、最も好ましくは1.0rad/s ecにおいて5未満となるように、約20重量%未満、好ましくは約10重量%未満の 濃度で樹脂に添加される時、樹脂のtan dを大きく減少させることができるポリ マーである。加えて、好ましいポリマーは、G’が0.1rad/secにおいて少くと も0.1dyne/sq、1rad/secにおいて1dyne/cmとなるように、約20重量%未満 、好ましくは約10重量%未満の濃度で樹脂に添 加された時、樹脂のtan dを大きく減少させることができるポリマーである。好 ましくは、ポリマーは、0.1及び1.0rad/secの頻度において、各々1dyne/cm及 び10dyne/cmを超える値にG’を増加させることができる。 ポリビニルピロリドン(“PVP”)及びN−ビニルピロリドンのコポリマーは、 ポリウレタンプレポリマー組織のtan dを減少させるのに特に有用なポリマーで あることが見い出されている。PVPは、多くのポリエチレングリコール及びポリ テトラメチレングリコールに一般的に可溶であり、固体として直接添加すること ができ、約100℃〜150℃に加熱した時その場で真空乾燥され得る。あるいは、PV P及び多価アルコールを含む樹脂組織は、溶媒除去の前に適切な溶媒を用いて共 沸乾燥され得る。一度多価アルコールに溶解されると、樹脂及びポリマー溶液は 、溶液からのPVPの分離を防止する製造条件下で好ましくは製剤化される。未乾 燥のPVPがポリウレタンプレポリマー組織のtan dを減少させるために特に有用な ポリマーである。樹脂組織に添加される水分(即ち、約5重量%までの水を有す る未乾燥のPVPを用いる時)は、形成された尿素基の水素結合の増加を結果的に 伴うプレポリマーの鎖の伸長の原因となると確信されている。好ましいポリウレ タンプレポリマー樹脂組織は、(全ての樹脂の重量を基準にして、全ての充填剤 を排除して)樹脂における1〜8%のポリビニルピロリドンを含む。更に好まし い樹脂組織は、樹脂内に2〜6重量%のPVPを含む。本発明のこの好ましい樹脂 組織において用いるための好ましいポリビニルピロリドンは、約30,000〜3,000, 000の重量平均分子量を有する。更に好ましくは、PVPは100,000〜2,000,000の重 量平均分子量を有する。最も好ましくは、PVPは250,000〜1,500,000の重量平均 分子量を有する。 好ましいポリウレタンプレポリマー樹脂組織において用いるのに 適した他のポリマーは、アクリル酸イソオクチル及びN−ビニルピロリドン(“N VP”)のコポリマーのようなアクリル酸塩コポリマー、(アクリル酸ブチル、メ タクリル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソオクチル、アク リル酸、メタクリル酸、並びにアクリル酸ブチル、及びメタクリル酸ヒドロキシ エチルのコポリマーのような)C1〜C14アクリレート及びメタクリレートのコ ポリマー、アクリルアミド、及びメタクリルアミドを含む。他の適したポリマー は、N−ビニルピロリドン、酢酸ビニル、及びその加水分解されたポリマーの誘 導体、スチレン、オレフィン、並びにアクリロニトリル等のようなモノマーから 形成されるポリマーである。上述の適したモノマーは、イオン性であってもよく 、第1ポリマー組織と反応性のある(アミノ、メルカプト、ヒドロキシ、及びカ ルボキシル基のような)置換基を含み得ることが指摘されよう。ポリエチレンオ キシド、ポリプロピレンオキシド、及びポリブチレンオキシド、並びにこれらの ブロック及びランダムコポリマーのような(好ましくは20,000超の分子量を有す る、更に好ましくは100,000超の分子量を有する)高分子量ポリアルキレンオキ シドも第2ポリマー組織として有用であり得る。好ましいポリマー及びコポリマ ーは、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタ クリル酸イソオクチル、アクリル酸、メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル アミド、N−ビニルピロリドン、及びポリエチレンオキシドを基礎としたものを 含む。これらのポリマーは、第1樹脂組織もしくは第1樹脂組織の構成物内でそ の場で重合されるか、溶媒内で重合されて最終的な第1樹脂組織に添加されるか 、多価アルコールもしくはイソシアネートのように第1樹脂組織の構成物内で重 合されるか、又は多価アルコールもしくはイソシアネートのように第1樹脂組織 の構成物に添加され得る。高度に粘弾性の 樹脂を提供する代わりの方法(それにより、粘着複合物の形成を容易にする)は 、硬化可能樹脂で相互貫入高分子網目構造を形成すること、例えば共硬化ポリマ ー組織を用いることでその場合で第2ポリマーを形成することによる。この目的 を達成する一つの方法は、独立して反応性のある第2反応性モノマー又はオリゴ マーを第1硬化可能樹脂内に組み込むことによる。適した第2反応性モノマー又 はオリゴマーは、好ましくは第1硬化可能樹脂から独立して反応し、その場で高 分子量第2ポリマーを形成することができる。この方法は、比較的低粘性となる まで、複合材料のその最終形態又はその最終形態近くへの処理が可能であるとい う潜在的な利点を提供する。その後、第2反応性モノマー又はオリゴマーは、重 合されて第2ポリマーを形成することができ、それにより、樹脂混和物の粘弾性 を増加させる。例えば、(モノ又はポリ官能性アクリレート、メタクリレート、 アクリルアミド、又はメタクリルアミドのような)不飽和第2モノマー又はオリ ゴマーが、イソシアネート官能性プレポリマー樹脂組織に添加され得る。その後 、第2モノマー又はオリゴマーは、例えば熱及び/又は光化学線放射(可視光又 は紫外光、電子ビーム等)を用いてその中にポリマーを形成する。この重合ステ ップは、製造工程の間又は使用者により行われ得る。更に好ましくは、第2反応 性モノマー又はオリゴマーは、該第2ポリマーが第1硬化組織と反応することが できるような官能基も含み得る。例えば、(ヒドロキシエチルメタクリレート“ HEMA”のような)アクリレート又はメタクリレートアルコールは、遊離基メカニ ズムを通して反応して直鎖重合多価アルコールを形成することができる。このポ リマーは、イソシアネート樹脂組織と反応することができる。あるいは、エポキ シ単独重合は、適した触媒を用いて行うことができ、イソシアネート官能性樹脂 と更に反応することができるヒドロキシ ル基を含むポリマーを生成する。第2反応性モノマー又はオリゴマーが、形成さ れた第2ポリマーが第1硬化組織と反応することができるようなイソシアネート 官能基も含む組織において、OH基に対するNCO基の比は、好ましくは、十分に残 った反応性イソシアネート官能基が存在するように制御され、それによりこの物 品の適用の間、迅速で完全な硬化を確実にする。加えて、第2反応性モノマー又 はオリゴマーの架橋の程度は、患者によるキャストの破損を導き得る硬化した複 合物の過剰のもろさを避けるために制御されるべきである。 高度に粘弾性の樹脂(それにより粘着複合物の形成を容易にする)を提供する 更に他の方法は、高濃度のウレタン、尿素又は他の水素結合官能性を有する組成 物を提供することによる。適した付加物は、硬化した樹脂内の水素結合もしくは ポリマー鎖相互作用又はそれら両方を促進することができる基を含む。あるいは 前記樹脂は、鎖のもつれを促進する高濃度の鎖が分岐した又は高分子量のオリゴ マーを有する構成物を含み得る。必要であれば、両方の方法は組み合わせて用い られ得る。前に論議されたイソシアネート官能性ポリウレタンプレポリマー組織 において、高レベルの水素結合官能性の組込みは、樹脂の重量毎のウレタン基の 数を増加させること及び/又は第1もしくは第2アミン官能性材料の反応により 形成された尿素量を樹脂のイソシアネート基に組み込むことにより達成され得る 。樹脂の重量毎のウレタン基の数は、(二酸化炭素の同量の損失とともに)樹脂 への氷の付加を通して増加させることもできる。一般的に、樹脂内のウレタン基 の相対的な数は、特定の樹脂のアルコール当量に対するイソシアネート当量の比 が減少するにつれて増加するであろう。更に、樹脂内のウレタン基の相対数は、 (OH数より高い)より低い当量の多価アルコールを用いることにより増加され得 る。付加的な鎖のもつれは、より高分子量の多価アルコール構成物の組込みによ って、及び/又は2より多くの官能性を有する多価アルコール及び/又はイソシ アネートの組込みを通して鎖の分岐を増加させることによっても提供され得る。 平均官能性は6程度にすることができるが、好ましくは4未満、典型的には2〜 3である。樹脂の官能性の変更が樹脂の粘弾性を増加させる主要な手段である場 合、官能性は、好ましくは2.5〜3.5である。十分な量の硬化部分(例えばイソシ アネート)は、かたい固定化適用のための適切な堅さを確実にするために提供さ れる。イソネート(Isonate)2143Lを基礎とした組織において、イソネートの濃 度は、最終複合物が十分に堅くなるのを確実にするために、(充填材を除く)樹 脂構成物の、好ましくは45重量%超、更に好ましくは50重量%超、最も好ましく は54重量%超である。 上述のように、患者の四肢へキャストを適用する方法(例えば、ラッピング) は、キャスティング包帯又はテープへ引張力又は応力を与える。同様に、患者の 四肢への副子の使用は、副子材料に応力も与える。適したキャスティング又は副 子の材料は、これらの適用応力にただちに適応して、キャストの適用の間、こわ れないべきである。本発明の好ましいキャスティングテープは約0.0175N/mm幅 より大きい引張強さを有し、更に好ましいギプス包帯テープは約0.0875N/mm幅 より大きい引張強さを有し、最も好ましいギプス包帯テープは約0.175N/mm幅 より大きい引張強さを有する。 従来のキャスティング製品は、これらの応力を重量布帛裏材又はスクリム(例 えばファイバーグラスニット)に分散する。対照的に、本発明は、いくつかの場 合において(例えば、高分子量第2ポリマーを樹脂内に組み込み樹脂複合物のta n dを減少させること等により)重量布帛裏材又はスクリムなしでさえこれらの 適用応力に耐 える十分な粘着物を有するキャスティング材料を提供する。しかしながら、本発 明の材料の粘着性を増加させるための第2の代わりのアプローチ、即ち、硬化す る前により高い引張強さを与えること及び/又は適用及び硬化の間の破壊に対す る増加された耐性を与えることは、(独立した繊維又は布帛スクリムのいずれか として)複合物内へのマクロファイバーの組込みである。このアプローチにおい て、マクロファイバーは複合物に増強された粘着性を提供して、適用の間、未硬 化の複合物にかかるいくつかの引張力を与える。これは、材料を処理することの 容易さのため特に好ましい。最も好ましくは軽量スクリムは、この機能を行うの に利用され得る。これらのアプローチの組合せも可能である。 未硬化の複合物の粘着性を増加させるのに適したマクロファイバーは、無機繊 維及び有機繊維の両方を含む。適した無機ファイバーはファイバーグラス、及び セラミックファイバーを含む。適した有機ファイバーは、ポリエステル、(ナイ ロン及びカプラーを含む)ポリアミド、ポリオレフィン、ポリアクリレート、レ ーヨン、綿、麻、ジュート、天然ゴム、及びポリウレタン材料から製造される繊 維を含む。繊維の混和物も有用であり得る。適した繊維は、少くとも0.5cmの平 均長である。好ましい繊維は0.5〜8cmの平均長であり、更に好ましくは、繊維 は1〜5cmの長さである。繊維はマルチフィラメント又はモノフィラメントとす ることができ、0.5〜300デニールのフィラメントを含み得る。1〜2重量%程度 の少いポリエステル繊維の組込みは、織物の一体性及び粘着性を大きく改善する こととなる。1〜30重量%の適した繊維の組込みは、有益であり得ると確信され る。 上述のように、材料内に軽い適合したスクリムを組み込むことは有益であり得 る。このアプローチは、高度に滑らかで成形可能であ る整形外科的キャスティングテープを製造する時に好ましい。一つのこのような 好ましいテープは、実施例24に更に詳細に開示される。前記スクリムは前記複合 物の表面上にあり得るが、好ましくは、材料内に埋め込まれるか又は部分的に埋 め込まれる。好ましいスクリムは軽量であり、一般的に、30重量%未満、更に好 ましくは20重量%未満の組成物を含む。これらの好ましいスクリムの軽量性質は 、繊維束内への結合剤の完全な吸収を許容しない。その結果として重要な量の複 合混合物(例えば樹脂及び充填剤)はスクリムの上面にあり、成形する及び適合 させるために“利用できる”。利用できる複合混合物は、いくつかの場合におい て軽量スクリムに適切に動き、極めて滑らかなキャスト表面を形成する。明らか に、好ましい軽量スクリムに用いるのに好ましい複合混合物は、標準的な使用及 び保存の間十分な粘性を有するか又は不必要な“プーリング”に耐えるために応 力を作り出す。好ましい複合混合物は、1rad/sでテストされた時、少くとも10 0Pas、更に好ましくは少くとも400Pas、最も好ましくは少くとも1,000Pasの粘性 を有する。 前記スクリムは、好ましくは、複合物で被覆されたスクリムは、水分、水蒸気 、及び空気を通すことができる気孔性である。好ましいスクリムは、埋め込まれ たスクリムのいずれの面上にも材料が結合することができるためにかなり大きな 孔を有する薄いものである。適したスクリムは、ニット、織物、不織物、及び押 し出し気孔性シート(例えばConweb.Minneapolis,Mnからの材料)を含む。チー ズクロスは全く有用であることが証明されている。好ましいスクリムは5〜30グ ラム/m2、更に好ましくは8〜26グラム/m2、最も好ましくは8〜17グラム/ m2の坪量を有する。1.75デニールの3.8cm長のポリエステルステープルファイバ ーを含み、(Rohm & Hass,Co.,Philadelphia,PA 19105から得られる)ロプレ ックス(R oplex)B15樹脂で2グラム/m2の坪量で被覆された軽量スクリム(6グラム/m2 )が特に好ましい。他の適した軽量の及び低価格のスクリムは、ポリプロピレ ン、ポリエステル、ポリエチレン、及びポリアミドを含むポリマーから作られた スパンボンディッド(spunbonded)不織物である。その低コスト及びドラパビリ ティー(drapability)のため、ポリプロピレンは好ましいポリマーである。水活 性化の間、被覆された不織物の巻き物を通しての十分な水の浸透及び材料を包む 時の十分な適合性を許容する良好な開放性を有する適したスパンボンデッド(sp unbonded)ポリプロピレン不織物は、16.7g/m2の坪量の(AMOCO Fabrics and Fibers Company,Atlanta,GAから得られる)RFXTM不織物である。必要であれば 他の織物も交換され得る。 必要であれば、従来のファイバーグラスニットのようなより重いスクリムも本 発明のキャスティング製品に利用され得る。上述の理由のため好ましくはないが 、ファイバーグラスニットは十分な支持性及び気孔性を提供する。本発明に用い るのに適したスクリムは、引用により本明細書に組み込まれる係属中の米国特許 第08/008,751号に開示される。ファイバーグラス裏材が必要である時、用いら れ得る適したシートは、米国特許第4,502,479号、第4,609,578号、第4,668,563 号、及び5,014,403号、並びに米国特許出願通し番号07/976,402号に開示される ようなニットである。特に好ましいこの型のシートは、引用により本明細書に組 み込まれる米国特許第4,609,578号(Reed)に開示されるような伸長性のある熱 硬化性(heat-set)布帛である。より重いスクリムを用いる場合、適切に重い被 覆重量が、シートに対する滑らかな感触を維持するために用いられる。好ましく は、複合混合物(例えば樹脂及び充填剤)の被覆重量は、シートの繊維束により 吸収された重量より大きい。これは 、複合混合物の一部分は、好ましい滑らかな感触を提供するために、シートの表 面において利用できる。 実際に、スクリムは、高度に充填された樹脂組成物の2つの薄いシートの間に 組み込まれ得る。あるいは、1より多いスクリムは、高度に充填された樹脂組成 物で積層シートを形成するのに利用され得る。例えば、2つのスクリムは、高度 に充填された樹脂組成物のシートを“サンドイッチ”するのに用いられ得る。こ れは、例えばニップローラーを通して、高度に充愼された樹脂組成物のシートの 表面に対してスクリムをプレスすることにより達成され得る。加えて、スクリム は、高度に充填された樹脂組成物の隣接する層の結合を容易にする樹脂で予め被 覆され得る。予め被覆された樹脂は、組成物内の樹脂に類似してもよく、圧力感 受性接着剤のような異なる組成物を含み得る。 軽量スクリム上の(硬化可能樹脂及び充填剤を含む)高度に充填された複合混 合物の被覆を含むキャスティングテープを作るための好ましい方法は、比較的低 い粘性である複合混合物をスクリム上に被覆することを含む。一つの好ましい方 法において硬化樹脂が部分的にのみ反応した時複合混合物は軽量スクリム上に被 覆される(即ち、被覆する時間における硬化可能樹脂はプレポリマーの混合物を 含む)。このように被覆は、スクリム上に広がるのに十分な低粘性を有する。そ の後、必要であれば付加的な充填剤を被覆されたスクリムの表面上に振りまくこ とができる。この方法は、実施例24に更に開示される。更に他の方法において複 合混合物は、混合物の粘性を下げ、スクリム上に被覆された後ただちに除去され る揮発性溶媒で希釈され得る。 本発明は、適用の間、滑らかな感触を有する樹脂を含むキャスティング材料も 提供する。樹脂組織の最初の水吸収性は、多価アルコ ール及びイソシアネート、並びに存在すれば第2ポリマーにより調節され得る。 例えば、樹脂が滑らかで“動き得る”と感じさせる、又は焼石膏に極めて類似し た樹脂の動きを実際に許容するのに十分に親水性である樹脂を提供するためにこ れらの構成物が混和される。