JPH08510671A

JPH08510671A - 撥水性整形外科包帯

Info

Publication number: JPH08510671A
Application number: JP7500729A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．カンパーニャ，アンソニー; エー．アースフェルド，ディーン; シー．サンドビッグ，ティモシー; ティー．ショルツ，マシュー
Original assignee: ミネソタマイニングアンドマニュファクチャリングカンパニー
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1994-05-16
Publication date: 1996-11-12
Also published as: EP0707497A1; CN1124458A; CA2162372A1; WO1994027648A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、柔らかく、なめらかで、変形可能で、通気性の、疎水性布から作られた撥水性包帯を提供する。本布は、ポリマーとフルオロケミカル・オキサゾリジノンの押出しブレンドのポリマー繊維を含む。これらの押出し繊維は、不織、編み又は織り布を作るために使用されることができる。本発明に係る包帯は、皮膚と接するときに特に有用である。なぜなら、本包帯は、撥水性、かつ、よごれ抵抗性であるが、空気と水蒸気がその包帯を通過することを許容するからである。

Description

【発明の詳細な説明】撥水性整形外科包帯関連出願についてのクロス・リファレンス本出願は、放棄された、1988年９月９日出願の米国特許出願逐次番号第07/242 ,120号の継続である、係属中の、1991年５月17日出願の米国特許出願逐次番号第 07/703,038号の一部継続である、1993年６月１日出願の米国特許出願逐次番号第 08/069,868号の一部継続である。背景本発明は、一般的に、医療用包帯に、そして特に、ギプス材料と共に使用される整形外科用包帯、例えば詰物（padding）及びメリヤス（stockinettes）に関する。本発明に係る包帯は、皮膚に接触するとき特に有用である。なぜなら、本包帯は、撥水性、かつ、よごれ抵抗性（soil resistant）であるが、その包帯を空気と水蒸気が通過することを許容するからである。本発明の包帯を作るために使用される製造方法は、1991年５月17日に出願された同時係属中の米国特許出願逐次番号第07/703,038号中に記載されている。発明の要約本発明は、撥水性整形外科包帯を提供する。本包帯は、柔らかく、なめらかで、変形可能で、通気性の、疎水性布から作られる。この布は、熱可塑性ポリマーとフルオロケミカル・オキサゾリジノンの押出しブレンドのポリマー繊維を含む。これらの押出し繊維は、ギプス又は副木詰物内での使用に特に合った不織布を作るために使用されることができる。あるいは、これらの繊維は、編布又は織布を作るために使用されることができるヤーンに紡がれることができる。押出し繊維から作られた編布は、メリヤス及び管状メリヤスにおける使用に特に合う。予想外に、本押出し繊維から作られた包帯は、米国特許第4,989,593号中に記載されるように撥水材料、例えばフルオロケミカルによって処理されただけの表面である類似の包材に比較したとき有意に柔らかく、なめらかで、そしてより変形可能である。本包帯の強化された触覚特性は、患者の皮膚と直接に接することができる撥水性布を提供し、そしてその患者への強化された快適さとその皮膚への減少された刺激の両方を提供する。さらに、上記押出し繊維（extruded fibers）の加工性及び／又は性能は、親水性の静電気防止潤滑剤とフルオロケミカル撥水剤によるその繊維の処理又はコーティングにより強化されることができる。本発明の態様においては、この親水性潤滑剤は、その繊維の加工を助け、一方、このフルオロケミカル撥水剤は、改良された初期耐水性を与える。本繊維を作るために使用される好ましい熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリエステル、例えばポリエチレン・テレフタレート、並びにそのブレンド又はコポリマーを含む。