JP2606864B2 - 補強したギプス材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリウレタンキャスチングテープから調製さ
れた、ギプスを補強するために使用できる組成物に関
し、更にポリウレタンキャスチングテープから調製した
ギプスに対しこの種の補強材料を適用する方法に関す
る。

焼石膏ギプスは長い間、身体の一部を固定するために
使用されて来た。これらの帯具は補強用スクリム材料、
たとえばガーゼ上に焼石膏を堆積させることにより調製
される。焼石膏はギプス包帯を水中に浸すことによって
活性化され、次いで患者に施用される。最近、ギプス包
帯中の硬化剤として新規なギプス材料が焼石膏に代わっ
て使われている。この新しい材料は水硬化性ポリウレタ
ンである。硬化後、ポリウレタンは以下の点において焼
石膏を超える利点をもたらす。すなわち、それは完成ギ
プスがｘ線の透過を許容することであり、焼石膏のよう
には感水性ではなく、そしてまた焼石膏の所定強度に関
して可成り軽量のものとなることである。

焼石膏包帯の使用とともに、補強が望まれるギプスの
特定部分に対し付加的な包帯材料を適用することによ
り、ギプスの選択された領域を補強することが一般的と
なっている。たとえば、ギプスが歩行用ギプスであれ
ば、焼石膏の補強層をギプス脚の足底の周囲に施し、そ
して或るタイプの詰め物を組込むのが非常に一般的であ
り、その結果、患者が松葉杖により歩行する為、ギプス
の破損を心配することなくそのギプスを地上に降ろすこ
とができる。ポリウレタンギプス材料の出現の後にも、
補強は略同一の方法により行われれている。すなわち、
ポリウレタン含浸ウェブの付加的なストリップを、補強
が所望されるギプスに施用して来た。ポリウレタンキャ
スチングテープの付加的ストリップまたはセグメントの
施用は若干困難である。それはこれらテープ中の硬化物
質であるポリウレタン重合体の性質の故である。ポリウ
レタンはそれが硬化し始める前の硬化サイクル中に粘稠
となる。一人の人間にとって、ポリウレタンキャスチン
グテープの一片を切り取り、その切断テープを湿らせ、
次いで切断部分をギプスに適用して補強を達成し、そし
てテープが粘稠である間にギプス中で補強部分を円滑な
ものとするのは困難である。ポリウレタンキャスチング
テープは急速に硬化し、かつその粘着性を喪失するの
で、そのテープが硬化乃至セットする前にその補強を終
了するのは困難なことである。

本発明者は、キャスチングテープを患者に適用する
際、そのキャスチングテープに硬化性液体樹脂を塗布す
ることによりポリウレタンギプスを補強し得ることを見
出した。たとえば不飽和ポリエステルまたはエポキシの
ような数多くの硬化性樹脂系がこの目的のために機能す
るが、好ましい樹脂系は、キャスチングテープの製造に
使用されるプレポリマーと類似のポリウレタンプレポリ
マー配合物である。ポリウレタンプレポリマー配合物の
使用は、キャスチングテープのポリウレタンに対する補
強材の適合性を保証し、かつ硬化剤として水の使用を許
容するものである。補強材料として用いられるポリウレ
タンプレポリマー配合物は発泡用ポリウレタン配合物で
あって、その粘度はポリウレタンプレポリマーが補強を
所望するギプスの領域上に容易に分布し得るものである
ことが好ましい。補強用プレポリマーはテープ中に使用
されるプレポリマーとは、この補強用プレポリマーが制
御された発泡度を有しているという点で異なっている。
キャスチングテープを含浸させるために用いるポリウレ
タンプレポリマーは少量の消泡剤を含有して、プレポリ
マーが発泡するのを阻止し、またテープウェブ上に塗布
されるプレポリマーは比較的少量なので、キャスチング
テープにおいて発泡は問題とはならない。補強用ポリウ
レタンプレポリマーの粘度は、ウェブを含浸してキャス
チングテープを生成するために使用されるプレポリマー
の粘度と比較すると、本発明において一層重要である。
補強用ポリウレタンプレポリマーは粘着低下剤（tack r
educing agent）、たとえば鉱油および／または水溶性
重合体、たとえばポリエチレンオキシドおよびポリビニ
ルピロリドンを含有している。粘着低下剤の添加は、ギ
プスに対する補強用プレポリマーの施用を非常に容易と
する。

本発明に用いられるポリウレタンプレポリマーは、そ
の化学的性質において、ポリウレタンキャスチングテー
プに用いられるプレポリマーと類似しているが、その物
理的性質において異なっている。プレポリマーが液体と
してギプスに適用される際、その補強用プレポリマーの
粘度および発泡性は注意深く制御されねばならず、また
適用された場所のキャスチングテープ上に残留し、そし
て補強が望まれるキャスチングテープのその部分を覆っ
て容易に広がるのに適した粘度と発泡特性を有していな
ければならない。

