JP2671043B2 - 低粘着性を有する樹脂被覆物品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、樹脂被膜に混合された無極性滑剤を有する
水硬化性樹脂被覆シートからなり、長期間にわたって低
い粘着性を示す物品の製造方法に関する。本発明の方法
によって製造された物品は、そのように限定されるもの
ではないが、整形外科用キャスト（型ないしギプス）も
しくは包帯を調製するためのテープ材料の形態に製造さ
れたときに特に有用である。

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕

従来、整形外科用の注型テープ（キャストテープ）は
市販されており、これはガラス繊維、ポリエステル、あ
るいは同様の合成もしくは天然布の支持体上に硬化性樹
脂被膜を被覆してなるものである。水は樹脂プレポリマ
ーの硬化開始において簡便に使用される媒体であるた
め、このタイプの整形外科用テープのために水硬化性ウ
レタンプレポリマーを使用することはよく知られてい
る。

水と接触させることによって開始されるプレポリマー
の硬化後、樹脂は硬化するまでに非常に粘着性のあるも
のとなり、従って生体部材のまわりにキャストを成形す
ることが困難になる。この問題を解決すべく、従来、樹
脂被覆テープもしくはシート材料の粘着性を低減するた
めに種々の材料を用いることが提案されている。

1963年５月にピケ（Pike）に発行された米国特許第3,
089,486号明細書には、メタクリレート重合体で補強さ
れた整形外科用構造体を形成する際に、粘着性低減剤と
して密ろうを用いることが開示されている。

1971年12月にボードマン（Boardman）に発行された米
国特許第3,630,194号明細書には、水硬化性である固形
ビニル単量体を担持する柔軟性材料からなる整形外科用
包帯が開示されている。粘着性を低減し、硬化の間の温
度上昇を緩和するために、硫酸カルシウム、炭酸カルシ
ム、ベントナイト、あるいはシリカなどの無機充填剤が
添加されている。

1984年６月にロゥフェンバーグら（Laufenberg et a
l.）に発行された米国特許第4,454,873号明細書には、
熱可塑性樹脂と粘着防止剤として適用されたポリエチレ
ンオキサイドを有する整形外科用包帯が開示されてお
り、ポリエチレンオキサイドは材料外表面への被膜の形
態にあるか、あるいは樹脂中に存在する。粘着性を低減
するためにタルクも添加できる。

1987年５月にショルツら（Scholz et al.）に発行さ
れた米国特許第4,667,661号明細書には、その表面に滑
剤を有する水硬化性樹脂被覆シートからなる整形外科用
包帯として有用な硬化性樹脂被覆シートが開示されてお
り、滑剤は親水性であり、シート材料の被覆面の銅摩擦
係数を約1.2未満に減少させるに充分な量存在する。滑
剤は、樹脂に結合でき、あるいはそれらに添加できる種
々の材料から選択できると記載され、スルホネート類、
ポリオール、ポリエトキシ化脂肪アルコール、アルキル
硫酸塩界面活性剤や、アクリルアミド、ビニルピロリド
ン、ビニルアセテートなどのエチレ性不飽和単量体の繰
返し単位を有する重合体、ポリシロキサン、及びポリエ
チレンオキサイド類が挙げられている。好ましくは、樹
脂は水硬化性イソシアネート官能プレポリマーである。

上記米国特許第4,667,661号には、疎水性材料が当
初、滑剤として検討されたが、このような材料は粘着性
の一時的な減少を与えるのみであると述べられている。
さらに詳しくは、コーン油、鉱油、ヘキサデカンなどの
炭化水素及びモーター油が非粘着性及び滑らかな感触の
表面を与えるが、平均して、滑り効果は、“明らかに樹
脂中への滑剤の溶解のために"1日〜１週間だけで終わっ
てしまう。これに反して、シリコーンをベースにした流
体は、キャストの他の特性に影響を及ぼすことなく樹脂
の粘着性を減少し、また高温においてさえも樹脂の表面
に残存していた（第８欄47行目〜第９欄２行目）。

整形外科用包被あるいはキャストにおける添加剤の使
用に関する他の特許としては、米国特許第3,043,298
号、第3,763,858号及び英国特許出願第2,092,606号があ
る。

この分野における使用に適している水硬化性樹脂とし
ては、ポリウレタン、シアノアクリレートエステルなど
が米国特許第4,131,114号、第4,411,262号及び第4,502,
479号に開示されている。

整形外科用包帯あるいはキャストとして使用される硬
化性樹脂被覆シートもしくはテープ材料の調製に関する
従来技術の数多くの提案にも拘らず、長期間の保存寿命
を有し、粘着性の低減に安価な無毒性の滑剤を利用し、
シート材料に適用するために樹脂プレポリマーと滑剤の
簡単な混合により調製できるような製品についての依然
として明確なニーズがある。

