JPH04220255A - 装具用シートおよび装具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外科や整形外科やリハビ
リテーションにおいて使用する体幹装具、上肢装具や下
肢装具、特に短下肢、長下肢や膝などの装具として好適
に使用しうる固定性と可動性を兼ね備え、かつ身体への
装着性と耐久性に優れた装具用シートおよび装具に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装具用の素材としては古くから
金属や皮や布が使用されてきたが、重くて外観が悪く、
錆びたり、不潔になりやすいなどの欠点がある一方、近
年になって高分子技術の進歩に伴って上記の欠点を解決
する熱可塑性樹脂が多用されてきている。熱可塑性樹脂
材料には、軽量で外観が良く、錆びることがなく、汚れ
がつきにくくて清潔であって、可撓性があり、加熱によ
り形の調整がある程度可能であり、さらに製造にさいし
ては患者から採型した石膏などの陽性モデルに正確に合
致した形状が得られるなどの利点がある。

【０００３】熱可塑性樹脂を主要素材とする装具の製作
法としては、患者から採型した陽性モデルにオーブン中
で加熱軟化された熱可塑性樹脂シートをかぶせ、陽性モ
デルと熱可塑性樹脂シートとの間の空気を吸引して密着
させて成形する真空成形法と、患者から採型した陽性モ
デルにオーブン中で加熱軟化された熱可塑性樹脂シート
をかぶせ、手しぼりにより密着させて成形する手技成形
法がある。

【０００４】従って、これに使用される素材としては、
身体への装着時に要求される引張特性、曲げ特性、ある
いは引裂強度、耐屈曲性などに代表される本来の特性と
ともに、製造時、特に加熱軟化時における取扱いの容易
なものが望まれている。これらを考慮して、使用される
熱可塑性樹脂は患者の症状や適用部位によって素材が異
なるが、主に超高分子量ポリエチレン、高密度ポリエチ
レン、ポリプロピレンなどが用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリプ
ロピレンなどの熱可塑性ポリオレフィン系樹脂と金属と
を機械的な特性で比較すると、金属の場合には強度が大
きく、しかも装具として使用する場合に継手を使用する
ことにより可動性も優れているのに対し、熱可塑性ポリ
オレフィン系樹脂を関節を含む部位などに使用する場合
には強度が弱く、固定性が十分でなく、しかも可動性を
要する継手部としての機能も十分ではない。例えば、熱
可塑性樹脂製靴べら式短下肢装具は、歩行のみならず日
常生活動作においても使用されるが、しゃがみ込み動作
や階段昇降動作時のように足関節背屈を要求される動作
には生理的関節軸とのずれによる動作時の違和感、繰り
返し応力による破損などの問題がある。

【０００６】強度を強くするためにに樹脂シートを厚く
すると、足関節などの固定性は向上するが、継手部に相
当する部分での可動性を失うばかりか、重量の増加を来
たし、着装感の不満は増長される。また、かさ高になる
ことにより市販されている既製の靴を履くことができな
くなる欠点があった。

【０００７】そこで、固定性と可動性という相反する要
求特性をバランスよく満足させるために柔軟性と弾力性
に富み、しかも製造の容易な素材が求められていた。

【０００８】かかる事情に鑑み、本発明は、装具の製造
が容易で、使用時における関節等の固定性と可動性の兼
ね合いが優れ、装着性と耐久性に優れた装具用シートお
よび装具を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による融
点が１３０〜１９０℃で、反発弾性率（ＪＩＳ　　Ｋ　
　６３０１）が４０〜８０％、表面硬度ショアＤ（ＡＳ
ＴＭ　　Ｄ　　２２４０）が２５〜６０、曲げ弾性率（
ＡＳＴＭ　　Ｄ　　７９０）が２００〜３５００ｋｇ／
ｃｍ２、引張破断強度（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　６３８）が
１００ｋｇ／ｃｍ２以上および引裂強度（ＡＳＴＭ　　
Ｄ６２４）が７０ｋｇ／ｃｍ２以上である熱可塑性ポリ
アミド樹脂によりシート状に形成されていることを特徴
とする装具用シートおよび示差走査熱量測定（ＤＳＣ）
による融点が１３０〜１９０℃で、反発弾性率（ＪＩＳ
　　Ｋ　　６３０１）が４０〜８０％、表面硬度ショア
Ｄ（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　２２４０）が２５〜６０、曲げ
弾性率（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　７９０）が２００〜３５０
０ｋｇ／ｃｍ２、引張破断強度（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　６
３８）が１００ｋｇ／ｃｍ２以上および引裂強度（ＡＳ
ＴＭ　　Ｄ　　６２４）が７０ｋｇ／ｃｍ以上である熱
可塑性ポリアミド樹脂により人体に装着可能に形成され
ていることを特徴とする装具である。