特に好ましいポリマーは、オキサゾリジノンの分解を伴わずにフルオロケミカル・オキサゾリジノンとのそのポリマーの溶融ブレンドを許容するのに十分に低い温度において融解する。他のポリマーは、低溶融非反応性相溶性ポリマーを含む。ポリエチレン及びポリプロピレンが現在最も好ましいポリマーである。好適なオキサゾリジノンは、本明細書中に引用により取り込む米国特許第5,02 5,052号中に記載されている。（3M，St．Paul，MNから入手可能な）好ましいフルオロケミカル・オキサゾリジノンは、以下の式により図示される。（本明細書中ODOXという）この好ましいオキサゾリジノンは、報告された方法に従って製造される。簡単に言えば、パーフルオロアルキルスルホンアミド、C₈ F₁₇SO₂N（CH₃）Hをエピクロロヒドリンと反応させて、クロロヒドリン、C₈F₁₇SO₂ N（CH₃）CH₂CH（CH₂Cl）OHが提供される。このクロロヒドリンを次にオクタデシルイソシアネートC₁₈H₃₇NCOと反応させて、塩基の存在中環化する中間体ウレタンを提供して上揚のオキサゾリジノンが提供される。本発明において使用するための繊維を製造するために、上記ポリマーとフルオロケミカル・オキサゾリジノンを溶融ブレンドし、そして次に公知の設備及び方法を使用して繊維にエクストルードして約0.1〜10.0重量％の間の、そしてより好ましくは約0.3〜3.0重量％の間のオキサゾリジノンを有する繊維を提供する。これらの繊維を次に公知の手順を使用して織り、織り又は編み布を製造する。さらに、クリンプされ、そしてオーブン乾燥された押出し繊維を静電防止潤滑剤とフルオロケミカル撥水剤の混合物によりコートし、そして次に公知の方法を使用して使用されるべきステープル・ファイバーに切断して不織、織り又は編み布を製造する。詳細な説明整形外科ギプス及び副木は、その荷重耐性ギプス材料と患者の皮膚との間に適用される詰物の柔らかい層と共に使用される氷硬化性樹脂含浸ギプス材料から作られることができる。この詰物は、その皮膚に対する緩衝及び保護を提供するために使用され、そして快適で、適用が容易で、非刺激性で、さらに速乾性であることが好ましい。ギプスを作るとき、一般的には、伸縮性の編物管状メリヤスを患者の肢の上に適用され、次に詰物をそのメリヤスの上に巻き、そして次にギプス材料をそのギプス詰物の上に適用する。副木を作るときは、詰物の層だけを典型的に使用する。本明細書中、以下の用語を以下のように定義する。 “撥水性（Water Repellent）”は、水が表面から玉になり又ははじかれるようにする、並びに布内に機械的に又は他の方法で押し込まれた水がその布の隙間から容易に流出し、浸出し又は除去されるようにする布の能力を意味する。 “変形性（Conformability）”は、物体の周りに容易に又は難なく変形する布の能力を意味する。変形性の定量的測定は、以下の実施例２中に述べるHANDLE-O -METER硬度により提供される。 “なめらかな（Smooth）”は、表面の触覚による感じ又はその質感を意味し、そして以下の実施例３中に述べる表面摩擦を使用して比較的に測定されることができる。 “柔らかい（Sofe）”は、皮膚上の布の主観的な触覚の感じを意味する。他の撥水性布又は包帯との関係における本発明の比較柔らかさを、以下の実施例４中に記載する。 “疎水性の（Hydrophobic）”は、布表面上に水を保持し又は吸収するその布の能力の尺度である。疎水性の尺度は、米国特許第5,027,803号中に記載された修飾AATCC Test Method 118-1983を使用して容易に測定される物質の表面エネルギーの測定により提供される。本発明の好ましい包帯は、約40erg／cm²未満の、そしてより好ましくは約30erg／cm²未満の表面エネルギーをもつ。本発明における使用に好適なフルオロケミカル撥水剤は、繊維物品の製造において使用されるものである。繊維物品、例えばカーペット及びアパレル、又は例えば他の繊維状物質、例えば紙及び皮革の製造においては、そのような材料の表面に撥油及び撥水性を付与するためにフルオロケミカルによりこのような物質を処理することが一般的である。この使用及び繊維状物質への適用に好適なフルオロケミカルは、さまざまな刊行物、例えば米国特許第2,803,615号（Ahlbrecht e t al.）、第2,934,450号（Brown）、第3,068,187号（Bolstad et al.）