これは、キャストに滑らかな仕上がりを与えキャス トの成形性を大きく増強させる。 ポリエチレングリコールのような適量の親水性多価アルコールの樹脂製剤への 組込みは、水活性化により滑らかな樹脂を提供する。複合物の充填レベルが十分 に高く維持される及び/又は樹脂が十分に粘弾性であるなら、樹脂が可動性にな る時でさえ、散らばりは作られない。しかしながら、樹脂がいっそうより可動性 になるにつれて、臨床医が手に移るのを避けるために手袋をつけることが必要と なり得る。好ましい組成物組織は、可動性のある樹脂を提供するために十分な量 の親水性構成物を組み込む。ポリイソシアネートプレポリマー樹脂を含む組織の ために、滑らかで柔かく可動性のある複合物は、より多い遊離イソシアネート及 び減少した樹脂粘性に一般的になる硬化可能樹脂のNCO/OH比を増加させること により調製され得る。適した滑らかな樹脂は、2.0より大きいNCO/OH比を有する 。好ましい滑らかな樹脂は、2.5より大きく、更に好ましくは3.0より大きく、最 も好ましくは3.0〜3.9であるNCO/OH比を有する。本明細書に用いられる“可動 性”又は“可動性樹脂”は水で活性化の後、硬化の前に、その表面が滑らかにな り、焼石膏で可能な程度ほどではおそらくないが焼石膏に類似した様式で成形さ れたキャストの表面を滑らかにするために手で物理的に再配置することができる 樹脂をいう。結果として、本発明の成形可能な材料は、適用する人の手袋に認め 得るほどにくっつくことがなく、散らばり(mess)の原因となる重要な量の材料 が床へ落ちることもない。 複合物の可円滑性は、単に体の一部を材料で覆うことにより体の一部の形状に 完全に適合することができない安価な布帛を用いることを許容するため重要であ る。複合物の可円滑性は、いずれのタック及びしわもキャスト内に混入されるこ とを許容する。加えて、滑らかさにより、従業者が患者の皮膚及び衣類に接着し ない滑らかなキャストを作製することができる。更に、可円滑性は、適した治療 のための要求される適合性及び臨床的要求のためのキャストを成形することの容 易性を大きく増加させる。本発明における可円滑性は、手でこすって滑らかな表 面を作ることにより、キャスティングテープ又は副子の硬化可能な部分を十分に 滑らかにする能力として定義される。好ましくは、スクリムのため及び前記テー プで包むこと及び折りたたむことから生じるいずれの重なりも、これらの特徴を もはやたやすく現れさせないようにその表面内に溶け込まれる。 本発明の可円滑性を達成するために、水活性化された時、複合物は十分に低い 粘性を有さなければならない。これは、上述のように、樹脂組成物及び充填剤含 有量を調整することにより調節され得る。例えば、より高いNCO:OH比及びより 低い充填剤レベルは、粘性を減少させる。実施例30に従って測定される時、水活 性化された材料の粘性は、好ましくは2.5×104Pas未満、更に好ましくは1.8×104 Pas未満、最も好ましくは1.2×104Pas未満である。加えて、複合物は、該複合 物が適用者の手袋がくっつくことを防止して形成されたキャストの表面上を手が 容易に動くことを許容するために、好ましくは滑り剤又は潤滑剤を含む。適した 潤滑剤は米国特許第4,667,661号に開示される。更に、複合物は、要求される可 円滑性を許容するためにスクリムの表面上に十分な量で利用されなければならな い。従来の合成キャスト材料は布帛の繊維束内に樹脂を含み、これにより、樹脂 を、作製されたキャストの表面を滑らかにするた めに利用をすることができない。滑らかにする目的に利用し得る十分な複合物を 作るために、少くとも50ミクロン厚の複合物が,該複合物が被覆されたスクリム を含む繊維の露出した表面上に利用されることが必要とされる。更に好ましくは 、少くとも100ミクロン厚の複合物が利用でき、最も好ましくは150〜300ミクロ ン厚の複合物が利用できる。 樹脂組織は、染料もしくは色素又はその両方を用いて装飾の目的で色をつける こともできる。発光色素も用いることができる。更に、材料において印象を残す ことができる浮き上がって刻まれた文字及び/又は図を含む装飾的又は情報を与 えるシートで本発明の副子又はキャストをかわりに包うことができる。更に、本 発明の材料は転写捺染、顔料樹脂捺染、又はインクジェットプリンティングのよ うな直接的又は間接的捺染法により、適した染料又は色素を用いてプリントされ 得る。 本発明の材料及び組成物は、副子、テープ、及びチューブのような穴のあいた 形状を含む種々の形状に作ることができる。副子として作る場合、被覆及び/又 は詰め物とともに又はこれらのないプレカットスラブ又は連続長の形態として材 料が提供され得る。本発明に用いるのに適した被覆及び詰め物は引用により本明 細書に組み込まれる米国特許第5,027,803号及び第4,899,738号において議論され る。副子は一方又は両方の側面に詰物材料を有することができる。本発明の材料 及び組成物は、米国特許第5,027,803号の図6に示されるもののような管状形態 で予め詰め物がされた単働副子としても供給され得る。 一時性水可溶性織物は、(例えばテープが巻き物として提供される時)テープ の隣接した層を分離し、テープの粘着性を増強させ得るライナーとして用いられ 得る。水可溶性樹脂とともに用いる場合 、ライナーは好ましくは樹脂と接触して配置される前に乾燥される。好ましくは 、ライナーは、水に迅速に溶けることができ、水に晒された時、(後述の実施例 で定義されるような)約60秒未満で効果的に溶解し、更に好ましくはライナーは 水に晒された時、30秒未満で溶解し、最も好ましくは、ライナーは、水に晒され た時、10秒未満で溶解する。好ましいライナーは、溶解した時にテープに潤滑効 果も付与する。要求される使用条件下で水と混合した時の“効果的に溶解する” と意味されるライナーは、潤滑効果の提供もしくはキャスティング材料の層と層 との接着の許容又はそれら両方をするのに十分な程度まで水に可溶化されるであ ろう。更に好ましくは、要求される使用条件下で水と混合した時のライナーは溶 解して均一な液体混合物を形成する。適した水可溶性ライナーはポリビニルアル コール(“PVA”)及びPVAのコポリマー(本明細書において、ポリビニルアルコ ールという言葉は、例えば、加水分解の程度が好ましくは50%より大きく、更に 好ましくは80%より大きいポリ酢酸ビニルの加水分解から得られるコポリマーを 言う)、ポリアクリルアミド、アクリル酸を含むポリマー、ヒドロキシプロピル メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、及びヒドロキシエチルセル ロースのようなセルロースエーテルポリマー、ポリエチロキサゾリン、ポリエチ レンオキシド(本明細書で用いられる“ポリエチレンオキシド”及び“ポリエチ レングリコール”は同義語である)、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレン オキシドのランダム及びブロックコポリマー、並びにポリエチレングリコール又 はポリエチレングリコール及びポリプロピレングリコールポリマーのエステル及 びウレタン等から構成される。コポリマーフィルム及びラミネート並びにポリマ ー混合物も可能である。 好ましくは、ライナーは、処理に十分な柔軟性を有する。いくつ かのライナー材料(例えば特定のPVA群)は、ライナーとして用いるのに適した 程度の柔軟性を達成するために可塑剤の組込みを必要とし得る。適した可塑剤は 、ポリマー構成物に対してライナーの“内部”又は“外部”のいずれかに組み込 まれ得る。ライナーの“内部に”組み込まれた可塑剤の例は、酢酸ビニルをポリ エチレングリコールモノメタクリレート(可塑剤)に共重合することにより形成 され、その後PVAへの加水分解及びフィルムとしての押出しが行われる。ライナ ーの外部に組み込まれた可塑剤の例は、グリコール又はエステルのような他の小 さな分子を溶解したポリマー内に混和することである。可塑剤は、好ましくは水 硬化可能樹脂を用いるために極めて乾燥している。しかしながら、熱可塑性キャ スティング材料のため、可塑剤として低濃度の水が供給され得る。適したライナ ーフィルムは連続的又は非連続的なフィルムを含む。適した非連続フィルムは、 メルトブロウン(melt bloun)PVAフィルムのような織物又は不織物フィルムを含 む。不織物のような非連続的形態であることは、その大きな露出した表面のため ライナーの溶解を容易にし得る。更に、気孔性の構造は処理を容易にし得る大き な柔軟性を与える。使用において、ライナーは、製品が水と接触するとすぐに溶 解し始めるので、ライナーを除去する必要がなく、臨床医に気づかれることさえ ない。ライナーは、キャスティングテープの層から層へのラミネーションを妨げ 得るポリマー溶液の過剰形成を防ぐため、好ましくは薄さを維持する。連続的フ ィルムライナーは、好ましくは100mm厚未満であり更に好ましくは60mm厚未満で あり、最も好ましくは25mm厚未満である。ライナー自体が潤滑性を与える場合、 米国特許第4,667,661号に開示されるような付加的な潤滑剤を組成物に添加する ことができる。 水硬化可能テープと共に用いるのに最も好ましいライナーは、ミ ツイプラスチックス(Mitsui Plastics Inc.)(White Plains,NY)から得られるア イセロソルブロン(Aicello Solublon)PVAフィルムSAグレード17mm厚である。乾 燥した時でさえこのフィルムは、(これは“ヒドロキシル”官能性を含むので) イソシアネート官能性硬化可能樹脂と潜在的に反応するが、この反応はすぐに起 こらないことが観察されている。上述のライナー及び樹脂の間の不必要な反応は 、ライナー及び樹脂が分離した“相”(例えば、ライナーは好ましくは樹脂に本 質的に不溶である)において維持されることで防止することができる。 (例えば、樹脂が“プーリング”に感受性のある糸で)樹脂のマイグレーショ ンを阻止するために、ライナーは、好ましくは、連続的フィルムであり、巻き物 の横断面を通して、キャスティングテープ及びライナーの層が互い違いになるよ うにキャスティングテープに沿って巻かれる。あるいは、ライナーは、巻き作業 の間、キャスティングテープの両面に配置され得る。更にライナーは、キャステ ィングテープの両面に配置される場合、樹脂のプーリング及びマイグレーション を更に防止するために一方又は両方の端をシールされ得る。このシールがない場 合、及びこの態様の十分な利益を得るために、キャスティングテープの巻き物は 、好ましくは、末端よりむしろその側面に敷設して保存される。末端に供給され 、下方にシールされていない端を有する場合樹脂がプールする可能性がある。し かしながら、多くのキャスティングテープは、現在箱に入れられてその両面に供 給されるので、これは問題となり得ない。 本発明の更に他の態様において、熱可塑性ポリマーが結合剤として用いられる (即ち、キャスティングテープ又は副子は“熱可塑性”複合物として提供される )。この態様は、環境にやさしく、危険のないキャストの代用物を提供する。こ の態様のキャスティング材 料は、厄介な処分するライナーを必要とせず、容易に適用される成形可能なすべ る材料を提供するであろう。加えて、この製品は、極めて優れた適合性であろう し、安価に製造することができるはずである。 本発明の熱可塑性複合物の基本的な要素は、調節されたアモルファス相レオロ ジーである熱可塑性ポリマー、約75℃未満で好ましくは軟化された熱可塑性ポリ マー、任意の水可溶性ライナー、及び上述のような実質的な割合の不活性充填剤 を含む。本発明の熱可塑性キャスティングテープは、その物質を架橋するのに適 した1つ以上の反応性官能基を含む構成物も含み得る。 本発明に用いるのに適した熱可塑性ポリマーは、キャスティングの適用の間、 患者及び/又は専門家が快適に耐えることができる温度で軟化又は溶解するポリ マーである。この温度は、(特にギプス包帯材料と皮膚との直接の接触が避けら れる状況において)いくらか高い温度が受け入れられるが、約90℃未満、好まし くは約75℃未満である。適した熱可塑性ポリマーは、ポリウレタン(特に半結晶 性ポリエステル多価アルコールを基礎とするポリウレタン)、ポリエチレン、エ チレン酢酸ビニル、シス及びトランスポリイソプレン、並びにポリカプロラクト ンのようなポリエステル等を含む。本発明に用いるのに好ましい熱可塑性ポリマ ーは、半結晶性ポリエステルである。ポリラクトカプロン及びポリカプロラクト ンの混和物が特に好ましい。 この態様において、熱可塑性ポリマーは硬化可能樹脂のかわりに置換され、同 様の機能を提供する(即ち、充填剤とともに保持される)。熱可塑性キャスティ ング材料は、(例えば、溶解温度超の半結晶性材料の場合、)最初に材料を軟化 温度より上に加熱した後、患者に適用される。材料の加熱は、熱水への浸漬、蒸 気との接触、 マイクロ波放射線への曝露、及び乾熱との接触等を含む種々の方法において達成 され得る。水又は蒸気の使用は、水可溶性ライナー及び/又は親水性樹脂潤滑剤 を組み込む製品構造物において特に好ましい。マイクロ波加熱は、マイクロ波エ ネルギーを吸収するか、又はマイクロ波感受体を用いる材料に適する。その後、 暖められたキャスティング材料は、要求される形状に成形され、冷えて固まる。 以下の実施例は、本発明の理解を助けるために提供され、その範囲を限定する ように作られたものではない。特に指示がなければ、全ての部及び割合は重量に よる。 実施例 実施例1 樹脂及びグラスバブルを含むキャスト物品 (比重が0.60で、3M Company,St,Paul,MNから“SSX”として市販される) グラスバブル13.3gを含むビーカーに、下の表に示される構成物からなる樹脂26 .62を添加した。 1“MEMPE”=4−〔2−メチル−2−(4−モルホリニル)エトキシ〕エチル〕 モルホリン。2 Dow Corning Antifoam 1400として知られている。3 “IONOL”=2,6−ジ(第3ブチル)−4−メチルフェノール又は“BHT”。 乾燥環境(即ち、相対湿度4%未満)においてこの混合物をスパチュラで撹拌 した、後練った、グラスバブルの付加的な部分(3g)を添加して練り、38重量 %の充填剤で、樹脂容量に対する充填剤容量の比(Vf/Vr)が1.06である乾燥 状態の触感かパテ様の複合物を作った。 おおよそ25℃の温度を有する水道水に置くことにより複合物の硬化を開始した 。湿った複合物を2つの指の周りにかたどり、2〜4分間硬化した。硬化の間、 複合物は容易に成形され、極めて不自由のないものであった。それは滑らかで雪 白であった。24時間、硬化した後、それは63.5kgの重さの人が、複合物を壊すこ となく指の上の複合物上に立つことができるほど十分な強度であった。 実施例2 樹脂、グラスバブル、及びチーズクロスを含むキャスト物品 (平均分子量360,000を有し、Aldrich Chemical Company,Milwarkee,WIが得 られる)ポリ(N−ビニル)ピロリドンの300gを49℃で予め加熱された2700g の(Union Carbide,Danbury,CTから得られる)カーボワックス600(Carbowax 6 00)多価アルコールを含む5リッターフラスコに添加した。前述のポリマーは“P VP-360”として下に言及される。閉じたフラスコに真空(0.5torr)を引き、混合 物を徐々に120℃に加熱して混合物が乾燥したため水の蒸発が止まるまで、全部 で2時間、この温度を維持した。得られた溶液を約49℃に冷やして49℃オーブン で保存した。 順番に示される下の表に示される含有物を混合することにより、樹脂を調合し た。この混合物を暖め、カーボワックス(Carbowax) 600/PVP-360溶液の添加の後、均一な溶液になるまで5〜10分間、手で勢いよく 振とうした。全ての構成物を添加した後、混合物を0.75時間振とう機上におき、 その後25℃で16時間安置した。 第1のバッチにおいて、第16時間140℃に加熱することにより乾燥された(0.5 の比重を有し、3M Companyから得られる)スコッチライトH50/10,000 EPX(Scot chliteTM H50/10,000 EPX)グラスバブルを26.7gの図2からの樹脂に添加した 。この混合物を均一になるまで手で練り、その後、テフロンコートされた金属ロ ーリングピンを用いて、PVAフィルム(Aicello Solubulon SA grade,Mitsui Pla stic,Inc.,White Plairs,NY)で裏打ちされた9.53×30.5×0.635cmテフロン鋳 型内に偏平に伸ばした。この複合物を鋳型から除去してPVAフィルムをはがした 。作成された複合物(Vf/Vr=3.1)を平面に置き、貫用のポリエチレンコート されたアルミニウムホイルのキャスト袋内に保存した。 第2のバッチにおいて,約16時間140℃に加熱することにより乾燥された40g のスコッチライトH50/10,000 EPXグラスバブルを、表2からの26.7gの樹脂に 添加してVf/Vr=3.1を有する複合 物とした。このバッチを2つのおおよそ等量の部分に分離して、その一方を、前 述のテフロン鋳型で3.18mm厚の複合物層に成形した。実施例1の少量の樹脂が浸 透している貫用の市販のチーズクロスの層を複合物層の上に配し、同様の鋳型で 3.18mmの層に成形されたバッチの第2半分をチーズクロスを包むように挟持した 。ラミネートをテフロンコートされた金属ローラーピンで巻いて、層が、十分に 結合していることを確認して、ポリエチレンコートされたアルミニウムホイル袋 内に保存した。 (0.33の比重を有し、Grefco Inc.Torrence,CAが得られる)ジカピール(Dic apeal)HP900グラスバブル28.5gを表2の樹脂27gに添加して、(Vf/Vr=3.3 2である)混合物が均一になるまで練り、その後バッチを2つの等量の部分に分 離し、未処理のチーズクロスの周りに上述のように3.18mm厚のラミネートを形成 し、ローラーピンでラミネートを巻くことにより第3のキャスト物品を調製した 。