本発明の補強用プレポリマーは下記のイソシアネート
とポリオールから調製することができる。イソシアネー
ト−本発明のプレポリマー系で有用な芳香族イソシアネ
ートは、ポリウレタン化学において知られる如何なる芳
香族ポリイソシアネートであってもよく、それらは、た
とえば「ポリウレタン、化学およびテクノロジー（poly
urethanes,Chemistry and Technology）」パートＩ、イ
ンターサイエンス・パブリッシャーズ（Interscience P
ublishers）（1962年）中に記載されている。好ましい
ポリジイソシアネートには、トルエンジイソシアネート
（TDI）、たとえば2,4および2,6異性型の80/20または65
/35異性体混合物、ジフェニルメタンジイソシアネート
（MDI）、たとえば4,4′、2,4′および2,2′異性型また
はそれらの異性体混合物、付加的な官能基、たとえばカ
ルボジイミド基、ウレタン基およびアロファネート基を
含有する変性MDI、およびアニリンおよびホルムアルデ
ヒド縮合生成物のホスゲン化に由来するポリメチレン
（ポリ）フェニルジイソシアネート（重合MDI）があ
る。最も好ましいイソシアネートはカルボジイミド含有
MDIであり、これはたとえば、［商標］「アイソネート
（Isonate）143L」および［商標］「ルビネート（Rubin
ate）XI−168」として容易に入手可能である。

ポリオール−本発明のプレポリマー系において有用な
ポリオールには、ポリエーテルポリオールおよびポリエ
ステルポリオールがある。ポリエーテルポリオールは、
触媒の存在下でエポキシド、たとえばエチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒ
ドロフラン、スチレンオキシド、またはそれらの混合物
を重合することにより調製することができる。

ポリエステルポリオールは多価アルコールと多塩基カ
ルボン酸との反応生成物を包含している。遊離カルボン
酸の代わりに、対応するポリカルボン酸無水物または低
級アルコールの対応するポリカルボン酸エステルあるい
はそれらの混合物をポリエステルの調製のために利用す
ることができる。ラクトンのポリエステル、たとえばε
−カプロラクトンもまた使用可能である。

最も好ましいポリオールは分子量400乃至2,000のポリ
（オキシプロピレン）ジオール及びトリオールである。
この種ポリオールの例にはBASFワイアンドット・コーポ
レーション（BASF Wyandotte Corp.）から入手可能な
［商標］「プルラコール（Pluracol）Ｐ−1010」および
オリン・コーポレーション（Olin Corp.）から入手可能
な［商標］「ポリ・ジー（Poly G）36−232」がある。

好ましいポリウレタンプレポリマーはカルボジイミド
基を含むジフェニルメタンジイソシアネートから調製さ
れる。これらのジイソシアネートを２乃至３個の官能基
を有するポリオールと反応させる。このポリオールはジ
オールまたはトリオールあるいはジオールとトリオール
との混合物であればよい。好ましいポリオールはヒドロ
キシル価105を有するポリ（オキシプロピレン）グリコ
ールならびにヒドロキシル価232を有するポリ（オキシ
プロピレン）トリオールである。ポリオールの分子量は
好ましくは700乃至1,500の範囲にあり、最も好ましくは
700乃至1,100の範囲内にある。

プレポリマー反応混合物中のポリイソシアネート対ポ
リオールの割合は、当量比によって最も良く表わされ
る。当量は各特定成分の分子量をその化合物中の官能価
または官能基の数で割ることによって得られる。この当
量比はイソシアネート対ポリオールの等価比（ratio of
equivalency）である。本系における当量比はポリイソ
シアネート対ポリオールの2:1乃至約15:1当量、そして
好ましくは2:1乃至10:1当量の範囲であるべきである。
これらの成分が組み合わされた結果、プレポリマー中に
５％乃至30％過剰のNCO基が存在することになる。この
プレポリマーはまた、触媒としてテキサコ・インコーポ
レーテッドから「サンキャット（Thancat）DMDEE」とし
て入手されるジモルホリノジエチルエーテルを全混合物
の重量基準で0.1乃至10重量％含んでいる。その他の適
切な触媒もまた使用可能である。

イソシアネートおよびポリオールに加えて、本発明の
配合物は上記したような触媒、および塩化ベンゾイルの
ような安定剤、またこの配合物を患者のギプスに適用す
る際、その粘度および配合物の発泡を制御するのに足る
量の増粘剤と消泡剤との組合わせを含んでいる。