【００１０】本発明によれば、熱可塑性ポリアミド樹脂
の優れた成形性と化学的性質および機械的性質を利用す
るとともに、融点、反発弾性率、表面硬度、曲げ弾性率
、引張破断強度、および引裂強度を特定の範囲に設定す
ることにより、製造が容易で、使用時における関節等の
固定性と可動性の兼ね合いが優れ、装着性と耐久性に優
れた装具用シートおよび装具を得ることができる。

【００１１】本発明における熱可塑性ポリアミド樹脂は
、一般にポリアミド系熱可塑性エラストマーと言われて
いるもので、化学構造としてハードセグメントがポリア
ミド成分よりなるマルチブロック共重合体である。

【００１２】一般的にはハードセグメントにポリアミド
６、ポリアミド６−６、ポリアミド１１、ポリアミド１
２などを用い、ソフトセグメントに非晶性でガラス転移
点（Ｔｇ）の低いポリマーを用いている。ソフトセグメ
ントにポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポ
リオキシテトラメチレン等のポリエーテルを用いたポリ
エーテルアミド型と、ソフトセグメントがポリアミドオ
リゴマーのエステル化による高分子量化エステルで構成
されるポリエステルアミド型がある。

【００１３】これらのハードセグメントのポリアミドの
種類、ソフトセグメントのポリエーテルあるいはポリエ
ステルの種類、ハードセグメントとソフトセグメントの
割合を選択することにより本発明の目的に適合した種々
の性質のエラストマーを得ることができる。

【００１４】本発明の目的を達成するために、本発明に
おける熱可塑性ポリアミド樹脂を単独で用いることもで
きるだけでなく、種々のポリマーをブレンドすることに
より、熱可塑性ポリアミド樹脂が重量比で７０％以上の
主成分である組成物としても差し支えない。

【００１５】例えば、装具用シートの成形加工温度を下
げ、そのさいの樹脂の流動性を調節するために、ポリア
ミド系熱可塑性エラストマーを主成分とし、熱可塑性ポ
リオレフィン系樹脂を従成分としてブレンドすることも
できる。この場合、熱可塑性ポリオレフィン系樹脂とし
て例えばポリアミドと相溶性の良い、ポリオレフィンま
たはオレフィン系共重合体に不飽和ジカルボン酸無水物
を共重合またはグラフト重合して得られる酸無水物含有
オレフィン系共重合体などを用いることができる。

【００１６】本発明における熱可塑性ポリアミド樹脂の
示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による融点は、患者から採
型した陽性モデルにオーブン中で加熱軟化された熱可塑
性ポリアミド樹脂シートをかぶせる成形時における加熱
軟化させる温度設定の目安となるものである。

【００１７】本発明における熱可塑性ポリアミド樹脂の
融点が低いほど、装具の製造時の作業は好都合であるが
、１３０℃より低い場合は、熱変形温度（ＡＳＴＭ　　
Ｄ　　６４８）やビカット軟化点（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　
１５２５）が１００℃以下となり、装具を装着したまま
での患者の入浴や熱湯による装具の消毒、殺菌、洗浄の
際に可塑変形や部分的な流動を引き起こす恐れがある。 また、熱可塑性ポリアミド樹脂の融点が１９０℃より高
い場合には、装具の耐熱性は向上するが、作業性、安全
性が損なわれる。装具の耐熱性と製造時の作業性を考慮
に入れるならば、さらに望ましい範囲は１５０℃〜１８
０℃である。