ラミネートは分離しなかったが、それらは、第2のバッチに示されるラミネー トより容易に分離するであろうと確信される。標準的なポリエチレンコートされ たアルミニウムホイル袋内にそれを保存した。 本実施例の積層されたキャスト物品の各々を、保存袋が取り出して暖水に浸漬 し硬化を開示させた。貫用のストッキネット越しに有志者の腕上にキャストを形 成し、その後、(3M Company,St.Paul 適合するように処理した。数分後、キャスト物品をセットして数時間以上硬化さ せて、強くて大きなキャスト物品を形成した。積層された物品は迅速に硬化して 極めて満足なものとなった。硬化した物品の硬化された表面が、弾性包帯の表面 パターンを再形成したことは材料の除外的な成形性を示す。 実施例3 粘弾性樹脂及びグラスバブルを含むキャスト 後に示されるように、次の表に示される含有物を混合することにより、樹脂を 調合した。 個体PVP-360を(Dupont,Wilming ton,DEから得られる)テラタン(Terathane) 6000多価アルコールに添加して、テラタン9部に対してPVP-360が1部の比とな るようにし、5000mlフラスコで撹拌した。この混合物を0.7torrの減圧下で120℃ に加熱して透明な粘性の材料を作った。溶液が乾燥して発泡が見られなくなるま で減圧を保った。この材料の一部(157.83g)を、222.65gのIsonate 2143L内 の13.38gのLG-650の均一な混合物に添加して、この混合物を撹拌して、透明で 均一な溶液となるまで暖めた。MEMPEを添加して、混合物を密閉され隔離された ジャー内で1時間振とう機に置いた。冷却することにより、樹脂は、弾性で、重 大な再結合力を示し、及び2つの手袋をした手の間に置いてゆっくり手を離した 時フィルムを成形することができた。 (3M Company,ST Paul,MNから得られる)60gのScotchliteTM H50/10,000 EPXグラスバブルを40gの上述の樹脂に添加することによって、乾燥環境(即ち 、4%未満の相対温度)でキャスト物品を 調製した。この混合物(Vf/Vr=3.12)に撹拌してその後手で練り、均一の通 気した混合物を作った。テフロンコートされたローリングピンを用いて実施例2 に示されるように、この混合物をPVAフィルムで裏打ちされた9.53×30.5×0.635 cmテフロン鋳型内に広げて成形した。この物品を鋳型から除去して、PVAライナ ーをはいで捨てた。この物品を平面に置き、密閉したポリエチレンコードされた アルミニウムホイル袋に保存したこの物品の有用性を決定するため、それを袋か ら取り出し(手袋は必要ない)て、数分間、暖かい水道水の流れに浸漬した。そ の後、それを貫用のキャストストッキネットで包われた腕に適用した。この物品 を次に7.62cm幅のエース(Ace)型弾性包帯で重ねて腕に適合するように成形した 。キャスト物品を5分未満セットした。この物品を検査するためエース包帯を除 去した時、腕に対する優れた適合が得られていることを見いだした。明らかに、 ストッキネットのきめさえ、硬化した成形された物品において現れていた。24時 間後、硬化した物品は、63kgの重量の大人がそれを破壊せずにその上に立つこと ができる十分な強度及び重量耐性であった。 実施例4 グラスバブル及び種々の弾性樹脂を含むキャスト物品 次の樹脂を調合してグラスバブル充填剤とともに用いるためのそれらの可能性 を評価した。 1BASF Wyandotte Corp.,Parsippany,NJ4から得られる。2 表4bに示される。 1コモノマーの重量比として示される2 “IOA”=アクリル酸イソオクチル3 “HEMA”=メタリル酸ヒドロキシエチル 樹脂を調製するために、PPG725多価アルコール内の第2ポリマーの溶液を最初 に調製した(即ち、ヘプタン及び酢酸エチル溶媒混合 物内に、各々18〜24%、22〜27%、及び25〜28%の個体を含むラン1,2、及び 3のポリマーをPPG725に溶解した)。その後、溶媒をバキュオ内の蒸発により除 去した。 ポリマー1はPPG725に溶けず、ポリマー2は溶けたが、樹脂の調合が行われた 時沈殿し、ポリマー3は優れた弾性樹脂となった。ポリマー4を100℃の真空(0. 5torr)下で加熱することによりテラタン(Terathane)1000内で10重量%に溶解及 び乾燥し、実施例3の表3に示すような樹脂における樹脂調合のよい候補である 透明な溶液になった。 実施例5 グラスバブル充填剤と共に用いるための樹脂 グラスバブルと共に用いるための可能性を評価するため、次の樹脂を調合した 。227mlジャー内で各々の混合物を作り、約16時間、ローラー上で混合した。 樹脂5−1は適度な粘性を有し、満足のいくものであった。樹脂5−2は極め て粘性で、おそらく弾性的であるが極めて堅いようであった。樹脂5−3は、手 で扱うには極めて堅かった。 実施例6 樹脂、グラスバブル、及びポリマー繊維を含むキャスティング物品 実施例2の樹脂の19.9部と表6の樹脂の19.9部を組み合わせ、58 .8部のグラスバブル(3M Co.,St.Paul,MNより得られるScotchliteTM H50/10,00 0 EPX)及び(Minifibers.Co.,Johnson City,TNが得られる)1.5デニール1.9cmの ポリエチレンテレフタレート繊維の2部を添加することによってキャスティング 物品を調製した。 1Terathane 1000に予め溶解している。 この樹脂を、スコッチライトH50/10,000 EPXグラスバブル及び1.9cm長のポリ エチレンテレフタレートの1.5デニールフィラメントに混合し、ウェルを混合す ることによってフィラメントを広げた。PVAライナーがない他は実施例2の第1 のバッチに記載されるように物品をテフロン鋳型内にかたどりした。この複合物 を平面におき、貫用のポリエチレンコートされたアルミニウムホイルのキャスト 袋内に保存した。 本実施例のキャスティング物品を保存袋から取り出した。暖水で硬化を開始し て、貫用のストッキネットごしに有志者の腕上にキャ トを包み、腕に適合するように処理した。キャスティング物品を数分間セットし て数時間硬化させて強くて丈夫なキャスティング物品を形成した。物品は迅速に 硬化して極めて適合した。 実施例7 キャスティング物品適合物 種々の量のコックキャスティング樹脂及び触媒率を用いていくつかのキャステ ィング材料を調合した。各々の樹脂にグラスバブルを添加し、特性評価のための キャスティング複合物品を作った。表7a及び7bに列挙される含有物を用いて 樹脂を調合した。 1Carbowax 600内で溶解及び乾燥されたもの2 Terathane 1000内で溶解及び乾燥されたもの 窒素ガス流下でガラス容器内で樹脂Aを調製した。多価アルコール及びPVPの 暖かい(約49℃)混合物をイソネート(Isonate)と混合しこの混合物を均一な分 散となるまで振とうした。他の含有物を添加した(触媒を最後)後、この混合物 を再び振とうした。 イソネート(Isonate)に暖かい(49℃)多価アルコール/PVP-360混合物を添加 して混合し、その後Ionol,DB-100、及び塩化ミシチレンスルホニルの順に他の 含有物を添加することにより樹脂Bを 調製した。この樹脂を表7bに列挙される割合に従って混合した。触媒を最後に 加えた。 乾燥した触感のパテ様のコンシステンシーが得られるまで約16時間、120℃に 加熱することによって乾燥されている(3M Cmpany,St Paul,MNから得られる) 60gのスコッチライトH50/10,000 EPXグラスバブルと40gの樹脂(又は樹脂群 )を手で混合することによって物品を作った。このバッチを2つの等量部に分離 して、各々を実施例2に開示されるように、テフロン鋳型内におき、クォートジ ャーを用いて鋳型に適合するよう偏平に巻いた。実施例1に開示されるように樹 脂で被覆されたチーズクロスの一断片を、複合物の2つのシートの間に挟み、そ のラシネートをテフロン鋳型内に置いてクォートジャーを用いて共に巻いた。そ の後この物品をポリエチレンコートされたアルミニウムホイル袋内に平状して保 存した。この物品は、次の表7bに示される部から構成される。 その後、各々の物品を次のように評価した。水を約25℃で1ガロンバケツに入 れた。5.08cmストッキネット(3M)の(おおよそ)35cm断片を5.08cm鉄心金を 包むように配した。物品をちょうど10秒 間水に浸して、水から引き出した。各々の物品を前記心金上に縦に配して適用者 がこれをこすり、約30秒間、樹脂の動きもしくは“クリームレベル”並びに取り 扱い特性の程度を評価し、その後エース包帯で包んだ。 次の特性を評価した:セット時間、クリームレベル、及び相対初接着強度。以 下の表7cに結果を示す。 セット時間は、手の圧力によりもはや容易に成形し得ないようその形を維持す るのに十分に硬化するための複合物に要求される時間である。 相対クリームレベルは、材料の表面上の複合物の再分散の容易さ及び程度の主 観的測定結果である。このパラメータは、1がクリーム状でない材料を表し(即 ち、複合物が表面上で動かない)、15が膏剤様の複合物クリームである材料を表 す1〜15のスケールにランクされる。 相対初接着強度は、水に浸した後約10分間測定した、1が極めて弱い材料を表 し(即ち、成形する間落ちる)、10が3Mスコッチキ )のような市販のファィバーグラス物品と同じくらい強い材料を示す1〜10のス ケールの主観的な測定結果である。 最も速いセット時間は100%樹脂Bにおいて得られ、樹脂Aの濃度が高くなる につれ、セット時間は増加することが観察された。樹脂Aの割合が増加するにつ れクリームレベルが増加した。樹脂Aの割合が増加するにつれ、(即ち、ポリエ チレングリコールのレベルが増加するにつれ、)初強度は減少した。 第2ポリマーを含む樹脂のレオロジー 樹脂のレオロジー及び特に樹脂のtan dに対する、可溶性第2ポリマーの添加 の効果を示すために、一連の8つの樹脂を調製した、樹脂の、貯蔵モジュールG ’及び損失モジュールG”を測定することによりレオロジーを測定することがで きる。実施例から明らかになるであろうように、材料のレオロジーは、添加され た第2ポリマーの濃度及び第2ポリマーの分子量の両方により影響を受けるであ ろう。 2つの異なる分子量のPVAポリマーを下述のように水硬化可能樹脂に添加した 。第1の一連の樹脂をPVP-360を用いて調製した。実施例2の乾燥方法に従って1 3:5重量%の濃度でPVP-360をTerathane 1000に溶解して保存溶液(“PVPV-T”) を形成した。この保存溶液を用いて、次の図8a及び図8bにて記載される調合 に従って、5つの変更された樹脂を調製した。 次の表に従ってPVP/T Terathane及びTerathane 1000を添加した。 PVP-T溶液及びTerathaneを共に(49℃に維持された)8オンスジャーに添加し 、まんべんなく混合することにより樹脂を調製した。次に表8aに列挙された全 ての構成物を、リストされた順に添加し、各々の添加の間、おおよそ5分間混合 した。最終溶液を1時間、勢いよく振とうした後、65℃オーブンで一晩おき、樹 脂に泡がないのを確実にした。これらのサンプルは触媒を含まないことに注意の こと。これは、レオロジーの測定がなされる間に樹脂が硬化しないのを確実にす るためになされた。加えて、レオメーターのテストチャンバーを窒素で継え間な く一掃した。 (“K-90”としてISP Technologiesから得られ、以下“PVP-1280 ”と略される)1,280,000分子量のPVPを用いて第2の樹脂のセットを調製した。5 00gのPVP-1280を2000gのCarbowax 600に添加することによりPVP-1280を乾燥し た。この混合物を真空下において撹拌し、0.6mmHgの圧力で145℃に加熱した。こ の保存溶液即ち“PVP-C”を1.5時間、145℃に維持して、その後、49℃に冷却し た。次の樹脂構成物と共に混合することにより、樹脂を調製した。 1ポリプロピレングリコールグリセロール開始のトリオール PVP-C溶液及び(必要であれば)Carbowax 600をIsonate2143L内に混合して約65 〜70℃に加熱することによって、樹脂を調製した。PVP-1280が均一に分散して粘 弾性溶液となるまでこの含有物を激しく混合した。残った多価アルコールを示さ れる順に添加して、添加の間、激しく混合した。いったん混合した後、樹脂を密 閉して、空気泡が最小化されるのを確実にするために、12時間、65℃オーブン内 に置いた。極めて高い粘性のため、樹脂Hはまだ少量のエレーションを有してい た。これらのサンプルは触媒を含まないことに注意のこと。これはレオロジーの 測定が行われる間、樹脂が硬化しないのを確実にするため行われた。加えて、レ オメーターのテストチャンバーを窒素で継え間なく一掃した。 本発明の目的のために、平行プレートジオメトリーにおけるレオメトリックス ダイナミックアナライザー(Rheometrics Dynamic Analyzer)(RDA-II)を用いて 樹脂のレオロジーを決定した。ソニアー粘弾性ストレインリミットより低くダイ ナミックストレインを維持した。(即ち、10%未満)ダイナミックシェアーモー ドにおいて、乾燥窒素環境下で25℃で全ての実験を行った。レオメーターの操作 限界の範囲内で、測定されたトルクを維持するように、プレートの直径を変化さ せた。プレート間のキャップは約1mm未満であった。貯蔵モジュール(G’)及 び損失モジュール(G”)の両方を測定した。せん断範囲0.1〜100ラジアン/秒 に関して、1%程度の少なさのPVP-360(樹脂B)の添加によりほぼ3桁の大きさ で貯蔵モジュールが増加した。テストされたせん断範囲に関してPVP-1280の11% の添加により、貯蔵モジュールがほぼ7桁増加した。完全なデータのリストを下 の表8dに示す。 1ダイン/cm2 2 ダイン/cm2 3 G”/G’の比 一連の7つの硬化可能樹脂を、生ずる応力及び25℃におけるゼロせん断粘度に ついて解析した。第1の6つの樹脂(樹脂B〜G)は上述のこれらの樹脂の重複 バッチに相当した。樹脂“I”を次の調 合を有し、樹脂Gと同様の方法で調製した。 1“PVP-C”=実施例8で調製されたPVP/Carbowax 600溶液8 同様に、せん断比の範囲(0.005sec-1〜10sec-1)の範囲に関して、平行プレ ートジオメトリーにおける、レオメトリックダイナミックアナライザを用いて粘 度対せん断比データを作った。次の方法を用いて、ゼロシェア粘度をこれらの曲 線が計算した。せん断シンニング(thining)の始まりにおけるせん断応力をレオ メトリックスストレスレオメーターにおける一定せん断実験のため開始応力とし て用いた。200秒間、一定の応力を添加して、1000秒間、回復可能ストレインを 監視した。回復可能ストレインがない場合、応力は極めて高いと考えられ、100 %回復可能ストレインの場合、応力は極めて低いと考えられる。この試験及び誤 差法を用いて正確な応力を得た。加えて、1000秒間、0〜10,000ダイン/cm2の 応力の範囲を用いて、応力傾斜実験を行った。測定し得るストレインが観察され る最も低い応力を、産生応力と定義した。この結果を表8fに示す。実施例9 硬化した複合物を通過する空気流 本発明の複合物の一つの利点は、キャストが、着用の間、“吸収する”ことが できる比較的高い気孔性であることである。異なる濃度で種々のミクロスフィア ーを用いて製造される一連の複合物の呼吸可能性を、次のテストに従って特徴づ けた。 複合物の例を通過する空気の流れを測定するために、グーレーテレダイン感度 計(Gurley-teledyne Sensiticity meter)(Cat.No.4134/4135−検定に用い られる)に属するAW.& L.E.グーレイデンソメーターモデル4110(A.W.&.L.E.Gurl ey Densometer Model 4110)(Troy,N.Y.)及びエングラーインストゥルメンツモ デル605(Engler Instruments Co.Model 605)を用いた。特に、0.64cm厚の硬化 複合物の6.45sqcm断片を通して10〜50ccの空気の通過を必要とする数秒における 時間を、この器械は測定した。23〜25℃の温度で、約50%の相対湿度の部屋にお いてテストを行った。 サンプルを次のように調整した。硬化した複合物(0.64cm厚)の5cm×5cm正 方形断片の両側面の中心を、マイクロフォームテープ (Microfoam tape)(3M Company,St.Paul.MN)の2.54cm径の円形断片に接着した 。次に、全体のサンプル(上面、底面及び側面)をダウコーニング(Dow corning )732RTL多目的シリコーンシーラント(Midland,MI)を用いてシールした。シー ラントを有するサンプルを一晩硬化させた。いったん硬化した後、マイクロフォ ームテープ円形物をピンセットを用いて静かに除去して、空気が通ることができ る2.54cm径の円形孔を形成した。 その後、上面表面を2.5cm径の穴を有する(3M Co.,St Paul,MNから得られる )スコッチブランド(Scotch Brand)#471イエロープラスチックテープの断片 で包った。最初に穴のない底面表面をスコッチブランド#976イエロープラスチ ックテープの断片で包った。 その後、サンプルをその漏れ割合、即ち、シール及び/又はシーラント層にお ける不完全性を通して空気が漏れる割合についてテストした。サンプルの漏れ割 合(cc/secにおける“L”)をデンソメーター(Densometer)内にサンプルを 置いて、空気流、即ち空気の周知の量(例えば10〜55cc)を通過させるのに必要 とされる時間を測定することにより決定される。次に、テープの下のふさがった 層を、2.54cm径の穴が切り取られ、サンプルの穴に適合させた以外はサンプルの 上面のものと同一のテープの層に置換した。