配合物中の消泡剤または脱泡剤は不活性であるべきで
ある。すなわち、その配合物中の他の成分と非反応性で
あるべきである。ポリウレタン配合物中に用いられる代
表的な消泡剤には、ポリジメチルシロキサン、フェニル
メチルシロキサンおよび高分子炭化水素油中の疎水性シ
リカがある。

配合物中の消泡剤で好ましいのは粘度30,000センチス
トークスのポリジメチルシロキサンである。これは一般
にポリウレタン用の消泡剤として用いられている。本発
明の配合物は、全配合物の重量基準で0.07乃至7.5重量
％の消泡剤を含有している。消泡剤の好ましい量は約３
乃至５重量％である。キャスチングテープのウェブをコ
ーチングするために用いられる通常のポリウレタンプレ
ポリマーにおいて、消泡剤は約0.01乃至１重量％の量で
存在する。補強用プレポリマー配合物においては、付加
的な消泡剤が必要である。それはキャスチングテープウ
ェブ上のプレポリマーコーチングと比較すると、配合物
は比較的大量に施用されるからである。配合物が過剰に
発泡すると、余りにも流動性となる傾向がみられ、ギプ
スから滴り落ちるので、患者のギプスに適切に施用する
ことが困難になる。

消泡剤に加えて本配合物はまた、増粘剤を含有してい
る。この増粘剤はプレポリマーの粘度制御の補助をする
ので、プレポリマーをギプスに適用することができ、そ
してそれは補強すべき領域に容易に広がる。増粘剤もま
た、不活性で、かつ配合物中の他の成分と非反応性でな
ければならない。使用することのできる代表的な増粘剤
には化粧品グレードのタルク、ヒュームドシリカ、ポリ
メチルメタクリレートのような有機重合体粉末、アリー
ル尿素、たとえばナフチル尿素およびインダンスレンが
ある。好ましい増粘剤はデグッサ・インコーポレーテッ
ド（Degussa Inc.）より「アエロシル（Aerosil）R97
4」として販売されるヒュームドシリカである。増粘剤
および消泡剤は配合物の粘度を制御する。その粘度はAS
TM D1638により4RPMかつ24℃において第７番スピンドル
をもってRVF型ブルックフィールド粘度計で測定して10
0,000乃至1,000,000センチポイズ（cps）であればよ
い。好ましい粘度は300,000乃至800,000cpsである。増
粘剤は所望の粘度を得るために、配合物の全重量基準で
２乃至６重量％の量をもって存在すべきである。

配合物の粘度を制御するのは増粘剤と消泡剤の組合わ
せである。これらの添加剤の一方のレベルを減少させな
がら他方のレベルを増加させることは、必ずしも適切な
粘度をもたらすものではない。本発明者は、消泡剤およ
び増粘剤の提示した量の組合わせが配合物の粘度を制御
するものであることを見出した。

本配合物はプレポリマー配合物の粘着力および粘着性
を減少させるための粘着減少剤を含有している。配合物
の小さい粘着性は、補強が望まれるギプスの領域を覆っ
て配合物を容易に分布させ、あるいは広がることを許容
するものである。それはギプスに対しその配合物を施用
する人間の手袋をはめた手に、配合物が粘着しないから
である。

配合物中で使用される粘着減少剤は、鉱油または水溶
性重合体、たとえば米国特許出願第913,809号（1986年
９月30日出願）中に開示されているようなものである。
これらの水溶性重合体は反復構造単位（−Ｏ−CH₂CH₂）
_ｎ（式中、ｎは少なくとも1100そして100,000程度に高
くてもよいものとする）を有している。この水溶性重合
体の重量平均分子量（Mw）は50,000乃至4,000,000であ
る。これらの水溶性重合体はエチレンオキシドのホモポ
リマー、あるいはエステル、ウレタンまたはシロキサン
結合であればよいブリッジ分子により結合された長い長
さを有する反復構造単位（−Ｏ−CH₂CH₂）_ｎを含有する
ブロックまたはグラフト共重合体であればよい。この水
溶性重合体はプレポリマーが生成された後、ポリウレタ
ンプレポリマー中に配合する。好ましい水溶性重合体は
ポリ（エチレンオキシド）重合体であって、これはユニ
オン・カーバイド・コーポレーションにより商品名「ポ
リオックス（POLYOX）」の下に固体物質として市販さ
れ、かつ重量平均分子量約100,000乃至4,000,000を有す
るものである。分子量3,000,000を超える水溶性重合体
の使用は、この配合物を適用したとき、プレポリマー配
合物とギプス専門技術者の手袋をはめた手との間で糸曳
きを発生させる傾向を有しており、そして分子量3,000,
000未満の水溶性重合体で調製した配合物ほど美的に望
ましいものとはならない。水溶性ポリビニルピロリドン
もまた使用することができる。本発明において有用なポ
リビニルピロリドンは粘度平均分子量（Mv）100,000乃
至1,000,000を有している。この水溶性重合体はプレポ
リマー配合物に対し、全プレポリマー配合物重量基準で
0.5％乃至３％の量で添加される。この水溶性重合体は
ポリウレタンプレポリマー中で可溶性ではないが、その
配合物が水と接触するまではそのプレポリマー中で不活
性のままである。水溶性重合体は水に非常に可溶である
ので、その配合物がギプスに適用されると、該水溶性重
合体は迅速に溶解し、そしてこの配合物に対しスリップ
性または非粘着性をもたらす。