従って、本発明の主たる目的は、低い表面粘着性を有
する水硬化性樹脂被覆シートを製造する方法を提供する
ことにある。

さらに本発明の目的は、整形外科用キャストを生体部
材に適用する方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明によれば、水硬化性樹脂プレポリマーに無極
性、疎水性滑剤を上記プレポリマーと相溶性以上の過剰
量添加し、上記樹脂と滑剤の不安定混合物を形成するに
だけ充分な時間撹拌し、直ちに上記混合物をシートに塗
布し、上記滑剤を少なくとも部分的に上記混合物の表面
に移行させ、それによって低い表面粘着性を有し、かつ
水に接触したときにそれ自身結合する能力を有する樹脂
被覆シートを得ることを特徴とする低表面粘着性を有す
る水硬化性樹脂被覆シートの製造方法が提供される。

さらに本発明によれば、被膜中でプレポリマーの形態
にある樹脂約98〜約60重量部とこれと不安定混合物の状
態にある無極性、疎水性滑剤約２〜約40重量部を含有す
る水硬化性樹脂被覆シートの硬化を開始させ、硬化開始
後上記シートを生体部材に巻きつけて包み、上記生体部
材のまわりを包んだシートを成形し、それによって上記
樹脂の硬化の際に上記シートの各層を互いに結合せしめ
ることを特徴とする生体部材への整形外科用キャストの
適用方法が提供される。

本発明の好適な実施においては、水硬化性樹脂はイソ
シアネート官能プレポリマー（例えばウレタン）であ
り、無極性滑剤は、鉱油、パラフィンワックス、マイク
ロクリスタリンワックス、植物油、動物油、水素化油及
びそれらの混合物である。好ましくは、約８〜約20重量
部の滑剤が約92〜約80重量部の樹脂プレポリマーに混合
される。

〔発明の作用及び効果〕

不粘着性表面を与えるコーン油、鉱油、炭化水素及び
モーター油などの材料の一時的効果について記載する米
国特許第4,667,661号の教示に反して、本発明者らの研
究によると、滑剤が樹脂と相溶性であるあるいは可溶性
である以上の過剰量添加されれば、また、これが支持体
に被覆する直前に樹脂プレポリマーと混合され、混合が
不安定混合物を形成するにだけ充分な比較的短時間行な
われ、その結果、樹脂被覆テープもしくはシートの表面
に滑剤が分離及び移行するようにすれば、このような滑
剤は少なくとも約１年までの期間は有効であり、永続性
があるということが見い出された。

本発明は、このような新規な知見に基づきなされたも
のである。理論に縛られるつもりではないが、短時間の
混合及び結果として生ずる混合物の不安定性並びに滑剤
の樹脂プレポリマーに対する不相溶性が、貯蔵の間、そ
の後の樹脂中への滑剤の溶解あるいは吸収を小さくする
と考えられる。さらに、混合物中に滑剤が比較的高い比
率で存在するため、その幾らかは樹脂中に永久に吸収さ
れるけれども、少なくとも滑剤の一部は表面上に残存す
ることが確保される。

このようにして、長期間にわたって低い表面粘着性を
有し、かつ水に接触したときにそれ自身結合す能力を有
する水硬化性樹脂被覆シートもしくはテープを、極めて
簡単に製造することができる。得られた水硬化性樹脂被
覆シートもしくはテープは、粘着性の低減に安価な無毒
性の滑剤を利用し、また保存寿命が長いため、整形外科
用のキャスト（型）もしくは包被材料として極めて有用
であり、またその適用も極めて簡単である。

〔発明の態様〕

好適な樹脂はイソシアネート官能プレポリマーであ
り、これは前記米国特許第4,131,114号、第4,411,262号
及び第4,502,479号に記載のように調製できる。これら
の特許明細書の開示内容は、本明細書中に引用加入す
る。

さらに詳しくは、ウレタンプレポリマーはポリイソシ
アネート類とポリオール類を2:1〜12:1、好ましくは3:1
〜5:1の当量比で反応させることによって調製できる。
好適な芳香族ポリイソシアネート類としては、トリレン
ジイソシアネート及びジフェニルメタンジイソシアネー
トが挙げられる。好適なポリオール類としては、ポリエ
ーテル及びポリエステルポリオール類、及びポリエチレ
ンエーテルグリコール類、ポリテトラメチレンエーテル
グリコール類、ポリカプロラクトンジオール類、ポリプ
ロピレンエーテルグリコール及びブタンジオールなどの
ジオール類が挙げられる。

好適なアミン系触媒は約0.05〜約10重量％の範囲の量
で用いられる。公知のタイプの安定剤は約0.01〜約１重
量％の量的割合で、また通常の抑泡剤も約0.05〜約１重
量％の量的割合で添加することができる。

好適な滑剤は、鉱油、比較的低融点のワックス類、室
温において液体である植物油又は動物油、及びそれらの
混合物である。室温で通常固形であるワックスが用いら
れる場合には、室温で液体の滑剤を与えるようにワック
スを鉱油に溶解することが好ましい。しかしながら、固
形滑剤を用い、樹脂と混合するときにそれを溶融するこ
とも本発明の範囲内にある。