、第3,09 4,547号（Heine）、第3,329,661号（Smith et al.）、第3,341,497号（Sherman et al.）、第3,398,182号（Guenthner et al.）、第3,458,571号（Tokoli）、第 3,462,296号（Raynolds et al.）、第3,574,791号（Sherman et al.）、第3,728 ,151号（Sherman et al.）、第3,896,251号（Landucci）、第3,916,053号（Sher man et al.）、第4,013,627号（Temple）、第4,024,178号（Landucci）、第4,02 9,585号（Dettre）、第4,034,964号（Sherman et al.）、第4,144,367号（Landu cci）、第4,160,777号（Loudas）、第4,165,338号（Katsushima et al.）、第4, 190,545号（Marshall）、第4,215,205号（Landucci）、第4,264,484号（Patel）、第4,325,857号（Champaneria et al.）、第4,340,749号（Patel）、第4,401,7 80号（Steel）、第4,426,476号（Chang）、第4,525,305号（Patel）、第4,525,4 23号（Lynn et al.）、第4,529,658号（Schwartz et al.）、第4,540,497号（Ch ang et al.）、第4,560,487号（Brinkley）、第4,564,366号（Patel）、第4,565 ,641号（Chang et al.）、第4,566,981号（Howells）、第4,579,924号（Schwart z et al.）、第4,582,882号（Lynn et al.）、第4,606,737号（Stern）、第4,66 8,406号（Chang）、第4,668 ,726号（Howells）及びBanks，R.E.，Ed.，“Organofluorine Chemicals and th eir Industrial Applications”，Ellis Horwood，Ltd.，West Sussex，England ，226-230（1979）中に記載されている。好ましいフルオロケミカル撥水剤は、SCOTCHGARDブランドのカーペット保護剤（FC-359）、すなわち、米国特許第4,560,487号中に記載されたタイプロフッ素化ポリカルボジイミド、フッ素化乳化剤、そしてより特に米国特許第3,574,791号及び第3,728,151号中に記載されているフルオロケミカル・コポリマーの水性エマルジョンである。本発明における使用に好適な親水性潤滑静電防止剤は、繊維産業において慣用的に使用されるいずれかの剤、例えばSipo Lube GS-1031，Synthetic Industrie s，Inc.，Chickamauga，GAである。以下の実施例は、本発明の実施のために好ましい方法及び手順を提供する。これらの実施例は、さらに、本発明のさまざまな態様を説明し、そして添付クレーム中に記載する本発明の範囲を限定するものと解されるべきではない。実施例１−繊維の製造ポリプロピレン／オキサゾリジノン濃縮物を、バージン・ポリプロピレン（90 重量％ポリプロピレン、＃3661-Fiber Grade，Fina Oil & Chemical Co.，Dolla s，TX）及びフルオロケミカル・オキサゾリジノン（10重量％オキサゾリジノン、上記ODOX，Protective Chemicals Division，3M，St．Paul，MN）から40mm２軸スクリュー・エクストルーダー（Bestorff，Charlotte，NC）を使用して調製した。得られたポリプロピレン／オキサゾリジノン濃縮物（10重量％）を追加のポリプロピレン（90重量％，＃3661-Fiber Grade Fina Oil & Chemical C o.）と共に160mmバリア−タイプ・ダブル・フライト・エクストルーダー（barri er-type double Hight extruder）内に計量供給し、そしてそのブレンドを約１〜３分間約232−249℃において混合しながら溶融した。ポリプロピレンとオキサゾリジノンの溶融混合物を３デニール（denier）繊維に押出した。