配合物の全重量基準で0.5乃至２重量％の量の鉱油と
0.5％乃至３％の量の水溶性重合体との組合わせが好ま
しい。

一般的に、本発明の配合物はイソシアネート、塩化ベ
ンゾイル安定剤および消泡剤を十分に混合することによ
り調製される。この混合物に、ポリオールおよび触媒が
添加される。これら反応体の温度が50℃に達した後、そ
の反応を約１時間継続させる。得られた反応生成物を窒
素ガスシールの下で遊星形ミキサーに移し、混合物をブ
レンドして成分の均質な混合物を得るようにしながら増
粘剤を添加する。次いで、粘着減少剤を添加し、この混
合物を室温で約30分間ブレンドする。得られた配合物は
包装するか、あるいは包装するまで乾燥窒素のような水
分非含有雰囲気中に貯蔵することができる。

配合物を調製した後、水分は配合物を活性化させるこ
とになるので、それは耐水性容器内に充填するものとす
る。その容器は、水分不浸透性であり、かつそれ自体が
ギプスに配合物を適応させるようなタイプの如何なる容
器であってもよい。容器は容量２乃至16オンス（約59.2
乃至約473.6ミリリットル）を有するべきである。２オ
ンス（約59.2ミリリットル）の容器は短い脚ギプスまた
は短い腕ギプスを補強するのに十分なプレポリマーを提
供する。より大きな容器、すなわち８乃至16オンス（約
236.8乃至約473.6ミリリットル）のものは多数のギプス
を患者に施用する施設において経済的に使用することが
できる。これらの容器の例には、フォイル容器、練り歯
磨きチューブに類似するチューブ、および圧力容器であ
って、たとえば米国特許第3,387,833号および第4,423,8
29号中に開示されるようなものがある。圧力容器を使用
すれば、大量のプレポリマー配合物を容器に充填するこ
とができる。それはこの容器が容器への水分の侵入を許
容しないからである。

配合物は、ギプス上で水分との接触後約30乃至40秒で
発泡し、そして接触後約４分間で略完了するように迅速
に発泡するべきである。発泡活性の程度は、適用した配
合物の厚さに対する最終的泡高さの割合によって定量す
ることができる。この泡上昇比は4:1乃至16:1の範囲に
ある。たとえば、もし配合物が１インチの1/16の厚さに
広がれば、それは４分以内に１インチの1/4から１イン
チの高さに上昇する。この発泡活性度は、配合物を患者
に対して先に適用したギプステープ中に押し入れ、そし
てこの配合物が患者に適用したギプステープの次の層に
流入することを保証するものである。この泡上昇率は以
下の手順により測定される。すなわち、プラスチックで
裏打ちした布の１フィート片を作業台上に表を上にして
固定する。H₂O 30mlを約６インチ×６インチの領域に散
布する。樹脂8gを湿潤布上約４インチ×４インチの領域
に散布する。この樹脂の厚さはスパチュラで滑らかにす
ることによって1/32インチ−1/16インチに制御する。こ
の樹脂を発泡および硬化させる。次に、この発泡体の一
部を通常約１インチ角に切断するが、樹脂はそこで最高
に発泡しており、そしてそれを高さとして測定する。

ギプスにプレポリマー補強材料を適用するに際して、
キャスチングテープは通常の方法により患者に施用され
る。キャスチングテープの多層が、ギプスを形成するた
めに一般に適用される。本配合物は、補強すべきギプス
表面の１平方インチ当たり1/2乃至1gの割合で施用され
る。このプレポリマー補強用配合物は、キャスチングテ
ープの第一層が患者に適用された後、ギプスの形成に際
するどの段階においても施用可能である。この配合物は
キャスチングテープの異なった巻回間に適用することも
出来るし、あるいは全てのキャスチングテープを患者に
適用してギプスを形成した後、配合物を施用してもよ
い。プレポリマー配合物は、浸漬またはキャスチングテ
ープの活性工程によってギプスが依然として水で湿って
いるときに施用するのが好ましい。このことがプレポリ
マー補強用配合物を硬化させるために必要な水分を供給
することになる。十分に形成され、かつ硬化されたギプ
スを補修乃至補強することもまた可能である。それは先
ず補修または補強を必要とする領域内のギプスに水を適
用し、次いで補強用プレポリマー配合物を水で濡れてい
る領域に施用するというものである。プレポリマー配合
物は布ストリップを適用するよりも可成り簡単であり、
かつギプスに顕著な補強を提供するものである。

