JPS5913216B2 - 整形用固定材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ギブス、副木、治療装具の模型ギブス、採型
用ギブス等の用途に使用できる新規な整形用固定材に関
する。

従来より整形用固定材としては、石膏包帯が広く用いら
れてきた。

骨折した場合を例にとると、挫傷した骨は、元の位置に
矯正され、石膏包帯により固定される。固定は、患部の
肢体を石膏包帯にて被覆することにより行なわれるが、
その際、皮膚は綿包帯等により保護されており、これは
直接石膏包帯が皮膚に接触しないようにすると同時にギ
ブスを切除する際、カッターによる皮膚の切傷を保護す
ることを目的としている。固定期間は、通常６週間程を
要するが、場合によつてはそれ以上の長きにわたること
もある。従来より広く用いられている石膏ギブスは、患
部の固定及び外部からの衝撃の保護に関しては十分に有
効であるが、ギブス装着のままではＸ線を透過しないと
いう欠点があつた。

即ち、石膏ギブスの上からでは、患部の治癒状態が診断
できず、Ｊ 診断のため石膏ギブスを切除する必要があ
り、その度にギブスを作り直していた。これは医師、患
者の双方にとつて不合理なことである。更に従来の石膏
ギブスは、重く、患者は不便を強いられていた。５ 従
来の石膏包帯に関しても改良が加えられてきたが、上記
の２欠点については、石膏を使用している限り本質的な
欠陥である。

近年、石膏包帯にかわる整形用固定材が開発され始めた
。

例えば、石膏のかわりに、熱軟化点を有する重合体組成
物を用いるもの、紫外線硬化型樹脂組成物を用いるもの
などがあるが、前者は、柔軟性に欠けるため、肢体等に
十分フイツトしないという欠点を有している。後者は、
紫外線硬化型樹脂組成物を使用するため、紫外線照射装
置が必要である。そのために、費用がかさむばかりでな
く、装置を備えつけるスペースを必要とするなどの欠点
を有している。更に、オキシカルボニルイソシアナート
基含有樹脂を用いるものも知られているが、かかる樹脂
では反応時間が速すぎて、保存期間中に自己架橋を起こ
して硬化し、使用時には使えなくなる等の欠点を有して
いる。

本発明者等は、上記欠点のない新規な整形用固定材につ
いて鋭意研究を重ねた結果、肢体のどのような箇所にで
も容易に成形できる柔軟性を有し、患部を固定材により
被覆する作業時間中は十分に可塑性があり、作業後は速
やかに硬化し、一度硬化すれば、長期間の使用において
も患部を十分に固定し、外部からの衝撃に対し患部を完
全に保護しうる強度を発現し、患部を被覆保護した状態
でＸ線撮影が可能であり、軽くしかも通気性に富み、不
要の際には容易に切除することができる整形用固定材を
開発した。

即ち本発明は、ヒドロキシル基又は活性メチレン基又は
第一級又は第二級アミノ基を有する高分子化合物とオキ
シカルボニルイソシアナートを含まない多官能性イソシ
アナートとを反応させて得られる−ＮＣＯ基を有するプ
レポリマ一１０〜７０重量％と分子中に２個以上の−Ｎ
ＣＯ基を有する低粘度のイソシアナート単量体又はオリ
ゴマ一９０〜３０重量％とからなる樹脂組成物を柔軟な
支持体に付着せしめてなる水で硬化しうる整形用固定材
を第１の発明とし、ヒドロキシル基又は活性メチレン基
又は第一級又は第二級アミノ基を有する高分子化合物と
オキシカルボニルイソシアナートを含まない多官能性イ
ソシアナートとを反応させて得られる−ＮＣＯ基を有す
るブレポリマ一を、後処理により、−ＮＣＯ基を発現せ
しめる保護剤で反応させて得られるプレポリマ一誘導体
１０〜７０重量％と分子中に２個以上の−ＮＣＯ基を有
する低粘度のイソシアナート単量体又はオリゴマ−９０
〜３０重量％とからなる樹脂組成物を柔軟な支持体に付
着せしめてなる水で硬化し得る整形用固定材を第２の発
明とするものである。