この押出し繊維をクリンプし、オーブン乾燥し、そして長さ3.81cm又は4.76cmのステープル・ファイバーに切断した。このステープル・ファイバーのフッ素分析は、その繊維のフルオロケミカル含量が約0.88−1.2重量％の間であったことを示した。この測定は、繊維上に存在するフッ素の量の指標を提供する。簡単に言えば、有機フッ素は、酸素及び既知容量の脱イオン水の存在中、電子点火装置を介して、密閉ポリカーボネート・フラスコ内でテスト・サンプルを燃焼させることにより無機フッ化物イオンに変換される。この無機フッ化物イオンは、水に吸収される。このフッ化物イオンは、Orion Research Inc.，Boston，MAから商業的に入手可能な、フッ化物イオン特定電極、Model ＃94-09 Fluoride Ion Electronを使用して測定される。より短かい3.81cmの押出し繊維を次に、商業的に入手可能なRandoweb Equipme ntを使用して、Astro-Form Corporation，Danielson，CTによる標準的な方法を使用して不織りギプス詰物に加工した。7.62cmと10.16cm幅の詰物ロールをも製造し、そして評価した。この押出しポリプロピレン／オキサゾリジノン繊維詰物は、非処理ポリエステル詰物（Synthetic Cast Padding，MW 03，3M，St．Paul，MN）に比較して、正常よりも低い、おそらくその繊維長のためにその繊維を手で裂くことにより測定されるような引裂き強さをもっていた。この同時押出し詰物（coextruded paddi ng）は、ひじょうに柔らかく、変形可能であり、そして水に対してひじょうに良好な抵抗性をもっていた。4.76cmの押出し繊維を詰物を作るために使用したとき、その引裂き強度は、上記非処理ポリエステル詰物のものと等価であった。より長い4.76cmの押出し繊維を、Doran Textiles，Shelby，GAによるよく知られた方法を使用して20（綿番手の）シングル・ヤーンに紡糸した。このヤーンを次に、商業的に入手可能な環状Rib-Knit Equipmentを使用して、Balfour，Inc. ，Rockwoodにより5.08cmと7.62cm幅のメリヤス・ロールに編んだ。このポリプロピレン／オキサゾリジノン・メリヤスもひじょうに柔らかく、変形性であり、そして水に対しひじょうに良好な抵抗性をもっていた。実施例２−変形性テスト本テストは、不織布の硬さ又は手ざわり（hand）を測定した。変形性の布は、変形性でない布と比べたときより柔軟性であり、そしてより硬くなかった。不織布の硬さを測定するために、不織材料をプランジャーを使用して限定開口を通して変形し、そしてこれを行うのに必要な力を報告された手順に従ってINDA Stand ard Test，HANDLE-O-METER Stiffness Test，IST 90.3-92を使用して測定した。変形性を３つの異なる詰物について測定した。押出しポリプロピレン／オキサゾリジノン詰物を実施例１に従って3.81cm繊維から調製した。表面処理された詰物を、標準的ポリエステル詰物（Synthetic Cast Padding， MW 03，3M，St．Paul，MN）を使用して調製し、これを２重量％水性フルオロケミカル溶液（FC-270フルオロケミカル撥水剤、3M，St．Paul，MN）中に浸漬した。過剰のフルオロケミカル溶液を、２つのローラー間でのしぼり出しにより除去し、そしてその表面処理詰物を次に約24時間65.6℃においてオーブン内で乾燥させた。非処理ポリエステル詰物は商業的に入手可能な標準的なポリエステル詰物（Sy nthetic Cast Padding，MW 03，3M，St．Paul，MN）であった。３つの詰物について測定された変形性データ（評価されたサンプルは7.62cm× 15.24cmであった）を以下の表１中に提供する。これらのデータ（３ランから計算された平均力）は、本押出しポリプロピレン／オキサゾリジノン詰物が、フルオロケミカル撥水剤だけにより表面処理された詰物と比較したとき、より変形性であるということを示している。実施例３−表面摩擦テスト本テストは、布の感触を評価するために使用されることができるサンプルの表面摩擦について測定した。本テストは、そのサンプルの表面を横切ってTRANSPOR Eテープ（3M，St．