滑剤の樹脂プレポリマーとの混合は、混合物中に気泡
を連行しないタイプの通常の混合装置を用いて行なわれ
る。

約２〜約40重量部の滑剤が約98〜約60重量部の樹脂プ
レポリマーと混合される。好ましくは、約８〜約20重量
部の滑剤が混合される。本発明の方法において有効な滑
剤の量は、樹脂プレポリマーの新油性に依存する。上述
したタイプの好適なイソシアネートプレポリマーを用い
たときには、約３％の滑剤がこれと相溶性である。従っ
て、３％以上、好ましくは少なくとも約８％がこのよう
な樹脂と共に用いられる。

各々10、12.5、17.5、20,22、25、及び30重量部の鉱
油を用いて配合物を調製したが、これらの配合物は、水
との接触により硬化が開始したときに充分満足し得る粘
着性と取扱適性を有することが確認された。50重量部の
鉱油を用いた試験では、不充分な取扱適性を示した。

この分野において常用の添加剤もまた比較的少量で添
加することができ、例えば、樹脂プレポリマー及び滑剤
に対して不活性であり、また患者の皮膚に対して無毒性
で無刺激性であるタルク、炭酸カルシウム及び他の材料
などである。

キャストを形成するために材料を包被しまた成形する
ときには、樹脂がくっ付かないようにポリエチレン製手
袋を用いることが好ましい。

〔実 施 例〕

本発明の方法に従って調製したテープと従来市販され
ているテープについて粘着性の比較試験を行なった。結
果を後掲する表に示す。試験の10ケ月前に調製されたサ
ンプル２が、試験の約１週間前に調製されたサンプル１
と同じ粘着性を示したということは重要である。

本発明の方法に従って作成されたサンプル１及び２
は、市販品のいずれよりもはるかに低い粘着性を示し
た。

試験は、ワイヤによってスケールに連結されたポリエ
チレン包被実験室用ストッパーを用いて行なった。ポリ
エチレンストッパーの底部表面積は0.644in²（4.155c
m²）であった。操作手順は、注型テープを水に浸し、絞
り、次いでサンプルを直径２インチ（5.08cm）のマンド
レル上に巻きつけた。次いで、ポリエチレン被覆ストッ
ッパーの底部を硬化しているキャストに押し付け、スケ
ールと共に引き戻し、硬化が注目されている間、最高ス
ケールを読み取った。次の試験の前にポリエチレンカバ
ーに付着している全ての樹脂を除去した。結果は、硬化
の間キャストから被覆ストッパーを分離するのに要する
lb/in²として計算した。

本発明の方法に従って整形外科用キャストに作られる
成形テープが水に浸漬することによって硬化開始された
とき、テープは充分満足して取り扱われ、ポリエチレン
製手袋に粘着しない滑らかな表面を示し、また積層され
た各層は硬化に際して互いに結合した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ローレンス、バイロン、スミス アメリカ合衆国、33407 フロリダ、ウ エスト・パーム・ビーチ、チャーター・ ウェイ 226 (72)発明者 ハロルド、エドブリッジ、ガーレイ アメリカ合衆国、01938‐1673 マサチ ューセッツ、イプスウィッチ、イプスウ ィッチ・ウッズ・ドライブ24

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水硬化性樹脂プレポリマーに無極性、疎水
   性滑剤を上記プレポリマーと相溶性以上の過剰量添加
   し、上記樹脂と滑剤の不安定混合物を形成するにだけ充
   分な時間撹拌し、直ちに上記混合物をシートに塗布し、
   上記滑剤を少なくとも部分的に上記混合物の表面に移行
   させ、それによって低い表面粘着性を有し、かつ水に接
   触したときにそれ自身結合する能力を有する樹脂被覆シ
   ートを得ることを特徴とする低表面粘着性を有する水硬
   化性樹脂被覆シートの製造方法。
2. 【請求項２】前記樹脂約98〜約60重量部に対して前記滑
   剤約２〜約40重量部が混合される請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】前記樹脂がイソシアネート官能プレポリマ
   ーである請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】前記樹脂約92〜約80重量部に対して前記滑
   剤約８〜約20重量部が混合される請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】前記無極性滑剤が、鉱油、パラフィンワッ
   クス、マイクロクリスタリンワックス、植物油、動物
   油、水素化油及びそれらの混合物からなる群から選ばれ
   たものである請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】被膜中でプレポリマーの形態にある樹脂約
   98〜約60重量部とこれと不安定混合物の状態にある無極
   性、疎水性滑剤約２〜約40重量部を含有する水硬化性樹
   脂被覆シートの硬化を開始させ、硬化開始後上記シート
   を生体部材に巻きつけて包み、上記生体部材のまわりを
   包んだシートを成形し、それによって上記樹脂の硬化の
   際に上記シートの各層を互いに結合せしめることを特徴
   とする生体部材への整形外科用キャストの適用方法。
7. 【請求項７】前記滑剤が、鉱油、パラフィンワックス、
   マイクロクリスタリンワックス、植物油、動物油、水素
   化油及びそれらの混合物からなる群から選ばれたもので
   ある請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】前記樹脂がイソシアネート官能プレポリマ
   ーである請求項６記載の方法。
9. 【請求項９】前記滑剤が前記混合物の約８〜約20重量部
   である請求項６記載の方法。