本発明で用いられるヒドロキシル基又は活性メチレン基
又は第一級又は第二級アミノ基を有する高分子化合物と
してはポリエーテル、ポリオール、ポリエステルポリオ
ール、ポリアミン等の活性水素を有する高分子化合物が
挙げられ、単独又はこれらの混合物で用いられる。本発
明において上記高分子化合物は第三級アミノ窒素を含む
高分子化合物は適用されない。

本発明で用いられるオキシカルボニルイソシアナートを
含まない多官能性イソシアナートとしてはヘキサメチレ
ンジイソシアナート、トリレンジイソシアナート、キシ
リレンジイソシアナート、４，４７−ジフエニルメタン
ジイソシアナート、１，５−ナフタレンジイソシアナー
トなどが挙げられ、単独又はこれらの混合物が用いられ
る。又、本発明で用いられる該多官能性イソシアナート
としては、加熱等の後処理により簡単に−ＮＣＯ基を発
現させることのできる保護剤で一部の−ＮＣＯ基を保護
してある少なくとも一つの−ＮＣＯ基を有する上述のイ
テシアナート等の誘導体を用いることができる。前記高
分子化合物と上記多官能性イソシアナートを反応させて
得られるプレポリマ一としては前記高分子化合物中のヒ
ドロキシル基、活性メチレン基、第一級又は第二級アミ
ノ基の一部又は全部が上記多官能性イソシアナートと反
応して得られるポリウレタン系プレポリマ一、尿素系プ
レポリマ一等が挙げられぅ少なくとも該プレポリマ一中
に−ＮＣＯ基又は保護剤で保護されたイソシアナート基
を有していることが必要である。

該プレポリマ一中の−ＮＣＯ基又は保護剤で保護された
イソシアナート基の数は特に制限されるものではなく用
途に応じて上記高分子化合物及び多官能性イソシアナー
トの種類、添加量等によりコントロールすることが出来
るが、該プレポリマ一中に−ＮＣＯ基叉は保護剤で保護
されたイソシアナート基の数は、該プレポリマ一単位重
量当りのＮＣＯ重量換算で３〜７０重量％が好ましく、
特に好ましくは４〜５０重量％である。

又、該プレポリマ一の分子量が２００〜１０，０００の
液体であるものが好ましい。本発明における、後処理に
より−ＮＣＯ基を発現せしめる保護剤は多官能性イソシ
アナートの一部の−ＮＣＯ基あるいは前記プレポリマ一
中の一ＮＣＯ基を一時的に保護するもので、本発明で得
られた整形用固定材を使用する時に加熱等の簡単な処理
により容易に−ＮＣＯ基を再生することがができる保護
剤であるが、加熱等の処理により一ＮＣＯ基から解離す
ること及び解離した化合物の毒性の点から保護剤として
は第三級アルコール、ラクタム、エノール等が好ましい
。

本発明における前記プレポリマ一あるいは前記プレポリ
マ一誘導体は親水性であることが、整形用固定材として
の機能を十分に発現させる意味から好ましい。

本発明においては前記プレポリマ一あるいは前記プレポ
リマ一誘導体に、分子中に２個以上の−ＮＣＯ基を有す
る低粘度のイソシアナート単量体又はオリゴマ一を添加
するが、これにより該重合体の粘度を低下させ、作業を
改善することが可能となるばかりでなく、該イソシアナ
ート化合物を適宜に選択することにより、生成する樹脂
中の架橋構造を選定することが可能となり、且つ製品の
強度を自由に制御することが可能となる。