Paul，MN）によりカバーされたステンレス・スチールのボートを引っ張り、そしてそのボートを動かすのに必要な力を測定することを含む。サンプルを横切ってそのボートが動くのに必要な力が大きければ大きい程、そのサンプルの表面摩擦は大きくなる。本テストを行うために必要な細目は米国特許第4,667,661号中に記載されている。表面摩擦を、不織詰物と編メリヤスの両方について測定した。押出し詰物とメリヤスを先の実施例１に従って調製した。表面処理詰物とメリヤスを実施例２中に記載したように調製した。非処理Synthetic Cast P adding，MW 03及び非処理MS 03メリヤスの両方は、3M，St．Paul，MNから入手可能であった。異なる材料について測定されたデータを以下の表２中に提供する。これらのデータ（３つのランから計算された平均力）は、本押出しポリプロピレン／オキサゾリジノン詰物とメリヤスの両方が、実施例２に従って調製された撥水性材料により表面処理された対応の詰物又はメリヤスと比較したときより大きな表面摩擦をもっていたことを示している。実施例４−柔らかさテスト本実施例は、異なる詰物とメリヤス材料の柔らかさを主観的に評価し、そして比較するテスト・パネルの結果を提供した。本実施例において、３つの詰物材料（実施例３に従って調製された押出しポリプロピレン／オキサゾリジノン詰物、表面処理詰物、及び非処理詰物）及び３つのメリヤス（これもまた実施例３に従って調製された押出しポリプロピレン／オキサゾリジノン布により作られたメリヤス、表面処理メリヤス、及び非処理メリヤス）について評価した。簡単に言えば、各評価者に柔らかさの順番に上記詰物又はメリヤスに等級を付けるように依頼した。材料の同定をそれらの評価者に提供しなかった。材料が等級付けられた後、評価者に、１−20の柔らかさ基準を使用してその材料に柔らかさ値を指定するように依頼した。１の値が最も軟らかく、そして綿ボール（cott on ball）の柔らかさに匹敵する。この評価の結果を表３と４に列記する。表３と４中のデータは、押出し詰物とメリヤスが表面処理詰物又はメリヤスよりも有意に柔らかいということを示している。実施例５−押出しポリプロピレン／オキサゾリジノン副木詰物多層固定化副木を構築し、そして、水吸収性と保水性について評価した。簡単に言えば、各副木の底層は、仮縫いした（needle-tacked）ポリプロピレン／オキサゾリジノン繊維（99.3重量％ポリプロピレン、0.7重量％オキサゾリジノン、上記のODOX，3M，St．Paul，MN）又は仮縫い非処理ポリプロピレン繊維のいずれかから作った30.48cm長8.89cm幅の詰物であった。仮縫いを、Hunter Ne edle tacker（Morse and Berkshire Company，North Adams，MA）を使用して行った。上記繊維の両方を、0.84平方メーター当り約340.2ｇの不織りフェルトに仮縫いした。 1.27cmの転写テープNo.950（3M，St．Paul，MN）のストリップを、上記詰物の長端に付着させ、そして3.81cmの転写テープNo.927（3M，St．Paul，MN）のストリップをその詰物の短端に付着させた。次に、25.4cm長7.62cm幅の樹脂含浸SCOT CH CAST 2ブランド・ファイバーグラス・ギプス包帯テープ（3M，St．Paul，MN ）の８層を、その詰物の層上に芯合せした。最後に、商業的に入手可能なスパンーレース（span-laced）、ハイドロエンタングル（hydroentangled）不織ポリエステル布（米国特許第5,027,803号中に記載されたように、２％フオロケミカル撥水剤、FC-270により処理されたSONTARA 8000，DuPont，Wilmington，DE）の層を、上記転写テープを使用して上記詰物層に付着させた。水吸収性と保水性を、各副木について測定した。副木を、乾燥秤量し、水のパン内に入れ、そして（適宜、水の下に副木を保持して）0.5分間浸漬し、一方、２回搾り、その水から副木を取り出し、２本の手を用いてその副木を２回搾り、次に再び秤量した。各副木を、乾燥パン内に置いて硬化させ、そして５時間放置して風乾し、そして再び秤量した。硬化するとき、粘着性ラミネートを形成するように一緒に接着された副木及び押出しポリプロピレン／オキサゾリジノン詰物の多層は、非処理詰物と比較したとき、より柔らかく、かつ、なめらかであった。この副木も、所望の水吸収性と保水特性をもっていた。