【００１８】熱可塑性ポリアミド樹脂の反発弾性率（Ｊ
ＩＳ　　Ｋ　　６３０１）および曲げ弾性率（ＡＳＴＭ
　　Ｄ　　７９０）は、装具が歩行などの動作時に加え
られた外からの仕事による変形の復元性の目安となるも
のである。患者の疾患部位、疾患による変形の度合い、
年齢、体力等によって決定されるべきであるが、本発明
における熱可塑性ポリアミド樹脂の反発弾性率は４０％
〜８０％が必要であり、好ましくは５０％〜７０％であ
る。本発明における熱可塑性ポリアミド樹脂の曲げ弾性
率は、２００〜３５００ｋｇ／ｃｍ２が必要であり、好
ましくは３００〜２５００ｋｇ／ｃｍ２である。

【００１９】本発明における熱可塑性ポリアミド樹脂に
要求される表面ショア硬度Ｄ（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　２２
４０）は、患部の変形の矯正あるいは患部の局所的な固
定、支持または免荷の要求度合いによって決定されるが
、２５〜６０であることが必要であり、好ましくは３５
〜５５である。

【００２０】本発明における熱可塑性ポリアミド樹脂の
引張破断強度（ＡＳＴＭＤ　　６３８）および引裂強度
（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　６２４）は装具の耐久性に反映さ
れ、患者の年齢、休力、性別等を考慮にいれて選択され
るべきであるが、引張破断強度は１００ｋｇ／ｃｍ２以
上、引裂強度で７０ｋｇ／ｃｍ以上は必要である。なお
、引張破断強度は５００ｋｇ／ｃｍ２以下、引裂強度は
２５０ｋｇ／ｃｍ以下であることが実用上望ましい。

【００２１】本発明における熱可塑性ポリアミド樹脂に
より形成された装具は身体への適応部位として足関節周
辺に適用する短下肢装具として機能的に使用されるが、
それに限定されず、例えばより柔軟な機械的物性の設計
をすることによって上肢装具や手部指装具として、また
より剛直な設計によって体幹装具としても機能を発揮す
ることができる。

【００２２】本発明における熱可塑性ポリアミド樹脂に
より成形された装具用シートおよび装具には、熱安定剤
、酸化防止剤、顔料剤を加えてもよい。また、ガラス繊
維、金属繊維、炭素繊維のような繊維系強化剤、タルク
、炭酸カルシウム、マイカのようなフィラー系補強剤を
加えてもよい。

【００２３】本発明の熱可塑性ポリアミド樹脂に前記添
加剤や補強剤等を混合する方法は公知のいかなる方法で
行ってもよい。例えば各成分の粒状物をＶ型ブレンダー
、へンシェルミキサー、スーパーミキサーやニーダーで
混合し、これで直接シートまたは射出等の成形をするか
または押出機、ニーダー、インテンシブミキサーなどで
混合しチップ化し、これを成形してもよい。いずれにし
ても樹脂組成比、望まれる製品の形や性質に応じて適当
な方法を採用すればよい。

【００２４】本発明の装具用シートの製造方法としては
、一般的にはシート押出機による押出成形により製造さ
れる。装具用シートより装具を製造する方法としては、
装具用シートを加熱軟化せしめ、陽性モデル等にかぶせ
、装具用シートと陽性モデルとの間の空気を吸引したり
、装具用シートの外面から流体圧、人力、機械力をかけ
て密着せしめて成形する。さらに、装具の成形法として
はシート押出機により押出成形された装具用シートが冷
却される前にブロー成形、プレス成形、真空成形などの
各種の成形を施したり、あるいは射出成形などの成形法
により直接に成形してもよい。この場合には、あらかじ
め、ある程度装具としての形状が付与された既製的な形
状をとり、患者に適用する際に装着性を修正することも
可能である。

【００２５】装具用シートおよび装具の厚さは、特に限
定されるものではないが、１〜５ｍｍ、好ましくは２〜
４ｍｍが実用上適当である。

【００２６】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００２７】

【実施例】実施例１ 熱可塑性ポリアミド樹脂（ＤＳＣによる融点が１６０℃
、反発弾性率（ＪＩＳＫ６３０１）６６％、表面硬度シ
ョアＤ（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　２２４０）４７、曲げ弾性
率（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　７９０）１３５０ｋｇ／ｃｍ２
、引張破断強度（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　６３８）２１０ｋ
ｇ／ｃｍ２、引裂強度（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　６２４）１
３０ｋｇ／ｃｍ）としてダイアミドＥ４７ＭＳ３（ダイ
セルヒュルス社製）のチップをダイ幅６００ｍｍのシー
ト押出機により押出し、５００ｍｍ×５００ｍｍ×厚さ
３ｍｍのシートを得た。