補強した短脚ギプスが第１図に示されている。ギプス
10はオーバーラップさせる方法で下肢上に湿らせたキャ
スチングテープを適用することによる通常の方法で形成
される。補強領域は第１図においてダッシュ線11により
示されている。補強用プレポリマーは第２図中、点で描
いた領域12により示されている。以下に説明するよう
に、補強用プレポリマーは隣接層13および14間に配置さ
れている。

ギプスへの補強用プレポリマーの適用例が第３図およ
び第４図中に示されている。プレポリマーは容器から補
強すべきギプスの部分に適用される。プレポリマーは、
先に施用したキャスチングテープ上の水分と接触した
後、約30秒以内に発泡を開始することになる。このプレ
ポリマーは、スパチュラ、舌圧子または凡ゆる類似器具
によって補強すべきギプスの部分を覆って展げることが
できる。このプレポリマーの展開が、若干のプレポリマ
ーを先に患者に適用されたキャスチングテープの開口部
に押し入れることになる。補強用プレポリマーが補強す
べきギプスの領域を覆って広がった後、キャスチングテ
ープの付加的な層を一般に患者に施用する。キャスチン
グテープの層が、補強用プレポリマーによりカバーされ
たギプスの領域を覆って適用されると、このプレポリマ
ーは引き続いて適用されるキャスチングテープにおける
開口部へ押し入れられる。これが第２図に示されてい
る。図面中の点を打った領域は補強用プレポリマーがキ
ャスチングテープの隣接層または巻回中の開口部に伸展
したときの補強用プレポリマーを表わしている。

以下の実施例は本発明の材料を使用することによるギ
プスの補強を示すものである。実施例中、衝撃試験は下
記の方法により行われる。すなわち、試験用円筒を調製
し、そして温度70℃乃至80F゜で３日間熟成して円筒が
完全に硬化していることを保証する。各円筒を金属プレ
ート上に固定し、このプレートは円筒をその底部におい
てのみ支持する。５ポンドの発射体を円筒の貯部に１フ
ィート落下させる。次いでその円筒の損傷を検査する。

実施例 １ 義足上に、４インチ幅および４ヤード長さの２本のポ
リウレタン−ガラス繊維整形外科用キャスチングテープ
ロールを使用してギプスを施した。第一のテープの適用
後、テープの３層で踵および足領域をカバーした。本発
明の補強用ポリウレタンプレポリマー30gを足の隆起し
た部分から始めて踵に至り、そして上方へ踵の裏から略
４インチの距離を約２インチ幅の帯状で適用した。次
に、第二のキャスチングテープ包帯を第一テープ上に施
用して合計６層のキャスチングテープを形成する。最後
のテープ適用の15分後にギプスの踵部分を切り取り、そ
してチャティロン（Chatillon）圧縮試験機で試験し
た。但し、この場合上部プラテンを直径１インチのボー
ルで置換した。これらの試料を距離約1cm圧縮した。第
一回目の試験では、ギプス部分を1cm圧縮するのに165ポ
ンドの抵抗を要した。この試験は、そのギプス部分を距
離1cm圧縮するのに要する強度に何らの減損を伴うこと
なく、10回反復した。

本実施例で使用したプレポリマーの処方は次の通りで
あった。

重量％ カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシ アネート（アイソネート143L） （NCO含有量29.0％） 62.96 ポリ（オキシプロピレン） ジオール（プルラコールＰ−1010） 19.49 ポリ（オキシプロピレン）トリオール （ポリ−Ｇ−36−232） 12.81 ジモルポリノジエチルエーテル （サンキャットDMDEE） 1.67 塩化ベンゾイル 0.05 ポリジメチルシロキサン （ダウ・コーニング200）液体30,000cs 0.07 ヒュームドシリカ（アエロシル Ｒ−974） （SiO₂） 2.95 実施例 ２ 同じプレポリマー約26gを用いて、実施例１の手順を
反復した。その試験は第一回目の試験に関して170ポン
ドの抵抗を要することを示し、またこの試験を10回反復
した後、何らの強度の減損を示さなかった。

実施例 ３ 実施例１におけるのと同一の技法を用いたが、ギプス
に添加する補強用ポリマーを全く伴わずに第三番目のギ
プスを調製した。実施例１におけるのと同一の試験条件
下で、この試料は第一回目の圧縮に対し195ポンドの抵
抗を示したが、第10回目の圧縮後は単に85ポンドであっ
て、このことは実施例１および２の補強したギプスの優
れた強度を示している。