サンプル及びシーラントを通過する 空気の流れの割合を上述のように(cc/secにおける“F”)測定した。その後 、減算によりサンプルを通る空気流を次の式:実際のサンプル空気流=F−L(c c/sec)により決定した。以下に示される数字は2つのサンプルの平均である。 好ましくは、少くとも5つのサンプルの平均が利用される。 実施例3の樹脂を用いて複合サンプルを調整した。実施例3の方法を用いて、 表9に開示されるように、樹脂を種々の充填剤と混合 して、おおよそ0.64cm厚のサンプルを作製した。25℃の水にサンプルを浸漬して テストする前に少くとも24時間硬化させた。加えて、市販の15層膏薬副子(Ortho pedic Casting Laboratories-Worldwide Management Corp.,Eudora KSが得られ る当て層のないもの)(ラン#6)及びスコッチキャストプラスキャスティング テープ(Scotchcast.Plus Casting tape)の6層スラブ(ラン#7)をテストし た。次の空気流の結果が得られた。 高い空気流値を有する材料のために空気が通過する体積、例えば300ccを増加 させるか又は空気の流れに対して開いている表面領域を減少させるかのいずれか が必要であり得る。しかしながら、円形の穴を削減するなら、空気流値を修正、 即ち、サンプルを比較する前に単位領域の相当する空気流を標準化しなければな らない。例えば、もし上述の2.54cm円形穴の場所に1.27cm円形穴をサンプルに作 るならば、相応する比較物を作るために得られる空気流は、4倍されるであろう 。 実施例10 種々の水可溶性フィルムの分数の割合 水可溶性フィルムを“溶解する”のに必要な時間は次のテスト法に従って特徴 づけられる。フィルムの単一層を切り抜いて、ミリポアフィルターホルダー(Mi llipore Filter Holder)(標準フィルタースクリーンのないPart#4−Millipor e Corp.,Bedford,MA)の上半分と下半分の間におき、決まった場所におかれた フィルムの3.5cm径断片とした。その固定物の側面に水をそそぎ落とすことによ り、20ミリリットルの水を静かにその固定物の上側(フィルムの頂上におおよそ 2cmのヘッドを作っている)に添加する。水がフィルムを溶解してフィルムを“ 突き破る”(即ち、フィルムを通して流れる)時間が記録される。溶解時間は、 10のサンプルの平均突き破り時間として記録され、以下の表10aに示される。 1Glenn Corp.,St.Paul,Minnから得られる2 Mitsui Plastics Inc.,White Plains,NYから得られる3 Glenn Corp.,St.Paul,Minnから得られるヒドロキシプロピ ルメチルセルロース(CAS No.009004-65-3)4 100℃で20〜24時間乾燥した。 上述のテストはフィルムの溶解に必要とされる時間の良好な近似を与える。し かしながら、本発明の代わりの態様として、先立ってライナーの分離したフィル ムを用いることを選択することができ、代わりに水可溶性ライナー材料をキャス ティング材料に直接積層することができる。このライナーは不可能でないなら、 キャスティング材料から後に分離して上述の方法に従ってテストすることが困難 であり得る。これらのライナー材料をテストするために、機能テスト(即ち、使 用条件下のキャスティングテープを直接測定すること及び潤滑効果を提供する又 はキャスティング材料の層と層との接着を許容するためにライナーに要求される 時間を測定すること)又は上述の“突き破り”テストの変更のいずれかを用いる ことが許容される。例えば(キャスティング材料において見い出されるのと同じ 厚さを有する)ミリポアフィルターに対するライナーフィルムを直接形成するこ とができ、その後、突き破りテストを行うことができる。あるいは、いずれの他 の適した気孔性基体に対するライナーフィルムを形成することができ上述のよう にテストするためにミリポア装置内にラミネートを置くことができる。 実施例11 キャスティング材料を通る水蒸気透過 種々のキャスティング材料の水蒸気透過を次のテストを用いて測定した。5〜 10cmの高さを有し、5.08cmの内部径を有するキャスティング材料の環を、ストッ キネットで包われた心金に対して材料を硬化することにより成形した。あるいは 、水不透過性シーラントを用いて2つの十分に硬化した半分の環状物(即ち、内 部半径が2.54cmの“C”の形をしたシート)を共ににかわづけにすることにより 、環状物を形成することができる。テストする前にキャスティング材料を24時間 、硬化させる。シリンダー(A)の表面領域は、シーラントでふさがれる(とじ 目領域のような)いずれの領域より少い内側円周領域としてみなす。キャスト材 料の平均厚も記録される(T)。比較目的のために、テストされるべきキャステ ィング材料の平均厚は好ましくは3Mスコッチキャストプラス(3M ScotchcastTM Plus)キャスティングテープの6層即ち、おおよそ90N/cm幅(±45N/cm幅) と同等の(米国特許第4,705,840号に開示されるような)環状物強度を提供する 厚さであるべきである。 その後、(Dow Corning Co.,Midland MIから得られる)シラスティックRTV(Si lastic RTV)シリコーンシーラントNo.732のようなシリコーンシーラントを用い て、キャスト材料のシリンダーをその下側の円周の周りを低ペトリ皿にシールす る。シーラントを24時間硬化する。脱イオン水の25mlビーカーをシリンダー内の 低ペトリ皿上におく。ビーカーから水を流すことなく硬化がおこる。その後、上 述のRTVシーラントを用いて上面の円周上に第2のペトリ皿をシールすることに よってシリンダーを閉じる。シーラントは12時間で硬化する。 キャスト材料ペトリ皿、ビーカー、及び水の全重量が記録される。その後、24 〜30%の相対湿度を有する37.8℃オーブン内にサンプルを置く。サンプルを周期 的に取り出し、重量を測る。単位時間の重量の損失を重量損失対時間の傾きとし て計算する。必要であれは、最小二乗法を用いて傾きを計算し得る。結果は、重 量損失対キャスト材料の領域により分割された時間、Aの傾きとして表現される 。“水蒸気透過”はg−水損失/日/cm2の単位で表現される。 実施例14に開示される3つのサンプルに沿って実施例17に開示される7つのサ ンプルを水蒸気透過性についてテストした。これらの サンプルを焼石膏材料の従来の膏剤及び従来の合成ファイバーグラス材料と比較 した。焼石膏材料の膏剤は、シンセティックプラスプラスター(Syhthetic PlusT M Plaster)(Depuy Co.,Warsaw;INから得られるCat.no 4900-03)。ファイバー グラス材料は(3M Co.,St.Paul,MNから得られる)スコッチキャストプラス(Sc otchcastTMPlus)である。ファイバーグラス及び膏剤サンプルにおいて2回の重 複実験を行った。 本発明のサンプルにおいて、1つのサンプルのみを利用した。好ましくは、3 〜5のサンプルの平均が記録されるであろう。 実施例12 強度テスト−三点ベンド及び引張法 本発明のいくつかの材料の曲げ強度及び引張応力を2つの従来のキャスティン グ材料(焼石膏及び合成ファイバーグラスキャスティング材料)と比較した。下 の表12dに示されるように、本発明の材料をこれらの従来の材料と比較した。こ の比較を行うために、サンプルを調製して、“未補強の及び補強したプラスチッ クス及び電気絶縁材料の曲げ特性の標準テスト法(Standard Test Methods for Flexural Properties of Vnreinforced and Reinforced Plastics and Electric al Insulting Materials”という標題のASTMテスト法第D790−91号の改良型を用 いて、曲げ強度及び引張り応力をテストした。 表12a及び12bに記載されるように種々の量は(種々の分子量の)第2ポリマー 構成物を有する7つの樹脂構成物を作った。60重量%充填剤の濃度でグラスバブ ル(ScotchliteTM H50/10000EPX)を添加した。実施例7の一般的な方法に従っ て複合材料(Vf/Vr=3.1)を副子とした。 1(Vnion Carbide Co.から得られる)Carbowax 600内に溶解された(360,000の 分子量を有し、Aldrich Chemical Co.から得られる)PVP-360、及び(1,280,000の 分子量を有し、ISP Technologiesから得られる)PVP-1280、又は表12bに記載され るようなこれらの溶液の1:1混和物のいずれかの20重量%溶液。 加えて、後述の表12cに記載される樹脂(以下、樹脂12−8として言及される )及び65重量%のスコッチライト(ScotchliteTM H50/10000EPX)グラスバブル (3M Company)を用いて種々の副子を作りVf/Vr=3.9を有する複合物とした 。 1(Vnion Carbide Co.から得られ301.0g/eqの当量を有する)Carbowax 600内 に溶解された(Aldrich Chemical Co.から得られ、360,000の分子量を有する)PVP -360の13.5重量%溶液 9.53×30.5×0.635cmテフロン鋳型内に十分に均一な組成物を圧延することに より、相対湿度4%未満の雰囲気で副子を作った。この材料にはスクリムを配さ なかった。この複合副子を使用するまで密閉されたアルミニウムホイル袋に平ら に保存した。 硬化過程において副子を評価した。全てのサンプルは副子として許容される材 料であることが観察され、136〜214秒の時間セットした。一般的に、より高い分 子量の第2コポリマー及びより高濃度の第2ポリマーを含有するサンプルがより 高い接着強度を示した。 サンプルを25℃の水の浸漬により硬化した後、偏平なシート又はラミネートと して材料をかたどりして、その後25℃及び相対湿度50%で材料を保存した。各々 の材料を攪拌せずに10秒間、水に浸漬した。本発明のシート材料において、材料 を平面の状態において単に硬化することができた。焼石膏の膏剤(OCLRoll Form Splint.膏剤の15層)において、外側の当て物を最初に除去した。ファイバーグ ラスサンプル(3M Co.,St.Paul,MNから得られるScotchcastTM Plus)を6及び 8層のラミネートに成形した。いったん水から除去して、焼石膏の膏剤及びファ イバーグラスのサンプルを層から層へのラミネートを促進するために手で少し圧 縮してこすった。好ましくは、5つのサンプルの最小値をテストして、その平均 を測った。しかしながら、いくつかの場合においては、2つのサンプルのみをテ ストした。いったん硬化させ、サンプルを9.53cm長のストリップに切断した。本 発明のサンプルの幅は9.6cmである。3Mスコッチキャストプラスの幅は8.5cmで ある。焼石膏の膏剤のサンプルの幅は6.86cmである。強度をテストする前に、サ ンプルを25℃及び50%の相対湿度に維持された部屋に一晩硬化させた。 これらのサンプルの曲げ強度及び引張り応力値を表12dに示す。サンプル番号 12−3及び12−7はテストしなかった。各々のサンプルを固定物内におき、この 固定物を、正確に目盛りを調整されたインストロン(InstronTM)1122テスティン グマシーン(Instron Corp.,Park Ridge,IL)の中心に正確においた。この固定 物は、支持体が円柱形の棒(1.91cm径、13.7cm長)である3点ベンド装置である 。支持体は、互いに平行であり、(中心線から測定して)7.62cm離れて位置する 。支持体円柱の中心点においてサンプル上に位置した類似の円柱を通して荷重を 与えた。2.54cm/分のクロスヘッドスピードを用いて平面のサンプルの中心点に 圧縮荷重をかけた。 次の式:S=3FL/2bd2〔F=最大荷重(N)、L=支持スパン(この場合 =7.62cm)、b=サンプルの幅(cm)、及びd=サンプル厚(cm)〕を用いて曲 げ強度(“S”)を計算した。次の式:Eb=m(L3/4bd3)(L,b及びdは 上述で定義され、mは荷重変位曲線の傾きである)を用いて曲げ引張応力(“Eb ”)を計算した。 2つの未硬化のサンプルを25.4mm幅シートの形態で調製してそれらの引張強さ をテストした。テストする前に、サンプルを少くとも24時間、23〜25℃で密閉さ れた包み内においた。シンテックテストワークス(Sintech Test WorksTM)材料 テスティングソフトウェア(Sintech,Stoughton,MA)を装備した正確に調整さ れたインストロン1122テステイングマシーン(Instron Corporation,Park Ridg e,III)の空気入口(pneunatic jans)内に各々のサンプルをおいた。その入口 はサンプルの破壊を防止するため金属スペーサを装備する(即ち、サンプルはテ ストの間のずれに耐える十分な力であるが硬化した材料が破壊点まで達して破壊 されるほどの力でない力を、入口により維持されるべきである)。入口の空間は 2.54cmであり、テストされるサンプルは、2.54cm幅×7.62cm長であり、引張り方 向が、製品の実際の適用の間に主要な荷重がかけられるであろう方向に相当する ように、キャスティング材料の長さ方向からサンプル を切断した。クロスヘッドスピードを2.54cm/minにセットした。サンプルの単 位幅毎の破壊時の最高荷重を下の表12eに示す。保存袋から取り出してすぐに、 即ち、硬化する前、水に浸さずに、全ての材料をテストした。好ましくは、少く とも5つのサンプルの平均が示される。 実施例13 充填剤のかさ密度 いくつかの充填剤のかさ密度を次のテスト法に従って測定した。25mlメスシリ ンダーを充填剤サンプルで充填して、5分間、軽く振動させた。この後、充填剤 の量(即ち、シリンダーの側面の目盛りから読まれる)を記録した。シリンダー と充填剤の全体の重量からシリンダーの重量を減算することにより充填剤の重量 を決定した。かさ密度は、充填剤の重量/単位体積(g/cc)として記載される 。 実施例14 空隙容量測定 硬化した複合物の空隙容量を次のテスト法により決定した。周知の体積(“Vc ”)及び重量(“Wc”)の硬化した複合物のサンプルを溶媒を含むはかり皿内 に十分に沈めた。この目的に適した溶媒は、比較的低表面張力で、更に複合物の 迅速な膨潤、溶解、又は 分解の原因とならない溶媒を含む。(軽いおもりのような)いずれの適したもの を用いてサンプルを溶媒に沈めて、その後、真空チャンバー内においた。本実施 例において、おおよそ10.16cm×8.89cm×0.635cmの大きさを有するサンプルを沈 めるのに73gのおもりを用いた。溶媒のサンプル内への吸収を防止しないように おもりとサンプルとの間の接触部分を最小にすることに注意を払った。 沈んだサンプルを真空チャンバー内におき真空を125mmHgの圧力に引いた。お およそ2分間、真空を維持したが、サンプルの孔内への溶媒の完全な吸収を確実 にするために、より長い時間を必要とし得る。サンプルをチャンバーから除去し て、プレミエール(PremiereTM)(Scott Paper Company,Philadelphia Penn.)ペ ーパータオルでサンプルを素速くブロッティングすることにより、残った溶媒を 除去した。その後、IPAが浸含したサンプル(“Wcs”)の重量を測定した。好 ましくは、少くとも5つのサンプルを解析して平均吸収重量を計算することであ る。吸収された溶媒(“Ws”)の重量を減算(Ws=Wcs−Wc)により計算し て、この溶媒の密度の関係(即ち、0.785gm/mlのIPA)を用いて、体積(“Vs” )に交換した。その後、吸収された溶媒の体積(即ち、複合物の空隙容量)を、 硬化した複合物の体積の比(Vs/Vc)として、又は硬化した複合物の体積の百 分率(空隙体積%=100×(Vs/Vc))として表現される。 空隙容量を3つの硬化した複合材料について測定した。表14aに記載される樹 脂及び表14bに記載される種々のレベルの3M H50/1000EPXグラスバブルを用い て材料を30.5cm×8.9cm×0.64cmスラブ内に成形してその後、テストのため、10. 16cmの長さに切断した。実施例7の一般的な方法に従って樹脂及び副子を作製し た。明らかに複合物の体積は、硬化の間、大きな変化はなかった。 1(Vnion Carbide Co.から得られ、301.7g/eqの当量を有する)Carbowax 600 内に溶解された(Aldrich Chemical Co.から得られ、360,000の分子量を有する)P VP-360の13.5重量%溶液。 実施例15 熱可塑性結合剤を含む複合物 500gトルエン内にて20gポリマーを溶解させ、静かに24時間攪拌することに より、(Vnion Carbideから得られ、80,000の分子量を有すると報告される)Tone 787ポリカプロラクトンポリマーの溶液を作製した。この後、付加的な75gのト ルエンを添加して混合し、内容物を65℃に暖めて28重量%のポリカプロラクトン を含む透明な 粘性溶液とした。 上述の溶液85.7gを45gのスコッチライト(ScotchliteTM)H50/1000グラスバ ブル(3M Co.,St.Paul,MN)を含む1リットルビーカー内に添加した。最初に これをトングデプレッサー(tonguedepressor)を用いて混合し、その後手で練っ た。材料が粘着性をおびた時、付加的な16gのバブルを添加して、混合物を練っ た。最終的な組成物は少し粘着性であるだけであった。これを7.6cm×30.5cm×0 .64cm鋳型に圧延して数時間、換気フード内にセットしてトルエンを蒸発させた 。その後、全てのトルエンが蒸発したことを確実にするために、材料をおおよそ 14時間、48℃オーブン内においた。 滑らかな気孔性複合物が得られた。実施例14の方法に従って空隙容量を測定し て、34.65%であることがわかった。 