吸収又は保持された水のパーセントを以下の式を使用して計算した実施例６−潤滑された撥水性繊維実施例１中に記載した方法と材料を使用して、4364kgのポリプロピレンと90％ポリプロピレンと10％フルオロケミカル・オキサゾリジノンの混合物1091kgを混合して、98／2ポリプロピレン／オキサゾリジノン混合物を得て、これを３デニール繊維にエクストルードした。この押出された繊維をクリンプし、オーブン乾燥させ、そして次に慣用のなめらかなシリンダー型のコーティング装置を使用して、Synthetic Industries，Inc.，Chickamauga，GAから商業的に入手可能な205 .6kgの親水性静電防止潤滑剤Sipo Lube GS-1031と36.4kgの3M，St．Paul，MNから商業的に入手可能なフルオロケミカル混合物、SCOTCHGARDブランド布保護剤、 FC-359の混合物によりキスーコーティング（Kiss-coating）した。この繊維を次に実施例１におけるように、長さ3.81cmと4.76cmのステープル・ファイバーに切断した。 3.81cmの繊維のいくつかを、Astro-Form Corporation，Danielson，CTによる慣用のRandoweb Equipmentを使用して不織ギプス詰物に加工した。幅7.62cmと10.2cmの詰物を調製し、そして先述の修飾AATCC Test M ethodを使用して評価した。この繊維の表面エネルギーは、26.4〜27.3ergs／cm のレンジ内にあることが判明した。 4.76cm繊維のいくつかを、Southern Industrial，Rossville，GAによりよく知られた方法を使用して20（綿番手の）シングル・ヤーンに紡糸した。このヤーンを次に商業的に入手可能な環状Rib-Knit Equipmentを使用して、Balfour，Inc. ，Rockwood，TNにより幅5.08cmと7.62cmのメリヤスに編んだ。このメリヤスを上記修飾AATCC Test Methodを使用して評価し、そして26.4〜27.3 erg／cmのレンジ内の表面エネルギーをもつことを見い出した。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 55109，メイプルウッド，プロスパリティーロード 1764 (72)発明者サンドビッグ，ティモシーシー. アメリカ合衆国，ウィスコンシン 54028, ウッドビル，カウンティーロードビー 397 (72)発明者ショルツ，マシューティー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55125，ウッドバリー，リンデンロード 6216

Claims

【特許請求の範囲】１．ポリマー繊維から作られた柔らかく、なめらかで、変形可能な、通気性の、疎水性の布を含んで成る撥水性整形外科包帯であって、その繊維が熱可塑性ポリマーとフルオロケミカル・オキサゾリジノンとの押出しブレンドである包帯。２．ポリマーが、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリエステルから成る群から選ばれる、請求項１に記載の包帯。３．オキサゾリジノンが、以下の式：により表される化合物である、請求項１に記載の包帯。４．布が、約40erg／cm² 未満の表面エネルギーをもつ、請求項１に記載の包帯。５．布が、約30erg／cm² 未満の表面エネルギーをもつ、請求項１に記載の包帯。６．包帯が、不織又は編布である、請求項１に記載の包帯。７．布の表面を、親水性静電防止潤滑剤と撥水性フルオロケミカルと接触させることをさらに含んで成る、請求項１に記載の包帯。８．整形外科包帯中に、ポリマーとフルオロケミカル・オキサゾリジノンの押出しブレンドの布を編み又は織ることを含んで成る、整形外科包帯の製造方法。９．請求項１に記載の柔らかく、なめらかで、変形可能で、通気性の、疎水性の布を含んで成る詰物により少なくとも１の主表面上でカバーされた多層樹脂含浸ファイバーグラス・テープを含んで成る整形外科副木。 10．フルオロケミカル処理された不織布により第一主表面上にカバーされ、そして請求項１に記載の柔らかく、なめらかで、変形性で、通気性の、疎水性の布を含んで成る詰物により第二主表面上にカバーされた多層樹脂含浸ファイバーグラス・テープを含んで成る整形外科副木。