実施例 ４ ギプス材料から成る円筒は、直径約２−3/4インチを
有するジベル（dowel）の周囲に試験用円筒を形成する
ことにより調製した。この試験用円筒は４インチ幅ギプ
ステープの多巻回体（multiplewraps）であった。試験
用円筒は４乃至５層の標準ポリウレタン−ガラス繊維ギ
プステープから調製された。試験用円筒の若干のものに
おいては、ポリウレタン補強用樹脂6gを４インチ円筒の
長さに沿って２インチ幅の帯として適用した。５ポンド
の発射体を１フィートの高さから、補強用樹脂が適用さ
れた領域上の円筒の頂部に落下させ、そして該円筒の保
全性をガラス繊維材料について各層のクラックおよび離
層を観察することにより決定した。各試験について３本
の円筒を供し、かつ破損に至る発射体の落下回数を記録
した。これらの結果を以下の表中に報告する。円筒Ａは
４層のガラス繊維キャスチングテープから補強用樹脂を
供わずに調製した。円筒Ｂは４層のガラス繊維テープお
よび該テープが巻回される際に、液状補強用樹脂6gをガ
ラス繊維テープの第二層および第三層間に適用すること
により調製した。円筒Ｃは５層のガラス繊維キャスチン
グテープから補強用樹脂を供わずに調製した。円筒Ｄは
５層のガラス繊維テープおよびプレポリマー補強用材料
6gをキャスチングテープの第三層および第四層間に適用
することにより調製した。それらの試験結果は第４表中
に示す。

第４表中、ポリウレタン補強用樹脂が適用された試料
においては、何らの視認し得る損傷は存在しなかった。
しかしながら、非保護領域においては、クラックおよび
離層が生じ、このことはギプスの選択的領域を補強用樹
脂の適用によって保護し得ることを示している。

実施例４において使用されたポリウレタンプレポリマ
ーについての処方は次の通りであった。

重量％ カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシ アネート（アイソネート143L） （NCO含有量29.0％） 60.11 ポリ（オキシプロピレン）ジオール （プルラコールＰ−101） 18.02 ポリ（オキシプロピレン）トリオール （ポリ−Ｇ−36−232） 12.32 ジモルホリノジエチルエーテル （サンキャット DMDEE） 1.60 塩化ベンゾイル 0.05 ポリジメチルシロキサン （ダウ・コーニング200）液体30,000cs 5.00 ヒュームドシリカ（アエロシル Ｒ−974） （SiO₂） 2.87 実施例 ５ 実施例４の衝撃試験条件を反復した。但し、プレポリ
マーの補強用副木を、円筒当たり８乃至9gの量をもっ
て、円筒の周囲に１乃至１−1/2インチ幅で施した。プ
レポリマーは実施例４において使用したものと同一であ
った。それらの結果を下記の表中に報告する。

円筒Ａは４層のキャスチングテープから補強用樹脂を
伴わずに調製した。円筒Ｂは４層のガラス繊維テープお
よび液状補強用材料を第二層および第三層間に適用する
ことにより調製した。円筒Ｃは５層のガラス繊維テープ
から補強用樹脂を伴わずに調製した。円筒Ｄは５層のガ
ラス繊維テープおよび補強用材料を第三層および第四層
間に適用することにより調製した。

試験結果は、ギプスの広い面積、すなわちギプスの全
円周に亘って補強用樹脂を適用することによりギプスに
対し付与可能な、全般的に増加した強度を示している。

実施例 ６ 下記の組成をもって補強用プレポリマー配合物を調製
した。

重量％ カルボジイミド変性ジフェニルメチンジイソシ アネート（アイソネート143L） 59.46 ポリ（オキシプロピレン）ジオール （プルラコールＰ−1010） 18.40 ポリ（オキシプロピレン）トリオール （ポリ−Ｇ−36−232） 12.10 ジモルホリノジエチルエーテル （サンキャット DMDEE） 1.58 塩化ベンゾイル 0.05 ポリジメチルシロキサン （ダウ・コーニング200）液体 4.89 ヒュームドシリカ （アエロシル Ｒ−974） 3.52 この配合物の粘度は180,000cpsであった。

２本の４インチ幅のギプス円筒を、５層のポリウレタ
ンキャスチングテープを用いて調製した。補強用プレポ
リマーは、テープの第三および第四層間で円筒に適用し
た。この補強用プレポリマーは全円周の周囲に１−1/2
インチ幅の帯として適用された。適用後0.5分でこのプ
レポリマーは発泡を開始し、そして発泡は2.1分後に完
了した。その泡の密度は0.08g/mlであった。完成した円
筒の重量は69.5gであった。これらの円筒は、該円筒成
形後３日で衝撃試験に付した。これらの円筒は５ポンド
の発射体によって100回の衝撃を受けたが、クラックも
その他の損傷も全く見られなかった。