材料を5分間、70℃の水に浸漬し、手首の周囲にかたどりした。材料は極めて 適合することがわかった。キャストの強度は手首の固定化にちょうど適合したが 、指の副子等のような低荷重の適用に適するであろう。 実施例16 熱可塑性結合剤を含む複合物 トルエン内に31重量%のTone 787を含む溶液を220gToneを490gトルエン内に 混合して静かに24時間混合することにより作製した(溶液“16A”)。この溶液 を7時間、65℃に加熱して、透明な粘着性の均一の溶液を形成した。 このポリマー溶液をグラスバブルと混合して、鋳型内に形成し、実施例15に記 載のようにトルエンを蒸発させた。次の量の充填剤及びポリマーを用いた。 明らかに、両方のサンプルは全く粘着性があるように観察され、これらを鋳型 内に注いだ。残留したトルエンを蒸発させるために圧延する前に数分間放置した 。 溶液を完全に蒸発させた後、加熱されたダーケフラットプラターンプレス(Da ke flat platten press)(Model 44−027,Dake Inc.Grand Haven MZ)を用いて 0.5cm厚スラブ内に材料をプレスした。プラターンを77℃に加熱した。サンプル を2つのシリコーンコートされた剥離ライナーの間におき、おおよそ1分間、極 めて低い圧力でプレスしてサンプルを加熱した。その後圧力をおおよそ4000psi まで増加して、これを解除した。次に、熱いサンプルの両側面に付加的なグラス バブルを噴霧して、前と同様であるが今度はおおよそ1000psiの圧力だけで再び 材料をプレスした。外側表面上の付加的なグラスバブルは、スラブが熱いプレー ト上で加熱されて熱いプレートにはり付くことなく溶解した状態になることを許 容した。 暖水浴内でサンプルを加熱することにより手首にサンプルを適用した。サンプ ルB及びCの両方は、手首にかたどられ、副子固定化器具として用いるのに十分 な一体性を有していた。 実施例17 増加されたNCO/OH比を有する樹脂を含む複合物 次のグラムにおける構成物を用いて、454mlグラスジャー内に3つの樹脂を調 製した。 1第2ポリマー溶液はカーボワックス(Carbowac)600内に20重量%の(ISP Tech nologies Inc.,New Milford.CTから“K-90”として得られる)ポリビニルピロ リドンを含む。この溶液を次のように調製した:温度計及び頭上の攪拌子を備え た5リットル丸底フラスコ内の40℃の2800グラムのカーボワックス600に729グラ ムのK-90PVPを添加した。1mmHgに減圧して温度を徐々に110℃まで上げた。発泡 が終わるまで4時間、この温度を維持した。その後、高い粘着性の液体をまだ暖 かい間に4リットルジャー内に注ぎ、49℃オーブン内に保存した。 次の一般的な方法に従って樹脂“A”;“B”;及び“C”を調製した。20% PVP/Carbowax 600溶液及びIsonateを混合してヒートガンで加熱して、均一に なるまでおおよそ10分間、メカニカルシェーカーにおいた。次に、BHT、塩化ベ ンゾイル、及びDB−100を添加して、メカニカルシェーカーで更に5分間振とう した。その後、Carbowax 600、Carbowax 1450、及びMEMPEを前記ジャーに添加 して更に10分間、前記シェーカーにおいた。前記ジャーを、45分間、65.6℃オー ブンにおきふたをして、数時間ゆっくりロールさせた。 60gの3Mスコッチライト(ScotchliteTM)H50/10,000EPXグラスバブルを各々 の樹脂40グラムに添加した。数分間、樹脂内で充填剤を練ることにより、均一な 複合物(Vf/Vr=3.1)を得た。この複合物の各々を、0.6cmスペーサとともに水 圧を用いることによりおおよそ7.6×30cmの0.6cm圧シートに成形した。シートを 作るのに52MPaの最大圧を使用した。使用するまで、水不浸性のアルミニウムホ イル袋内でこのシートを密閉した。このシートを袋から取り出して5分間、水浴 に浸漬して心棒の周りに配した。樹脂調合Aからの複合物は極めて柔らかで成形 可能である一方、樹脂調合Bからの複合物は極めてクリーム状であり、膏剤のそ れに近い軟度を有していた。樹脂調合Cからの複合物は極めてクリーム状で成形 可能であり、焼石膏の膏剤に似た流体様であった。数時間後全ての材料が固まり 堅い副子となった。 実施例18 PVP修飾樹脂を含む薄いシート複合物 328グラムのIsonate 2143L、0.72グラムの塩化ベンゾイル、1.02グラムのDB− 100、及び2.76グラムのBHTを1リットルグラスジャー内で混合することにより( “D”部として標示される)溶液を調製した。24グラムの(ISP Technologies, Inc.から“K-120”として得られる)未乾燥PVP、及び153グラムの暖かいCarbowa x 600を1リットルグラスジャー内で混合して2.5時間、65.6℃のジャーにおくこ とにより(“F”部として標示される)第2の溶液を調製した。44グラムのCarb owax 1450及び40グラムのArcol LHT-240をこの混合物に添加した。このジャーを メカニカルシェーカーに5分間 おいてその後30分間、オーブンにもどしておいた。6.6グラムのMEMPEを添加して 、ジャーを更に2分間、メカニカルシェーカーにおき、その後、65.6℃のオーブ ン内に保存した。 139グラムのD部と111グラムのE部を1リットルビーカー内で混合することに より樹脂を作った。ハイシェアミキサー(Premier Mill Corp.,Reading,PA)を 用いてこの混合物をおおよそ3分間、まんべんなく攪拌した。いくらかのガスの 放出とともに発熱線が観察されたことは、プレポリマーの可能な鎖の伸長を示す 。この樹脂200グラムを4.5リットル金属混合ボール内の300グラムの(0.46の比重 を有し、3M Co.からScotchliteTMとして得られる)K-46グラスバブル上におき、 シグマブレードを備えたホバート(Hobart)ミキサーでおおよそ5分間混合する ことにより複合物を形成した。その後、この複合物(Vf/Vr=3.4)を平面状の 長四角形に成形して、8.25cm×約3.8cmのシートが形成されるまで、(5cmの径 を有し、30.4cmの長さである調整可能二重駆動ゴムコートローラーを含む)ニッ プローラーにおいた。この複合物をパスタメーカー(AtlasTM;OMC Marcato Co. ,Campodarsego,Italy)に数回通すことにより更に0.15cm厚にプレスした。最 後に、同様の寸法の多孔性ポリエステルニットメッシュ布帛(Gehring Textiles. ,Inc.,New York,NY)と共に、0.127cmの空隙のパスタメーカーを通してこの複 合物をプレスした。その後、このテープをプラスチック芯上に再び巻いて使用ま で防水性袋内に保存した。キャスティングテープとして評価するために、その後 この巻き物を23℃の水浴に浸漬して心棒の周囲にまいた。この材料は容易に巻き もどり、容易に成形される。硬化することによりテープは硬いキャストとなる。 実施例19 複合テープ内のアクリル酸イソオクチル/N−ビニルピロリドン の使用 次の方法に従ってアクリル酸イソオクチル及びN−ビニル−2−ピロリドンコ ポリマーを作った。275.0グラムの酢酸エチル、168.75グラムの酢酸イソオクチ ル、56.25グラムのN−ビニル−2−ピロリドン、及び0.3375グラムのアゾビス イソブチロニトリルを1リットル細口びんに添加した。分当り1リットルの流量 率で窒素を2分間びんを一掃することにより、この内容物を脱酸素化した。この びんを密閉して、本質的に完全な重合をおこすように回転水浴内においた。付加 溶液(100gm MeOH及び100gm酢酸エチル)を添加して30%固体の溶液を作った。酢 酸エチル1メタノール内に30%固体である(3:1のNVPに対するIOAの比を有す る)上述のコポリマーの1000グラム分割量を、温度計及び冷却器を備えた3リッ トルフラスコ内に900グラムのPPG 725を最初に添加することにより溶媒を除去し た。この内容物を数時間、125℃に加熱してこの溶媒を回収した。16時間の室温 での減圧(1〜2mmHg)下で溶媒の最後の少量を除去した。これは、PPG 725内 で25%のIOA/NVPである最終溶液を与えた。2730グラムのIsonate 2143L、4.8グ ラムの塩化ベンゾイル、8.7グラムのDB−100、及び23.1グラムのBHTを4.5リット ルジャーに添加することにより、(“F”部として標示される)溶液を調製した 。60グラムのPPG 2025、116グラムのPPG 725、85.5グラムのLHT−240、及び361 グラムの上述からのIOA/NVP/PPG 725溶液を混合することにより、(“G”部 として標示される)第2の溶液を調製した。この混合物を65.6℃オーブンに10分 間おいて、その後、均一になるまでメカニカルシェーカー内においた。15.6グラ ムのMEMPEをこの溶液に添加して、この混合物を更に10分間、攪拌した。乾燥し た部屋において、ハンド・ヘルド・エレクトリックミキサー(Handy MixerTM,Bl ack and Decker,Shelton,CT) を用いて高速で3分間、1リットルビーカー内で147グラムのF部及び128グラム のG部を混合した。この混合物の245グラムを4.5リットル金属ミキシングボール 内の300グラムの(125℃で3日間オーブン内で予備乾燥された)K-463Mグラスバ ブルに注いだ。その後、この混合物を金属シグマブレードを備えたホバート(Ho bart)ミキサーで2分間、混合することによって、この混合物を均一にした。こ の複合物(Vf/Vr=2.8)を使用するまで防水性袋で一晩保存した。次の日に、 複合物の一部分を、(5cmの径を有し、30.4cmの長さである調整可能二重駆動ゴ ムコートローラーを含む)ニップローラーを用いておおよそ0.254cm厚のシート になるようカレンダーにかけた。作製された7.6cm×1.8mのシートをテーブルに 横たわらせ、K-46グラスバブルを軽く噴霧し、おおよそ1cm離してテープの幅を 横切るように、約0.12cmの深さまでトングデプレッサー(14.6×1.7cm、Baxter H ealthcare Corp.,McGaw Park,IL)の端で軽く表面をプレスした。その後、サン プルを再び巻いて使用するまで防水性袋内に保存した。キャスティングテープと して評価するために、袋からシートを除去して、10分間、23℃の水に浸漬して、 心棒の周囲に巻いた。この材料は巻き物全体をとおして湿っていた。加えて、こ の材料は引き伸ばすことができ、良好な一体性を有し、極めて成形性があった。 この複合物は5分間で硬化して硬いキャストとなった。 実施例20 軽量スクリムを含む複合テープ 147グラムのF部及び128グラムのG部(両方とも実施例19からのもの)を1リ ットルビーカーに添加した。この溶液を高シェアーミキサーを用いて3分間激し く混合し、その後、300グラムの予備乾燥されたK-46グラスバブルに注いだ。こ の材料を実施例19に記載 されるようにホバート(Hobart)ミキサーを用いて均一化した。この時点ではこ の複合物(Vf/Vr=2.5)はほとんど一体性を有さなかった。その一部を(Rohm &Hass Co.からのRoplex B15樹脂で2グラム/m2で被覆された6グラム/m2の 3.8cmの1.75デニールポリエステルステープル繊維を含む)軽量織物の8.25cm幅 スクリム上に散布した。その後、結果の複合物が2層の織物の間に均等に挟持さ れるように、複合物を有する織物を、(7.6cm径を有し、22cmの長さであり、Pla sma Coating Co.,Bloomington,MNのPC−915プラズマコーティングでコートさ れた鉄ローラーを含む)ニップローラーを通して、織物の他の層とともにカレン ダーにかけた。おおよそ0.15cm厚の製造されたシートを再び巻き使用するまで防 水性袋内に保存した。キャスティングテープとして評価するために、この巻き物 を23℃水浴に10秒間浸漬して水を巻き物内にしみ込ませた。その後、この材料を 心棒の周囲に巻いた。この材料は極めて適合性及び成形性があり、10分間で硬い キャストとなった。 実施例21 親水性多価アルコールを含み、増加された可円滑性を示す複合テープ320グラ ムの(後述の)第2ポリマー溶液と167グラムのカーボワックス600とを2リット ルジャー内で混合し、均一になるまでメカニカルシェーカー内におくことにより (“H”部として標示される)溶液を調製した。121.5グラムのカーボワックス1 450を添加して振とうにより均一化した後、112グラムのArcol LHT-240及び21グ ラムのMEMPEを同様に添加、均一化した。この混合物を45分間、65.6℃オーブン 内において、15分間、メカニカルシェーカーで攪拌した後、後の使用のために48 .9℃オーブン内に保存した。3020グラムのカーボワックス600及び786グラムのPV P K-90を静かに攪拌しながら5リットルフラスコ内で、1〜2mmHgで16時間加熱 するこ とによって第2ポリマー溶液を調製した。 20グラムのPPG 2025、69.5グラムのPPG 725、28.5グラムのArcol LHT-240、5. 2グラムのMEMPE、及び85グラムの30%IOA/NVP/PPG725溶液を454mlジャー内で 混合することによって(“I”部として標示される)第2の溶液を調製した。メ カニカルシェーカーを用いてこの溶液を均一化して、49℃オーブン内に保存した 。酢酸エチル/メタノール中の30% IOA/NVPコポリマー1000グラムに700グラム のPPG 725を2リットルフラスコ内で添加することによって30% IOA/NVP/PPG 725溶液を調製した。溶媒の大部分を125℃の蒸留で取り除き、2mmHgの真空下で 残りの溶媒を除去した。 実施例19からの92グラムのF部に上述からの40グラムのI部多価アルコール溶 液及び上述からの28グラムのH部多価アルコール溶液を500mlビーカー内で3分 間混合することによって樹脂を調製した。この樹脂材料149グラムを300グラムの H50/10,000EPXグラスバブルとホバート(Hobart)ミキサー内で混合して均一な 複合物を形成した。その後、この複合物(Vf/Vr=4.2)を再びゴムコートされ たニップローラーに通すことによって0.23cm厚にカレンダーにかけ、約8.25cm× 1.8mのシートとした。このシートにタルカム(Talcum)パウダーを散布し、再 び巻いて、使用するまで水蒸気不透過性袋内に保存した。キャスティングテープ として評価するために、この巻き物を23℃の水浴に5秒間浸漬して心棒の周囲に 巻いた。この複合物は十分にクリーム状であり、硬化して硬いキャストとなった 。 実施例22 キャスティングテープ 1リットルビーカー内て、170グラムの(実施例19からの)F部に、83グラム の(実施例21からの)H部及び次の方法に従って調製 された“J”部溶液22グラムを混合することにより樹脂を調製した。60グラムの PPG 2025、143グラムのPPG 725、及び(実施例21からの)PPG 725中のIOA/NVP の30%溶液348グラムを1リットルジャー内に添加した。5分間、このジャーを 振とうした後、85.5グラムのArcol LHT-240及び15.6グラムのMEMPEを添加した。 更に10分間、このジャーを振とうした後、30分間、49℃のオーブン内においた。 その後、この暖められた複合物を1分間、高シェアーミキサーで混合した。製造 された均一な樹脂245グラムを4.5リットル金属ミキシングボール内の300グラム のK-46グラスバブルに注いだ。この複合物(Vf/Vr=2.8)が均一になるまで、 おおよそ3分間、シグマブレードを有するホバート(Hobart)ミキサーを用いて この内容物を混合した。 この材料の一部分を、2つのゴムコートされたローラーの間でくり返しプレス することにより、おおよそ0.32cm厚になるようカレンダーにかけた。この複合物 をパスタメーカーを通すことにより更に約0.18cm厚にして、おおよそ7cm×2.7 mのシートとした。その後、このシートを、パスタメーカーを用いて、同様の寸 法の(実施例20に記載されるような)織物の2層の間にプレスして、0.14cm厚の テープとした。このシートを芯を用いず再び巻いて、使用するまで水蒸気不透過 性袋内に密閉した。キャスティングテープとして評価するために、このロールを 前記袋から取り出し15分間、23℃の水浴に浸漬した後、心棒の周囲に巻いた。こ の材料は、該材料を成形するのに十分にクリーム状であり、柔らかい触感であり 、10分間で硬化して硬いキャストとなった。 実施例23 スクリムに代わる複合物の適用 実施例22の複合物の少量をパスタメーカーの一部を形成する“ス パゲッティ(Spaghetti)”を通して約0.635cm幅及び0.25cm厚の複合物の長いひも 状物とした。この複合物のひも状物を、6つのひも状物を用いて、実施例20の織 物(8.25cm×1m)の上面上にこのスクリムの幅を横切るように縦に横たわらせ た。同様の寸法の織物の他のサンプルをこの複合物の上面上において、(約0.1c mの深さ、0.2cmの幅で0.85cm離れたロールの長さ方向に沿って走る隆起物(ridge )を有する7.6cm径×18cm長の)金属ニールド(knuvled)ローラーでこの材料を圧 延することによってこの材料を共にプレスした。スクリムの2つの層の間に挟持 された複合物のひも状物を、その後、パスタメーカーを通して0.18cm厚のテープ とした。このテープを再び巻いて、使用するまで水蒸気不透過性袋内に保存した 。キャスティングテープとして評価するために、このサンプルを前記袋から取り 出して、5分間、23℃の水浴に浸漬して、心棒の周囲に巻いた。この巻き物内へ の及びこの巻き物全体への水の浸透は極めて優れていた。加えて、この材料はク リーム状で容易に成形されて、10分間で固いキャストとなった。 