【００２８】このシートをオーブンにて１８０℃、１０
分加熱し軟化させ短下肢装具用の石膏陽性モデルにて手
しぼりによって成形したところ、シートをオーブンより
取り出す際の垂れも少なく取扱いも比較的容易で２〜２
．５ｍｍの範囲の厚みの装具が再現性よく得られた。

【００２９】この装具に修正、トリミングを加え、中度
の内反尖足を認める患者に装着したところ、適度の固定
により足尖部の引きずりが改善され、歩容が安定し、弾
性のある可動性のためにしゃがみ込み動作が容易となっ
た。また、装具を装着して市販の靴を履くことができ、
外出が可能となった。

【００３０】実施例２ 熱可塑性ポリアミド樹脂（ＤＳＣによる融点１４０℃、
反発弾性率（ＪＩＳＫ６３０１）７０％、表面硬度ショ
アＤ（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　２２４０）３５、曲げ弾性率
（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　７９０）３００ｋｇ／ｃｍ２、引
張破断強度（ＡＳＴＭＤ　　６３８）３４７ｋｇ／ｃｍ
２、引裂強度（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　６２４）７５ｋｇ／
ｃｍ）としてペバックス３５３３ＳＮ００（東レ株式会
社製）のチップをダイ幅６００ｍｍのシート押出機によ
り押出し、５００ｍｍ×５００ｍｍ×厚さ３ｍｍのシー
トを得た。

【００３１】このシートをオーブンにて１６０℃、１０
分加熱し軟化させ、短下肢装具用の小児用石膏陽性モデ
ルにて真空成形によって成形したところ、２〜２．５ｍ
ｍの範囲の厚みの装具が再現性よく得られた。

【００３２】この小児用装具にトリミングを加え、軽度
の内反尖足を認める患者に装着したところ、実施例１の
装具よりも柔軟性が増したために容易に小児に適用する
ことができた。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、特定の条件限定の物性を有することにより弾
性力と柔軟性をバランス良く兼ね備えた熱可塑性ポリア
ミド樹脂を使用することにより、製造が容易で、しかも
固定性と可動性という相反する要求性能を満足させる装
具用シートおよび装具の提供が可能となる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による融
   点が１３０〜１９０℃で、反発弾性率（ＪＩＳ　　Ｋ　
   　６３０１）が４０〜８０％、表面硬度ショアＤ（ＡＳ
   ＴＭ　　Ｄ　　２２４０）が２５〜６０、曲げ弾性率（
   ＡＳＴＭ　　Ｄ　　７９０）が２００〜３５００ｋｇ／
   ｃｍ２、引張破断強度（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　６３８）が
   １００ｋｇ／ｃｍ２以上および引裂強度（ＡＳＴＭ　　
   Ｄ　　６２４）が７０ｋｇ／ｃｍ以上である熱可塑性ポ
   リアミド樹脂によりシート状に形成されていることを特
   徴とする装具用シート。
2. 【請求項２】　　示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による融
   点が１３０〜１９０℃で、反発弾性率（ＪＩＳ　　Ｋ　
   　６３０１）が４０〜８０％、表面硬度ショアＤ（ＡＳ
   ＴＭ　　Ｄ　　２２４０）が２５〜６０、曲げ弾性率（
   ＡＳＴＭ　　Ｄ　　７９０）が２００〜３５００ｋｇ／
   ｃｍ２、引張破断強度（ＡＳＴＭ　　Ｄ　　６３８）が
   １００ｋｇ／ｃｍ２以上および引裂強度（ＡＳＴＭ　　
   Ｄ　　６２４）が７０ｋｇ／ｃｍ以上である熱可塑性ポ
   リアミド樹脂により人体に装着可能に形成されているこ
   とを特徴とする装具。