実施例 ７ 下記の組成をもって補強用プレポリマー配合物を調製
した。

重量％ カルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシ アネート（アイソネート143L） 58.08 ポリ（オキシプロピレン）ジオール （プルラコールＰ−1010） 17.98 ポリ（オキシプロピレン）トリオール （ポリ−Ｇ−36−232） 11.82 ジモルホリノジエチルエーテル （サンキャット DMDEE） 1.55 塩化ベンゾイル 0.55 ポリジメチルシロキサン 「ダウ・コーニング200」液体 4.78 ヒュームドシリカ （アエロシル Ｒ−974） 4.61 この配合物の粘度は480,000cpsであった。

２本の４インチ幅の試験用円筒を、５層のポリウレタ
ンキャスチングテープを用いて調製した。補強用プレポ
リマーは、キャスチングテープの第三および第四層間に
適用した。この補強用プレポリマーは全円周の周囲に１
−1/2インチ幅の帯として適用された。適用後0.2分でプ
レポリマーは発泡を開始し、そして発泡は１−1/2分後
に完了した。その泡の密度は0.1g/mlであった。これら
の円筒の重量は69.5gであった。これらの円筒は、該円
筒成形後３日で衝撃試験に付した。これらの円筒はその
補強した領域上に５ポンドの発射体によって100回の衝
撃を受けたが、クラックもその他の損傷も全く見られな
かった。

実施例 ８ 反応がまにカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイ
ソシアネート（アイソネート143L）6407部、ポリジメチ
ルシロキサン（ダウ・コーニング200）液体（30,000cp
s）7.30部および塩化ベンゾイル5.00部を充填すること
によりポリウレタンプレポリマーを調製した。この混合
物を、これら成分が均質に混合されるまで１時間半に亘
り撹拌した。次いで、ポリ（オキシプロピレン）トリオ
ール（ポリ−Ｇ−36−232）1303部、ポリ（オキシプロ
ピレン）ジオール（プルラコールＰ−100）1983部、ヒ
ュームドシリカ（アエロシル974）125部およびジモルホ
リノジエチルエーテル（サンキャットDMDEE）170部を含
有するポリオール混合物を反応がまに添加した。反応の
発熱がおさまった後、この混合物は加熱することなく50
℃で１時間保持した。このプレポリマー100重量部を乾
燥窒素下で40ガロンの「ロス（Ross）HMD−40」ダブル
遊星形ミキサーに移した。ポリジメチルシリコーン（ダ
ウ・コーニング200）シリコーン液体、30,000cps5.33重
量部を添加し、そしてプレポリマー中へ混入した。次に
ガスを排除して、真空にした。この真空を窒素をもって
終了させ、そしてヒュームドシリカ（アエロシルＲ−97
4）3.98重量部、ポリ（エチレンオキシド）重合体ポリ
オックスＮ−10 2.18重量部および鉱油1.09重量部をプ
レポリマーに添加した。真空を再実施し、そしてこの混
合物を30秒間室温でブレンドした。生成物の粘度は600,
000cps（RVF型ブルックフィールド粘度計、4RPM、23
℃、＃７スピンドル）であった。この生成物は水分不浸
透性パッケージ内に包装した。この配合物をギプスに適
用したが、最小の粘着性をもって滑らかとなった。

実施例 ９ ギプス材料から成る円筒は、直径２−3/4インチを有
するジベルの周囲に試験用円筒を形成することにより調
製した。この試験用円筒は４インチ幅のキャスチングテ
ープの多巻回体であった。試験用円筒は４乃至５層の標
準ポリウレタン−ガラス繊維キャスチングテープをもっ
て調製された。試験用円筒の若干のものにおいては、実
施例８のポリウレタン補強用樹脂6gを４インチ円筒の長
さに沿って２インチ幅の帯として適用した。５ポンドの
発射体を２フィートの高さから、補強用樹脂が適用され
た領域上の円筒の頂部に落下させ、そしてこの円筒の保
全性をガラス繊維材料について各層のクラックおよび離
層を観察することにより決定した。各試験について３本
以上の円筒を供し、破損に至る発射体の落下回数を記録
し、かつその平均値を報告した。それらの結果を以下の
表中に示す。円筒Ａは４層のガラス繊維キャスチングテ
ープから補強用樹脂を伴わずに調製した。円筒Ｂは４層
のガラス繊維テープおよびこのテープが巻回される際
に、液状補強用樹脂6gをガラス繊維テープの第二層およ
び第三層間に適用することにより調製した。円筒Ｃは５
層のガラス繊維キャスチングテープから補強用樹脂を伴
わずに調製した。円筒Ｄは５層のガラス繊維テープおよ
びプレポリマー補強用材料6gをキャスチングテープの第
三層および第四層間に適用することにより調製した。そ
れらの試験結果は以下の表中に示す。