実施例24 成形可能キャスティングテープ プレミックス(Premix)・A-24の調製:984グラムのIsonate2143L,2グラム の塩化ベンゾイル・3グラムのDB-100、及び7.6グラムのブチル化ヒドロキシトル エンを窒素雰囲気下で1リットルジャーに添加した。この内容物をメカニカルシ ェーカー内で10分間、混合して密閉したジャー内で室温で保存した。 プレミックスB-24の調製:365グラムのカーボワックス600,174グラムのLHT-2 40,48グラムのプルロニック(Pluronic)F-108:12グラムのMEMPE、及びPPG725 中のIOA/NVP(75/25)コポリマーの45重量%溶液17グラムを窒素雰囲気下で1リ ットルジャーに添加し た。このジャーを16時間、65.6℃のオーブン内におき、均一になるまで10分間、 メカニカルシェーカー内においた。このプレミックスBを使用するまで65.6℃で 保存した。 複合物及び物品の調製:相対湿度5%未満に保たれた乾燥室において、以下を 行った。112グラムのプレミックスA24及び78グラムのプレミックスB-24を250mL トリポア(tripour)ビーカーに添加して、この混合物を木製のトングデプレッサ ーを用いて手で3分間、撹拌した。次に、この部分的に反応した樹脂170グラム を、30グラムのSil 35/34充填剤を含む454mlジャーに添加した。最初に手で振 とうした後、ゴム製スパチュラで撹拌することによって、均一になるまでこの内 容物を混合した。 (cm当り9.1×7.9の孔を有する)チーズクロススクリムの7.6cm×2.7m断片を ナイフセットのナイフと鉄製ナイフコータの台との間に送り0.031cmの空隙を作 った。この複合物をナイフの後ろのスクリムの小さな部位に素速く注いで、この スクリムをおおよそ15.24cm/secの速度で前記空隙を通してそれを吸引すること により複合物で被覆した。その後、K-46グラスバブルを含むリザーバ内に浸漬さ れた水平ローラの回りにスクリムを送ることによって、この被覆されたスクリム の表面に軽くK-46グラスバブルを噴霧した。その後、この物品を多孔質プラスチ ック芯の周囲に巻き、アルミニウム袋内に保存して、この袋を65.6℃のオーブン 内に2時間おいた。 キャストの調製:この袋を室温まで冷却した後、物品を取り出して、2秒間、 23℃の水浴に浸して5.1cm径の心棒の周りに巻きつけた。この物品は、極めて成 形性があり、30分未満で硬化して極めて滑らかで硬いキャストとなった。 実施例25 樹脂の“プーリング”への充填剤を充填する効果 124グラムの(上述のように調製された)プレミックスA-24及び(上述のよ うに調製された)プレミックスB-24を250mLトリポアビーカーに添加して、この 混合物をトングデプレッサーで3秒間撹拌した。次に、この樹脂の一部をSil 35 /34充填剤を含む454mlグラスジャー内に注いだ。このジャーを手で1分間振と うした後、実施例24に記載されるようなチーズクロスの3つの7.6cm×2.7m断片 上に被覆した。次のサンプルを調製した。 1ドロップのReactint Red X52(Millken Chemical Co.,Spartanburg,SC)を被 覆されたスクリムの一端近くに置いて、この物品を多孔質プラスチック芯の周り に巻いた。この巻き物をホイル袋内で密閉して、この巻き物の幅の軸を鉛直位置 になるように置き、この巻き物の上部に赤い染料を配した。このサンプルを24時 間、室温においた。裏材から、0が被覆された材料のプーリングのない状態を示 し、5が被覆された材料の極めて高いプーリングを示すような0〜5のスケール でプーリングを決定した。加えて、この材料のプーリングを一日後この巻き物を 除去した袋内に残った材料の量として測るために、この巻き物の垂直の端の下の 染料が移動した距離を用いた。 1“袋内に残った複合物”は、テープ上に普通に存在する被覆された複合物の重 量でプールされた樹脂の重量を割ることにより計算された。 巻き物が硬化する前に(Ames Company,Waltham,MAから得られるAmes#2シック ネスゲージを用いて)被覆されたスクリムの個々の層の厚さを測定して、未被覆 のスクリムの厚さと比較した。減算により、複合物の被覆の厚さを計算した。 23℃の水に15秒間、巻き物を浸漬し、合成ストッキネットを備えた5.1cm径の 心棒の周りにこのテープを巻きつけて、数秒間環状に成形することにより、焼石 膏の膏剤の対照(Cellona)に沿って、各々のサンプルの6層環状物を2つ調製し た。環状物の強度をテストする前に、6層環状物を24時間安置した。焼石膏の膏 剤の対照は、32.9N/cmの平均環状物強度であった。 軽量量スクリム上に重く充填された複合物を被覆することにより、極めて強いキ ャスティングテープを製造することができることを、 このデータは示す。ラン3〜5はプーリングが最少量であり、ラン4及び5が好 ましい。明らかに、ラン3〜5の各々は重要な量の“利用できる”複合物であり 、適用の間、容易に成形される。 実施例26 複合物の粘性 容量%の充填剤の関数として複合物の粘性をテストするために、異なる量の充 填剤の充填を有するいくつかの複合物を作製した。表26aに記載される成分を用 いて各々のサンプルを作製した。プレミックスA-24及びプレミックスB-24を作る 方法は、実施例24に示される。 低湿度、一定温度の部屋内において、Sil-35/34充填剤を454mlグラスジャー に添加した。これに、各々の量のプレミックスA-24及びプレミックスB-24を続け て添加した。このジャーにふたをして、15秒間激しく振とうした後、均一な混合 物が得られるまで約5秒間、ゴム製スパチュラで撹拌した。このジャーを1時間 、45.6℃のオーブン内に置き、その後、室温まで冷却した。複合物作製後7日間 、粘性を測定した。各々の複合物の粘性をテストする前に、この複合物を、一晩 、65.5℃に加熱して、充填剤と樹脂との均一な溶液であることを確実にするため に、このサンプルを激しく撹拌した。テストする前に、このサンプルを再び室温 まで冷却した。 平行プレートジオメトリーを用いたレオメトリックスダイナミックアナライザ ーII(RDAII)を用いて粘性を測定した。ダイナミックシェア−モードを用いて25 ℃の乾燥窒素雰囲気下で全てのサンプルをテストした。シェア−レート(Shear rate)を0.1〜100rad/sに変化させた。2〜5%のストレイン増幅を用いた。 (固定されたシェア−レートにおいて)充填剤濃度の関数としての粘性を表26b に示す。比較のため、これらのサンプルのブルックフィールド(Brookfield)粘 度も測定した(表26cを参照のこと)。明らかに、ラン6及びラン7は、この装 置の能力を超える粘性を有していた(即ち、2ミリオンcPより大きい)。 実施例27 キャスティングテープの表面円滑性 キャストの成形の間、樹脂を周囲に動かすことにより、キャスティングテープ が比較的粗い表面生地から平滑な表面生地に変わり得るように本発明の複合物を 扱うことができることを示すために、製品を成形した後、キャスティングテープ の表面円滑性を測定した。 30グラムのSil-35/34低密度充填剤、112グラムのプレミックスA-24、及び68 グラムの(65.5℃に加熱された)プレミックスB-24を順に454mlグラスジャーに 添加することにより、高充填複合物でコートされたキャスティングテープの巻き 物を作製した。この混合物を手で数秒間激しく振とうした後、ゴム製スパチュラ で数秒間撹拌した。この樹脂を実施例24に記載されるようなチーズクロススクリ ム上に被覆した。チーズクロススクリムに複合物を被覆した後、このテープを、 1.905cm O.D.×7.62cm幅のポリエチレン芯の周りに巻きつけてアルミニウムホイ ルラミネート袋内に密閉した。 上述のキャスティングテープ、及び比較として、焼石膏のキャス ティングテープを用いてテストサンプルを作製した。サンプルを成形した後、製 品の表面円滑性を本明細書に開示されるように測定した。各々の25.4cm長のサン プルの2つの層を折りたたむことにより、各々の巻き物の、平たいスラブを調製 した。各々のサンプルを24℃の水内に浸して、ポリエチレン裏地のついたカウン ターの上に平たく広げた。製品が比較的固い状態まで硬化するまで、スラブの長 さに沿って、極めて弱い圧力で円形パターンにおいてテスト者の指先でこするこ とにより、サンプルを円滑にした。サンプルをテストする前に14時間、周囲の条 件においた。(Cyber Optics Corporation,2505 Kennedy Street NE,Minneapo lis Minnesota,55913で製造された)サイバースキャンレーザー測定系(Cybers can laser measuring system)を用いて、硬化したサンプルをテストした。テス トの間、標品を平たく維持するためのマスキングテープを用いて、テスト標品を ポリエステルフィルム裏材にはり付けた。0.00254cmステップサイズ及びPRS400 のセンサー分解能を用いて5.08cmにわたり、このサンプルを表面円滑性について 調べた。 表27aで示される値は、このレーザーディテクターにより検出される突出部及 び陥没部の平均の高さのRMS値(Root Mean Square Value)である。このRMS値は 、スキャンを3回に分けて、スキャンの各々のセクションのRMSを平均化するこ とにより計算されたものである。 上の表に見られ得るように、本発明のキャスティングテープの表面 円滑性は、焼石膏の膏剤に極めて好ましく類似している。対照的に、従来の合成 /ファイバーグラスキャスティング材料は極めて粗である。加えて、本発明の円 滑なキャスティングテープは、ちょうど焼石膏の膏剤のように“オートグラフさ れ”(即ち、書くことができる)得る。 実施例28 プレミックA-28の調製:2201.6グラムのIsonate 2143L及び2.8グラムの塩化ベン ゾイルを窒素雰囲気下で3.8リットルジャーに添加した。この内容物を振とうす ることにより混合して、密閉されたジャー内に室温で保存した。 乾燥室内(3%RH未満)で次のような計量、混合、及びコーティングステップ を行った。10グラムのポリ(N−ビニル)ピロリドン(平均分子量約360,000,A ldrich Chemical Co.,Milvankee,WI)を237mlジャー内に計量した。ふるい(no .30,600ミクロン孔)にかけて、90℃で約72.7cmHgの真空の)真空オーブンで16 時間乾燥させることにより、この材料を前処理した。80.3gのプレミックスB-28 及び99.7gのプレミックスA-28をジャー内に測り、激しく振とうすることによっ て混合した。この分散したポリ(N−ビニル)ピロリドンを含む樹脂170グラム を真空オーブンで120℃で乾燥されている56.7グラムのSil-35/34(Sil-Cellbran d,Silbrico Corp.,Hodgkins,ZL)を含む1リットルジャー内に測りとった。こ のジャーにふたをして、振とうした後更にスパチュラで混合することにより、こ の内容物を激しく混合した。 この混合物を28×24漂白綿ガーゼスクリム(Twin City Janitor Supply,St. Paul,MNからのグレード50チーズクロス)上にナイフコート(knife coated)し て上述のように乾燥させた。このスクリム(7.62cm×2.9m)をナイフコータ台 上におき、ナイフ(bull n ose Type)をスクリム越しに、前記台表面上0.0254mmの距離に位置させた。上述 の混合物の一部分を前記スクリムの上のナイフの前に注いで、全長のスクリムを ナイフの下でゆっくりした一定の速度で手を引いた。スクリムのグラム当り7.6 グラムの複合混合物の平均被覆重量で、スクリムの3つの断片の全てをこの方法 で被覆した。各々の長い物品を穴のあいた1.9cm径のプラスチック芯上にゆるく 巻きつけ、ホイル袋内に密閉して25℃で24時間、保存した。 キャスティングテープを袋から取り出し、押しつけながら、10秒間、23℃の水 に浸して、ストッキネットで包われたフレキシブルなプラスチック製の手及び腕 を包んだ。この材料は、極めて容易に成形され、重なる領域がもはや見られ得な いように円滑であった。硬化した時、このキャストの表面は極めて円滑であった 。このキャスティング材料を約3.5分間セットして、60分未満で十分に機能的な (重量耐性の)キャストを形成した。 実施例29 成形前及び後の表面円滑性 キャスティングテープのいくつかのサンプルを、該サンプルを成形した後の表 面円滑性の違いを示すためにテストした。以下のサンプルを評価した:実施例24 に記載の7.62cm幅のキャスティングテープ(ラン1),10.16cm幅の焼石膏のCar apace XFセッティングプラスター(Carapace,Inc.Tulsa,Oklahoma),7.62cm 幅のスコッチキャストプラス(ScotchcastTM Plus)(3M Company,St.Paul,MN )、並びに最初に199.4グラム部のA-28及び160.6グラム部のB-28を454mlジャー 内で混合し、65.5℃に2時間加熱して、21℃に冷却し、実施例28に記載されるよ うにチーズクロスを被覆することにより調製され、7.2グラムのチーズクロス上 に66.9グラムの被覆重量を有する7.62cm幅の樹脂浸含チーズクロス(比較ラン2 )。 このテープの2層(各々25.4cm長)を折りたたんで15秒間、水に浸すことによ り、各々のテストサンプルを調製した。各々のサンプルをポリエチレン裏地の実 験室ベンチトップ(lab bench top)上に平たくおいて、サンプルが硬化するまで 適度な圧力をかけて円周方向に指を回転させた。 1枚の91.44cm×91.44cmの厚紙に30.48cm×15.25cmの長四角形の穴が厚紙のシ ートの一端の中心にくるようにはさみで切断した。この穴を有する厚紙の側面が 机にのるように机の上に垂直にこの厚紙をおいた。上述の各々の成形されたキャ スティングテープのサンプルを前記厚紙内の穴の一側面上においた。いく人かの 評価者を厚紙のサンプルから反対側に座らせ、厚紙の穴を通して腕をのばし、硬 化した成形されたサンプル上を指先でこすらせた。評価者にサンプルの表面円滑 性を、最も円滑なものを1のスコアー、最も粗いものを4のスコアーで比較して もらった。この結果を表29aに示す。 上記のデータから見られ得るように、評価者は、ラン1のキャスティングテープ を最も円滑な表面を有するものとして評価した。 実施例30 チーズクロススクリム上の水活性化ウレタン混合物の粘性 2つの20.3cm長の被覆されたガーゼを実施例28において調製された材料の他の 巻き物から取り出した。各々をゆるく4つの層に折りたたみ、水活性化の後の粘 性を測定するまで水蒸気から保護した。23℃の水に10秒間、4層セクションを浸 して、綿ガーゼ上の樹脂又は複合物の滑らかな広がりを確実にするために指で表 面を静かにこすり、2.54cm径のセクションを穴あけし、のこぎり状のプレートを 有する25mm径の平行プレート固定物を備えたレオメトリックスダイナミックアナ ライザーII(RDAII)の2つの平行なプレートの間にこれをおくことにより、粘性 を測定した。サンプルの良好な接触を確実にするため、10グラムの圧縮力を用い た。25℃において0.2s-1のシェア−レートで定常せん断粘度測定を行った。材料 の初めの粘度として用いられる最初のデータは、水への浸しの開始後70秒間収集 した。このサンプルは1.77×104Pasの平均粘度であった。 プレミックスA-28及びB-28の170gの混合物と混合された30gのSil-35/34を 有し、実施例24に記載されるようなK-46グラスバブルて被覆された表面を有する 他は、実施例28の材料と同様の材料を調製した。上述のようにテストした時、2. 3×104Pasの粘性を示した。この材料を実施例28のものと評価した時、この材料 は成形することができたが実施例28の材料ほど容易に円滑化することができなか った。 実施例24に記載されるように調製された材料を上述のようにテストした。2つ のサンプルは、1.10×104Pasの平均粘度であった。 ポリビニルピロリドンを用いない他は、実施例28の材料と同様の材料を調製し た。上述のようにテストした時、1.35×104Pasの粘性を示した。実施例28と評価 した時、この材料は、こすることによって成形することができず、適用者の手袋 にくっついた。 実施例31 成形及び円滑化するために利用できる複合材料物品の量 実施例24に記載されるように調製された材料の巻き物からおおよそ30cmを取り 出して、21℃で50%の相対湿度で平らなテーブルの上で4時間、硬化させた。Am es 202ミクロメーター(Ames,Waltham,MA)を用いて、厚みが約1.1mmであるこ とがわかった。かみそり刃を用いて、幅向におおよそ1cm×3cmのセクションを サンプルから切り取った。これを、切断した端を上にしてマウントし、走査電子 顕微鏡で100倍で検査した。この綿の糸のセクション(約180ミクロン径)は、15 0〜300ミクロンの複合材料でおおわれていた。このように、大量の複合材料が材 料を成形及び平滑化するために利用できる。 実施例32 スクリムとしてのAmoco RFXスパンボンデッド不織物(Spunbonded Nonwoven)の使 用。 10g/m2RFXスパンボンデッド不織布(AMOCO Fabrics and Fibers Company,A tlanta,GA)の10.16cm幅×3m長のストリップを引張り速度を約2.54cm/secに した他は実施例24に記載されるように被覆した。室温で10日間、ホイル袋内に保 存した後、この巻き物を他の多孔質プラスチック芯に極めてゆるく再び巻き、相 対湿度3%未満に保たれた室温内でホイル袋内に密閉した。24時間後被覆された RFXキャスティングテープを実施例28に記載されるように評価した。この材料で プラスチック製の手及び腕を包いながら十分適合させると、極めて容易に手に成 形され、平滑化された。それは、いかなる重なりももはや見られず、表面は円滑 で、結果のキャストは手及び腕の形に従っていた。この材料を約3分間セットし て、30分間で硬いキャストとなった。
【手続補正書】特許法第184条の8 【提出日】平成8年2月23日(1996.2.23) 【補正内容】 請求の範囲 1. 水硬化可能液状樹脂と、該樹脂と組み合わされて複合物を形成する充填剤 と、を含む複合物品であって、 硬化した後の前記複合物が、気孔性で水蒸気を通すことができるような十分な 空隙容量を含み、そして硬化する前の前記複合物品が、キャストのラッピングの 間に受ける引張応力に耐えるのに十分な引張強さを有することを特徴とする複合 物品。 2. 前記充填剤が、平均粒径5μm〜500μmを有する粒子状充填剤を含み、 そして硬化した後の前記複合物が、少くとも7%の空隙容量を有し、並びに硬化 する前の前記複合物品が、0.0175N/mm幅超の引張強さを有することを特徴とす る請求項1に記載の物品。 3. 前記充填剤が、ガラス、アモルファス及び結晶性シリカ(SiO2)、ソーダ 石灰ホウケイ酸塩、アモルファスナトリウム/カリウム/アルミニウムケイ酸ガ ラス、アルミナ、酸化鉄、メタケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシ ウム、カオリン、雲母、滑石、硫酸バリウム、ホウ素繊維、炭素繊維、ガラス繊 維、すりガラス繊維、フレークガラス、金属繊維、長石、亜鉄酸バリウム、酸化 チタン、並びにセラミック粒子からなる群から選択されることを特徴とする先の 請求項のいずれかに記載の物品。 4. 前記充填剤が、ガラス及びセラミックバブルからなる群から選択されるこ とを特徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 5. 前記充填剤が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド 、ポリアクリレート、ポリカルボネート、ポリウレタン、及びこれら材料のコポ リマーのような有機充填剤、膨張可能バブル、並びにエポキシ、アルデヒド縮合 産物、アクリレート、及びメタクリレートのような熱硬化性充填材料からなる群 から選択され ることを特徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 6. 前記充填剤が、前記複合物中に30〜85容量%の量で存在し、前記硬化可能 樹脂が、前記複合物中に10〜30容量%の量で存在することを特徴とする先の請求 項のいずれかに記載の物品。 7. 前記充填剤が、シラン、チタン酸塩、及びジルコニウム酸塩からなる群か ら選択される表面処理剤を用いて表面処理され、前記樹脂が、NCO/OH比が少く とも3である水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーであることを特徴と する先の請求項のいずれかに記載の物品。 8. 前記樹脂が、液体有機金属化合物及びアルコキシシラン官能性ポリウレタ ンオリゴマーからなる群から選択されることを特徴とする先の請求項のいずれか に記載の物品。 9. 前記樹脂が、前記複合物中に存在する樹脂の量を基準にして1%〜30%の 可溶性高分子量第2ポリマーを更に含み、前記樹脂及び前記ポリマーの混合物が 1.0rad/secにおいて20未満のタンジェントデルタ(tan delta)を有し、前記ポリ マーが100,000〜3,000,000の重量平均分子量を有することを特徴とする先の請求 項のいずれかに記載の物品。 10.前記ポリマーが、ポリビニルピロリドン、アクリル酸イソオクチル及びN −ビニルピロリドンのコポリマーのようなアクリレートコポリマー、アクリル酸 ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソオク チル、アクリル酸、及びメタクリル酸のようなC1〜C14アクリレート及びメタ クリレートのコポリマー、アクリルアミド、メタクリルアミド及びアクリル酸ブ チル及びメタクリル酸ヒドロキエチルのコポリマー、N−ビニルピロリドン、酢 酸ビニル、及びその加水分解された誘導体、スチレン、オレフィン、アクリロニ トリルのようなモノマーから形成される ポリマー、並びにポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、及びポリブ チレンオキシドのようなポリアルキレンオキシドからなる群から選択されること を特徴とする請求項9に記載の物品。 11.前記ポリマーがポリビニルピロリドンであり、前記ポリビニルピロリドン ポリマーが、乾燥状態において前記樹脂に混合されることを特徴とする請求項9 に記載の物品。 12.前記樹脂が、第2反応性モノマー又はオリゴマーが重合した時前記樹脂及 び前記重合した第2反応性モノマー又はオリゴマーの混合物が1.0rad/secにお いて10未満のタンジェントデルタ(tan delta)を有するのに十分な量の前記第2 反応性モノマー又はオリゴマーを更に含むことを特徴とする先の請求項のいずれ かに記載の方法。 13.前記樹脂が、該樹脂が1.0rad/secにおいて20未満のタンジェントデルタ( tan delta)を有するよう十分な量のウレタン、尿素、又は前記樹脂との水素結合 もしくはポリマー鎖相互作用を促進することができる他の水素結合促進群を更に 含むことを特徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 14.前記複合物が、複数のマクロファイバー構成物を更に含み、前記複合物品 が0.0875N/mm幅超の引張強さを有することを特徴とする先の請求項のいずれか に記載の物品。 15.前記マクロファイバー構成物が、編み物、織物、不織物、及び押出多孔性 シートから選択される軽量スクリムの形態であることを特徴とする請求項14に記 載の物品。 16.前記物品が、前記複合物内に少くとも部分的に埋め込まれた軽量スクリム を含む整形外科的キャスティングテープの巻き物の形態であり、前記テープが、 前記巻き物の中部への液体の輸送を容易にするために備えられた複数の表面不規 則物を有することを特徴と する先の請求項のいずれかに記載の物品。 17.前記複合物が、シートの1以上の主要な表面に付着された一時性水可溶性 ライナーを更に含む前記シートの形態であり、前記物品が、巻き物の形態であり 、前記水可溶性ライナーが、ポリビニルアルコールのフィルムを含み、前記巻き 物の円柱表面を覆うことを特徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 18.熱可塑性ポリマーと、該ポリマーと組み合わされて複合物を形成する充填 剤と、を含む複合物品であって、 前記複合物が、硬化した後の該複合物が気孔性で水蒸気を通すことができるよ うな十分な空隙容量を含み、並びに硬化する前及び溶解した状態における前記複 合物が、キャストのラッピングの間に受ける引張応力に耐えるのに十分な引張強 さを有することを特徴とする複合物品。 19.硬化した後の前記樹脂が、少くとも7%の空隙容量を有し、並びに硬化す る前及び溶解した状態における前記複合物が、0.0175N/mm幅超の引張強さを有 することを特徴とする請求項18に記載の物品。 20.前記充填剤が、5μm〜500μmの平均粒径を有する粒子状充填剤を含み 、前記充填剤が、ガラス、アモルファス、及び結晶性シリカ(SiO2)、ソーダ石 灰ホウケイ酸塩、アモルファスナトリウム/カリウム/アルミニウムケイ酸ガラ ス、アルミナ、酸化鉄、メタケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウ ム、カオリン、雲母、滑石、硫酸バリウム、ホウ素繊維、炭素繊維、ガラス繊維 、すりガラス繊維、フレークガラス、金属繊維、長石、亜鉄酸バリウム、酸化チ タン、並びにセラミック粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求項 18又は19に記載の物品。 21.前記充填剤が、5μm〜500μmの平均粒径を有する粒子状 充愼剤を含み、前記充填剤が、ガラス及びセラミックバブルからなる群から選択 され、前記充填剤が、前記複合物中に30〜85容量%の量で存在することを特徴と する請求項18〜19のいずれかに記載の物品。 22 前記熱可塑性ポリマーが、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレン酢酸ビ ニル、シス及びトランスポリイソプレン、並びにポリカプロラクトンのようなポ リエーテルからなる群から選択されることを特徴とする請求項19〜21のいずれか に記載の物品。 23.水硬化可能液状樹脂と、該樹脂と組み合わされて複合副子を形成する充填 剤と、を含む複合副子物品であって、 前記複合物が、前記副子が硬化した後気孔性で水蒸気を輸送することができる ような十分な空隙容量を含むことを特徴とする複合副子物品。 24.30g/m2未満の坪量を有するスクリムと、水硬化可能液状樹脂並びに5 〜500μmの平均粒径を有する充填剤を含み、約2未満の比重である、前記スク リム上に被覆された複合混合物と、を含む水硬化可能キャスティングテープであ って、前記充填剤の容量を前記樹脂の容量で割った比が0.4より大きいことを特 徴とする水硬化可能キャスティングテープ。 25.前記キャスティングテープの厚さが前記未被覆のスクリムの厚さより少く とも100ミクロン大きく、前記キャスティングテープが、前記スクリムの表面上 に位置する複合混合物の層を含むことを特徴とする請求項24に記載のキャスティ ング。 26.前記キャスティングテープが、硬化した時、焼石膏と同程度の円滑性を有 する外部表面を形成することを特徴とする請求項24〜25のいずれかに記載のキャ スティングテープ。 27.前記未硬化のキャスティングテープが、水で開始された時、 容易に成形される可円滑キャスティングテープを供し、前記キャスティングテー プのいずれの起伏も手で容易に円滑化されることを特徴とする請求項24〜26のい ずれかに記載のキャスティングテープ。 28.前記樹脂が、イソシアネート官能性プレポリマーと、該イソシアネート官 能性プレポリマー及び可溶性高分子量第2ポリマーの混合物が1.0rad/secにお いて20未満のタンジェントデルタ(tan delta)を有するような十分な量の前記ポ リマーと、を含み、前記ポリマーが100,000〜3,000,000の重量平均分子量を有し 、前記ポリマーが、前記複合物中に存在する樹脂の量を基準にして1〜30%の量 存在することを特徴とする請求項24〜27のいずれかに記載のキャスティングテー プ。 29.前記複合混合物が1rad/sで測定した時、少くとも100Pasの粘度を有し 、前記充填剤がガラス及びセラミックバブルからなる群から選択されることを特 徴とする請求項24〜28のいずれかに記載のキャスティングテープ。 30.軽量の整形外科的キャスティングテープを製造する方法であって、 ポリイソシアネート化合物、反応性水素化合物、及び充填剤を混合して複合混 合物を形成するステップと、 軽量スクリム上に前記複合混合物を被覆するステップと、 前記ポリイソシアネート化合物と前記反応性水素化合物を反応させることによ り、水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーを形成して、前記複合混合物 の粘性を増加させるステップと、 を含むことを特徴とする方法。 31.付加的な量の前記充填剤を、前記被覆されたスクリムの表面上に噴霧する ステップを更に含むことを特徴とする請求項30に記載の方法。 32.前記充填剤の容量を前記水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーの 容量で割った比が0.8より大きく、前記スクリムが26g/m2未満の坪量を有し、 綿及び重合性編み物、織物、並びに不織物からなる群から選択されることを特徴 とする請求項30〜31のいずれかに記載の方法。 33.前記充填剤が、5〜500μmの平均粒径を有し、約2未満の比重である、 ガラス及びセラミックバブルからなる群から選択され、前記キャスティングテー プの厚さが、前記未被覆のスクリムの厚さより、少くとも100ミクロン大きく、 前記複合混合物が、1rad/sで測定された時、少くとも100Pasの粘性を有する ことを特徴とする請求項30〜32のいずれかに記載の方法。 34.前記キャスティングテープが、硬化した時、焼石膏キャストと同程度の円 滑性である外部表面を供することを特徴とする請求項30〜33のいずれかに記載の 方法。 【手続補正書】 【提出日】平成13年4月3日(2001.4.3) 【補正内容】 請求の範囲 1.水硬化可能液状樹脂と、該樹脂と組み合わされて複合物を形成する充填剤 と、を含む複合物品であって、 硬化した後の前記複合物が、気孔性で水蒸気を通すことができるような十分な 空隙容量を含み、そして硬化する前の前記複合物品が、キャストのラッピングの 間に受ける引張応力に耐えるのに十分な引張強さを有することを特徴とする複合 物品。 2.前記充填剤が、平均粒径5μm〜500μmを有する粒子状充填剤を含み、 そして硬化した後の前記複合物が、少くとも7%の空隙容量を有し、並びに硬化 する前の前記複合物品が、0.0175N/mm幅超の引張強さを有することを特徴とす る請求項1に記載の物品。 3.前記充填剤が、ガラス、アモルファス及び結晶性シリカ(SiO2)、ソーダ 石灰ホウケイ酸塩、アモルファスナトリウム/カリウム/アルミニウムケイ酸ガ ラス、アルミナ、酸化鉄、メタケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシ ウム、カオリン、雲母、滑石、硫酸バリウム、ホウ素繊維、炭素繊維、ガラス繊 維、すりガラス繊維、フレークガラス、金属繊維、長石、亜鉄酸バリウム、酸化 チタン、セラミック粒子、ガラスバブル、及びセラミックバブルからなる群から 選択されることを特徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 4.前記充填剤が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド 、ポリアクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、及びこれら材料のコポ リマーのような有機充填剤、膨張可能バブル、並びにエポキシ、アルデヒド縮合 産物、アクリレート、及びメタクリレートのような熱硬化性充填材料からなる群 から選択されることを特徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 5.前記充填剤が、シラン、チタン酸塩、及びジルコニウム酸塩からなる群か ら選択される表面処理剤を用いて表面処理され、前記樹脂が、NCO/OH比が少く とも3である水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーであることを特徴と する先の請求項のいずれかに記載の物品。 6.前記樹脂が、前記複合物中に存在する樹脂の量を基準にして1%〜30%の 可溶性高分子量第2ポリマーを更に含み、これにより前記樹脂及び前記ポリマー の混合物が1.0rad/secにおいて20未満のタンジェントデルタ(tan delta)を有し 、そして前記ポリマーが100,000〜3,000,000の重量平均分子量を有することを特 徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 7.前記ポリマーが、ポリビニルピロリドン;アクリル酸イソオクチル及びN −ビニルピロリドンのコポリマーのようなアクリレートコポリマー;アクリル酸 ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソオク チル、アクリル酸、及びメタクリル酸のようなC1〜C14アクリレート及びメタ クリレートのコポリマー;アクリルアミド、メタクリルアミド並びにアクリル酸 ブチル及びメタクリル酸ヒドロキエチルのコポリマー;N−ビニルピロリドン、 酢酸ビニル、及びその加水分解されたポリマー誘導体、スチレン、オレフィン、 アクリロニトリルのようなモノマーから形成されるポリマー、並びにポリエチレ ンオキシド、ポリプロピレンオキシド、及びポリブチレンオキシドのようなポリ アルキレンオキシドからなる群から選択されることを特徴とする請求項6に記載 の物品。 8.前記樹脂が、該樹脂が1.0rad/secにおいて20未満のタンジェントデルタ (tan delta)を有するよう十分な量のウレタン、尿素、又は前記樹脂との水素 結合もしくはポリマー鎖相互作用を促進することができる他の水素結合促進群を 更に含むことを特徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 9.前記複合物が、複数のマクロファイバー構成物を更に含み、前記複合物品 が0.0875N/mm幅超の引張強さを有することを特徴とする先の請求項のいずれか に記載の物品。 10.前記マクロファイバー構成物が、ニット、織物、不織物、及び押出多孔性 シートから選択される軽量スクリムの形態であることを特徴とする請求項9に記 載の物品。 11.前記物品が、前記複合物内に少くとも部分的に埋め込まれた軽量スクリム を含む整形外科的キャスティングテープの巻き物の形態であり、前記テープが、 前記巻き物の中部への液体の輸送を容易にするために備えられた複数の表面不規 則物を有することを特徴とする先の請求項のいずれかに記載の物品。 12.熱可塑性ポリマーと、該ポリマーと組み合わされて複合物を形成する充填 剤と、を含む複合物品であって、 前記複合物が、硬化した後の該複合物が気孔性で水蒸気を通すことができるよ うな十分な空隙容量を含み、並びに硬化する前及び溶解した状態における前記複 合物が、キャストのラッピングの間に受ける引張応力に耐えるのに十分な引張強 さを有することを特徴とする複合物品。 