以下の表中、ポリウレタン補強用樹脂が適用された試
料において、それらの円筒は破損に先立ちより多くの衝
撃に耐えることができた。

表 試料 円筒を破壊するための衝撃回数 Ａ ３ Ｂ 11 Ｃ 20 Ｄ 42

【図面の簡単な説明】

第１図は点線で補強領域を示す脚ギプスの等角投影図、
第２図は第１図の矢印の方向に沿う第１図のギプスの一
部を示す横断面図、第３図はギプスに対するプレポリマ
ー補強材の適用を示す等角投影図、そして第４図はギプ
スを覆って分布する第３図で適用されたプレポリマーを
示す等角投影図である。 10……ギプス、11……補強領域、12……補強用プレポリ
マー、13,14……層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート・リージウン・サン アメリカ合衆国、07874 ニユージヤー ジイ州、スタンホープ、ヤング ドライ ブ ６

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリウレタンギプスが水で湿っている間
   に、前記ポリウレタンギプスに液体組成物を適用するポ
   リウレタンギプスの補強方法であって、 前記液体組成物は、当量比2.1乃至15.1の芳香族ポリイ
   ソシアネート及びポリオール、前記組成物の0.1乃至10
   重量％の触媒、前記組成物の0.7乃至7.5重量％の消泡
   剤、前記組成物の２乃至６重量％の増粘剤、前記組成物
   の0.5乃至２重量％の鉱油ならびに前記組成物の0.5乃至
   ３重量％の水溶性重合体を含んで構成され、 前記水溶性重合体は、分子量100,000乃至1,000,000を有
   するポリビニルピロリドンおよび反復構造単位（Ｏ−CH
   ₂CH₂）_ｎ（式中、ｎは前記水溶性重合体の分子量が50,0
   00乃至4,000,000となるような整数である）を有する重
   合体から選択され、 かつ、前記組成物の粘度は100,000乃至1,000,000cpsで
   ある、ポリウレタンギプスの補強方法。
2. 【請求項２】前記組成物が、補強すべきギプス表面の平
   方インチ当たり1/2乃至1gの割合で適用される特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】前記組成物の粘度が300,000乃至800,000cp
   sを有している特許請求の範囲第１項記載の方法。
4. 【請求項４】前記消泡剤がポリジメチルシロキサンであ
   る特許請求の範囲第１項記載の方法。
5. 【請求項５】前記増粘剤がヒュームドシリカである特許
   請求の範囲第１項記載の方法。
6. 【請求項６】前記水溶性重合体がポリ（エチレンオキシ
   ド）である特許請求の範囲第１項記載の方法。
7. 【請求項７】前記水溶性重合体が分子量100,000乃至3,0
   00,000を有する特許請求の範囲第６項記載の方法。
8. 【請求項８】液体組成物が充填され、一端に封止可能な
   開口部を備える、容量約59.2乃至約473.6ミリリットル
   の水分不浸透性容器であって、 前記液体組成物は、当量比2.1乃至15.1の芳香族ポリイ
   ソシアネート及びポリオール、前記組成物の0.1乃至10
   重量％の触媒、前記組成物の0.7乃至7.5重量％の消泡
   剤、前記組成物の２乃至５重量％の増粘剤、前記組成物
   の0.5乃至２重量％の鉱油ならびに前記組成物の0.5乃至
   ３重量％の水溶性重合体を含んで構成され、 前記水溶性重合体は、分子量100,000乃至1,000,000を有
   するポリビニルピロリドンおよび反復構造単位（Ｏ−CH
   ₂CH₂）_ｎ（式中、ｎは前記水溶性重合体の分子量が50,0
   00乃至4,000,000となるような整数である）を有する重
   合体から選択され、 かつ、前記組成物の粘度は100,000乃至1,000,000cpsで
   あり、前記組成物は4:1乃至16:1の泡上昇比で発泡可能
   である、水分不浸透性容器。
9. 【請求項９】前記組成物の粘度が300,000乃至500,000cp
   sである特許請求の範囲第８項記載の容器。
10. 【請求項１０】前記消泡剤がポリジメチルシロキサンで
    ある特許請求の範囲第８項記載の容器。
11. 【請求項１１】前記増粘剤がヒュームドシリカである特
    許請求の範囲第８項記載の容器。
12. 【請求項１２】前記水溶性重合体がポリ（エチレンオキ
    シド）である特許請求の範囲第８項記載の容器。
13. 【請求項１３】前記水溶性重合体が分子量100,000乃至
    3,000,000を有する特許請求の範囲第８項記載の容器。