13.硬化した後の前記樹脂が、少くとも7%の空隙容量を有し、並びに硬化す る前及び溶解した状態における前記複合物が、0.0175N/mm幅超の引張強さを有 することを特徴とする請求項12に記載の物品。 14.前記充填剤が、5μm〜500μmの平均粒径を有する粒子状充填剤を含み 、前記充填剤が、ガラス、アモルファス、及び結晶性シリカ(SiO2)、ソーダ石 灰ホウケイ酸塩、アモルファスナトリウム/カリウム/アルミニウムケイ酸ガラ ス、アルミナ、酸化鉄、メタケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウ ム、カオリン、雲母、滑石、硫酸バリウム、ホウ素繊維、炭素繊維、ガラス繊維 、すりガラス繊維、フレークガラス、金属繊維、長石、亜鉄酸バリウム、酸化チ タン、セラミック粒子、ガラスバブル、及びセラミックバブルのような無機充填 剤からなる群から選択されることを特徴とする請求項12又は13に記載の物品。 15.前記熱可塑性ポリマーが、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレン酢酸ビ ニル、シス及びトランスポリイソプレン、並びにポリカプロラクトンのようなポ リエーテルからなる群から選択されることを特徴とする請求項13〜14のいずれか に記載の物品。 16.30g/m2未満の坪量を有するスクリムと、水硬化可能液状樹脂並びに5 〜500μmの平均粒径を有する充填剤を含み、約2未満の比重である、前記スク リム上に被覆された複合混合物と、を含む水硬化可能キャスティングテープであ って、前記充填剤の容量を前記樹脂の容量で割った比が0.4より大きいことを特 徴とする水硬化可能キャスティングテープ。 17.前記樹脂が、イソシアネート官能性プレポリマーと、該イソシアネート官 能性プレポリマー及び可溶性高分子量第2ポリマーの混合物が1.0rad/secにお いて20未満のタンジェントデルタ(tan delta)を有するような十分な量の前記ポ リマーと、を含み、前記ポリマーが100,000〜3,000,000の重量平均分子量を有 し、前記ポリマーが、前記複合物中に存在する樹脂の量を基準にして1〜30%の 量存在することを特徴とする請求項16に記載のキャスティングテープ。 18.前記複合混合物が1rad/sで測定した時、少くとも100Pasの粘度を有し 、前記充填剤がガラス及びセラミックバブルからなる群から選択されることを特 徴とする請求項16〜17のいずれかに記載のキャスティングテープ。 19.軽量の整形外科的キャスティングテープを製造する方法であって、 ポリイソシアネート化合物、反応性水素化合物、及び充填剤を混合して複合混 合物を形成するステップと、 軽量スクリム上に前記複合混合物を被覆するステップと、 前記ポリイソシアネート化合物と前記反応性水素化合物を反応させることによ り、水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーを形成して、前記複合混合物 の粘性を増加させるステップと、 を含むことを特徴とする方法。 20.付加的な量の前記充填剤を、前記被覆されたスクリムの表面上に噴霧する ステップを更に含むことを特徴とする請求項19に記載の方法。 21.前記充填剤の容量を前記水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーの 容量で割った比が0.8より大きく、前記スクリムが26g/m2未満の坪量を有し、 綿及びポリマーニット、織物、並びに不織物からなる群から選択されることを特 徴とする請求項19〜20のいずれかに記載の方法。 22.前記充填剤が、5〜500μmの平均粒径を有し、約2未満の比重である、 ガラス及びセラミックバブルからなる群から選択され、前記キャスティングテー プの厚さが、前記未被覆のスクリムの厚さより、少くとも100ミクロン大きく、 前記複合混合物が、1rad/sで測定された時、少くとも100Pasの粘性を有する ことを特徴とする請求項19〜21のいずれかに記載の方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08L 101:00 C08L 101:00 (31)優先権主張番号 08/320,917 (32)優先日 平成6年10月10日(1994.10.10) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF,CG ,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,SN, TD,TG),AP(KE,MW,SD,SZ),AM, AT,AU,BB,BG,BR,BY,CA,CH,C N,CZ,DE,DK,ES,FI,GB,GE,HU ,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LT, LU,LV,MD,MG,MN,MW,NL,NO,N Z,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SI,SK ,TJ,TT,UA,UZ,VN (72)発明者 エドガー,ジェイソン エル. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427(番地なし) (72)発明者 アースフェルド,ディーン エー. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427(番地なし) (72)発明者 カリナン,アンドリュー ジェイ. アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427(番地なし) (72)発明者 ミンダイエ,ワーク アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427(番地なし) (72)発明者 マーラー,アンドリュー ジェイ.,ジュ ニア アメリカ合衆国,ミネソタ 55133−3427, セント ポール,ポスト オフィス ボッ クス 33427(番地なし)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 硬化可能樹脂と、該樹脂と組み合わされて複合物を形成する充填剤と、を 含む複合物品であって、 硬化した後の前記複合物が、気孔性で水蒸気を通すことができるような十分な 空隙容量を含み、そして硬化する前の前記複合物が、キャストのラッピングの間 に受ける引張応力に耐えるのに十分な引張強さを有することを特徴とする複合物 品。 2. 前記樹脂が水硬化可能であり、前記充填剤が平均粒径5μm〜500μmを 有する粒子状充填剤を含み、そして硬化した後の前記複合物が、少くとも7%の 空隙容量を有し、並びに硬化する前の前記複合物が、0.0175N/mm幅超の引張強 さを有することを特徴とする請求項1に記載の物品。 3. 前記充填剤が、ガラス、アモルファス及び結晶性シリカ(SiO2)、ソーダ 石灰ホウケイ酸塩、アモルファスナトリウム/カリウム/アルミニウムケイ酸ガ ラス、アルミナ、酸化鉄、メタケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシ ウム、カオリン、雲母、滑石、硫酸バリウム、ホウ素繊維、炭素繊維、ガラス繊 維、すりガラス繊維、フレークガラス、金属繊維、長石、亜鉄酸バリウム、酸化 チタン、並びにセラミック粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求 項1に記載の物品。 4. 前記充填剤が、ガラス及びセラミックバブルからなる群から選択されるこ とを特徴とする請求項2に記載の物品。 5. 前記充填剤が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド 、ポリアクリレート、ポリカルボネート、ポリウレタン、及びこれら材料のコポ リマーのような有機充填剤、膨張可能バブル、並びにエポキシ、アルデヒド縮合 産物、アクリレート、及び メタクリレートのような熱硬化性充填材料からなる群から選択されることを特徴 とする請求項2に記載の物品。 6. 前記充填剤が、前記複合物中に30〜85容量%の量で存在し、前記硬化可能 樹脂が、前記複合物中に10〜30容量%の量で存在することを特徴とする請求項1 に記載の物品。 7. 前記充填剤が、シラン、チタン酸塩、及びジルコニウム酸塩からなる群か ら選択される表面処理剤を用いて表面処理され、前記樹脂が、NCO/OH比が少く とも3である水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーであることを特徴と する請求項2に記載の物品。 8. 前記樹脂が、水硬化可能であり、液体有機金属化合物及びアルコキシシラ ン官能性ポリウレタンオリゴマーからなる群から選択されることを特徴とする請 求項2に記載の物品。 9. 前記樹脂が、前記複合物中に存在する樹脂の量を基準にして1%〜30%の 可溶性高分子量第2ポリマーを更に含み、前記樹脂及び前記ポリマーの混合物が 1.0rad/secにおいて20未満のタンジェントデルタ(tan delta)を有し、前記ポリ マーが100,000〜3,000,000の重量平均分子量を有することを特徴とする請求項1 に記載の物品。 10.前記ポリマーが、ポリビニルピロリドン、アクリル酸イソオクチル及びN −ビニルピロリドンのコポリマーのようなアクリレートコポリマー、アクリル酸 ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸イソオクチル、メタクリル酸イソオク チル、アクリル酸、及びメタクリル酸のようなC1〜C14アクリレート及びメタ クリレートのコポリマー、アクリルアミド、メタクリルアミド及びアクリル酸ブ チル及びメタクリル酸ヒドロキエチルのコポリマー、N−ビニルピロリドン、酢 酸ビニル、及びその加水分解された誘導体、スチレン 、オレフィン、アクリロニトリルのようなモノマーから形成されるポリマー、並 びにポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、及びポリブチレンオキシ ドのようなポリアルキレンオキシドからなる群から選択されることを特徴とする 請求項9に記載の物品。 11.前記ポリマーがポリビニルピロリドンであり、前記ポリビニルピロリドン ポリマーが、乾燥状態において前記樹脂に混合されることを特徴とする請求項9 に記載の物品。 12.前記樹脂が、第2反応性モノマー又はオリゴマーが重合した時前記樹脂及 び前記重合した第2反応性モノマー又はオリゴマーの混合物が1.0rad/secにお いて10未満のタンジェントデルタ(tan delta)を有するのに十分な量の前記第2 反応性モノマー又はオリゴマーを更に含むことを特徴とする請求項2に記載の方 法。 13.前記樹脂が、該樹脂が1.0rad/secにおいて20未満のタンジェントデルタ( tan delta)を有するよう十分な量のウレタン、尿素、又は前記樹脂との水素結合 もしくはポリマー鎖相互作用を促進することができる他の水素結合促進群を更に 含むことを特徴とする請求項1に記載の物品。 14.前記複合物が、複数のマクロファイバー構成物を更に含み、前記複合物か 0.0875N/mm幅超の引張強さを有することを特徴とする請求項2に記載の物品。 15.前記マクロファイバー構成物が、編み物、織物、不織物、及び押出多孔性 シートから選択される軽量スクリムの形態であることを特徴とする請求項14に記 載の物品。 16.前記物品が、整形外科的キャスティングテープの巻き物の形態であり、前 記複合物が、該複合物内に少くとも部分的に埋め込まれた軽量スクリムを更に含 むシートの形態であり、前記シートが、前記巻き物の中部への液体の輸送を容易 にするために備えられた複 数の表面不規則物を有することを特徴とする請求項1に記載の物品。 17.前記複合物が、シートの1以上の主要な表面に付着された一時性水可溶性 ライナーを更に含む前記シートの形態であり、前記物品が、巻き物の形態であり 、前記水可溶性ライナーが、ポリビニルアルコールのフィルムを含み、前記巻き 物の円柱表面を覆うことを特徴とする請求項2に記載の物品。 18.熱可塑性ポリマーと、該ポリマーと組み合わされて複合物を形成する充填 剤と、を含む複合物品であって、 前記複合物が、硬化した後の該複合物が気孔性で水蒸気を通すことができるよ うな十分な空隙容量を含み、並びに硬化する前及び溶解した状態における前記複 合物が、キャストのラッピングの間に受ける引張応力に耐えるのに十分な引張強 さを有することを特徴とする複合物品。 19.硬化した後の前記樹脂が、少くとも7%の空隙容量を有し、並びに硬化す る前及び溶解した状態における前記複合物が、0.0175N/mm幅超の引張強さを有 することを特徴とする請求項18に記載の物品。 20.前記充填剤が、5μm〜500μmの平均粒径を有する粒子状充填剤を含み 、前記充填剤が、ガラス、アモルファス、及び結晶性シリカ(SiO2)、ソーダ石 灰ホウケイ酸塩、アモルファスナトリウム/カリウム/アルミニウムケイ酸ガラ ス、アルミナ、酸化鉄、メタケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、硫酸カルシウ ム、カオリン、雲母、滑石、硫酸バリウム、ホウ素繊維、炭素繊維、ガラス繊維 、すりガラス繊維、フレークガラス、金属繊維、長石、亜鉄酸バリウム、酸化チ タン、並びにセラミック粒子からなる群から選択されることを特徴とする請求項 18に記載の物品。 21.前記充填剤が、5μm〜500μmの平均粒径を有する粒子状充填剤を含み 、前記充填剤が、ガラス及びセラミックバブルからなる群から選択され、前記充 填剤が、前記複合物中に30〜85容量%の量で存在することを特徴とする請求項18 に記載の物品。 22 前記熱可塑性ポリマーが、ポリウレタン、ポリエチレン、エチレン酢酸ビ ニル、シス及びトランスポリイソプレン、並びにポリカプロラクトンのようなポ リエーテルからなる群から選択されることを特徴とする請求項19に記載の物品。 23.硬化可能樹脂と、該樹脂と組み合わされて複合副子を形成する充填剤と、 を含む複合副子物品であって、 前記複合物が、前記副子が硬化した後気孔性で水蒸気を輸送することができる ような十分な空隙容量を含むことを特徴とする複合副子物品。 24.30g/m2未満の坪量を有するスクリムと、水硬化可能樹脂並びに5〜500 μmの平均粒径を有する、ガラス及びセラミックバブルを含む充填剤を含み、約 2未満の比重である、前記スクリム上に被覆された複合混合物と、を含む水硬化 可能キャスティングテープであって、前記充填剤の容量を前記樹脂の容量で割っ た比が0.4より大きいことを特徴とする水硬化可能キャスティングテープ。 25.前記キャスティングテープの厚さが前記未被覆のスクリムの厚さより少く とも100ミクロン大きく、前記キャスティングテープが、前記スクリムの表面上 に位置する複合混合物の層を含むことを特徴とする先の請求項のいずれかに記載 のキャスティング。 26.前記キャスティングテープが、硬化した時、焼石膏と同程度の円滑性を有 する外部表面を形成することを特徴とする先の請求項のいずれかに記載のキャス ティングテープ。 27.前記未硬化のキャスティングテープが、水で開始された時容 易に成形される可円滑キャスティングテープを供し、前記キャスティングテープ のいずれの起伏も手で容易に円滑化されることを特徴とする先の請求項のいずれ かに記載のキャスティングテープ。 28.前記樹脂が、イソシアネート官能性プレポリマーと、該イソシアネート官 能性プレポリマー及び可溶性高分子量第2ポリマーの混合物が1.0rad/secにお いて20未満のタンジェントデルタ(tan delta)を有するような十分な量の前記ポ リマーと、を含み、前記ポリマーが100,000〜3,000,000の重量平均分子量を有し 、前記ポリマーが、前記複合物中に存在する樹脂の量を基準にして1〜30%の量 存在することを特徴とする先の請求項のいずれかに記載のキャスティングテープ 。 29.前記複合混合物が、1rad/sで測定した時、少くとも100Pasの粘度を有 することを特徴とする先の請求項のいずれかに記載のキャスティングテープ。 30.軽量の整形外科的キャスティングテープを製造する方法であって、 ポリイソシアネート化合物、反応性水素化合物、及び充填剤を混合して複合混 合物を形成するステップと、 軽量スクリム上に前記複合混合物を被覆するステップと、 前記ポリイソシアネート化合物と前記反応性水素化合物を反応させることによ り、水硬化可能イソシアネート官能性プレポリマーを形成して、前記複合混合物 の粘性を増加させるステップと、 を含むことを特徴とする方法。 31.付加的な量の前記充填剤を、前記被覆されたスクリムの表面上に噴霧する ステップを更に含むことを特徴とする請求項30に記載の方法。 32.前記充填剤の容量を前記水硬化可能イソシアネート官能性プ レポリマーの容量で割った比が0.8より大きく、前記スクリムが26g/m2未満の 坪量を有し、綿及び重合性編み物、織物、並びに不織物からなる群から選択され ることを特徴とする請求項30に記載の方法。 33.前記充填剤が、5〜500μmの平均粒径を有し、約2未満の比重である、ガ ラス及びセラミックバブルからなる群から選択され、前記キャスティングテープ の厚さが、前記未被覆のスクリムの厚さより、少くとも100ミクロン大きく、前 記複合混合物が、1rad/sで測定された時、少くとも100Pasの粘性を有するこ とを特徴とする請求項30〜32のいずれかに記載の方法。 34.前記キャスティングテープが、硬化した時、焼石膏キャストと同程度の円 滑性である外部表面を供することを特徴とする請求項30〜33のいずれかに記載の 方法。
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