かかるイソシアナート化合物としては、例えばヘキサメ
チレンジイソシアナート、トリレンジイソシアナート、
４，４′−ジフエニルメタンジイソシアナートなどの単
量体またはオリゴマ一（好ましくは５量体以内）をあげ
ることができ単独又はこれらの混合物が用いられる。本
発明の樹脂組成物は、前記プレポリマ一又は前記プレポ
リマ一誘導体及び前記イソシアナート単量体又はそのオ
リゴマ一とからなるが、顔料、充填剤、−ＮＣＯ基の反
応を制御するための触媒、親水性を向上させるための界
面活性剤等の添加剤を必要に応じて加えることもできる
０かかる添加剤はＸ線透過性、樹脂組成物のポツトライ
フ等を考慮して使用しなければならない。

該樹脂組成物中に占める前記プレポリマ一又は前記プレ
ポリマ一誘導体の割合は、使用時の作業性及び最終成形
品の性能から１０重量％以上であることが必要であり、
特に好ましくは３０重量％である。１０重量％以下では
硬化時間が長くなりすぎたり、最終成形品に耐久性を付
与すること、即ち曲げ硬さにおいて１０ｋｇ／ｄ以上の
強度を発現させることが困難となる。

又、上限は７０重量％以下であることが必要で、それ以
上では発泡反応、硬化反応が急激に起り、高い発熱を伴
なうため使用が困難となる場合があり、更には最終成形
品に可撓性が発現する場合があり好ましくない。本発明
に使用する柔軟な支持体は、前記樹脂組成物を付着させ
ることが出来、かつ患部の肢体等を被覆するに十分な柔
軟性を有していることが必要であり、通常の編織物はも
ちろん、各種不織布、フイルム等のシート状又は筒状の
形態のものが用いられる。

このようなシート状物又は筒状物を構成する繊維又はフ
イルムは木綿等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、ポ
リエステル繊維、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ポリ
プロピレン繊維、ポリビニルアルコール繊維等の合成繊
維または重合体フイルムからなる。

該支持体の目付は、本発明品の使用用途、樹脂組成、支
持体の組成、構造等により適宜選定すればよいが、柔軟
性を特に必要とする場合は１０００〜２０９／イのもの
が好適である。該樹脂組成物を該支持体に付着させるに
は、通常の方法、例えば含浸法、ロールコート法、転写
法が用いられる。該樹脂組成物の付着量は５０％０ｗｆ
〜１０００９６０ｗｆが最適であり、５０％０ｗｆ以下
では、被覆材としての強度を発現できず、１０００％０
ｗｆ以上では作業が困難となる。こうして得られた整形
用固定材は十分に柔軟で可塑性を有しており、シート状
、筒状、ロール状又はピース状等の状態で水分を遮断す
るために密閉容器、袋等に保存される。該整形用固定材
は、患部を被覆する前に水又は水を主成分とする浴中に
浸されるが、水に接触するとクリーム状になり、極めて
柔軟となり、どのような形状にでも容易に成形可能とな
る。

クリーム状態は、−ＮＣＯ基を有する重合体と水とが発
泡反応を開始したことを意味しており、続いて架橋反応
が主に低粘度のイソシアナート化合物との間で行なわれ
、硬化が起る。従つて該樹脂は水との反応により発泡構
造をもつことになり、かつ架橋反応が行なわれる故に、
本発明の整形用固定材を使用した場合、硬化後軽くまた
使用に耐えるに十分な強度を有しているのである。又、
該整形用固定材と水との反応は、使用する前記ブレポリ
マ一又は前記プレポリマ一誘導体、樹脂組成、水の温度
、前記触媒等により制御することで硬化時間を任意に選
択することが可能である。本発明においては、該整形用
固定材と水との反応条件は特に限定されるものではない
が、使用時の作業性等の面から水の温度は約３０〜４５
℃程度が好ましく、例えば該整形用固定材を４０℃の水
又は水を主成分とする浴中に数秒〜数十秒浸漬した後の
浴外における硬化時間が１０〜２０分間であるものが好
ましい。

この場合、硬化時間が１０分以下のものでは作業中の手
直しがむずかしくなり、逆に２０分以上要するものでは
患部における該整形用固定材の保持が煩雑となるきらい
がある。本発明においては、該整形用固定材と水との反
応を促進させるために、水中に、水をアルカリ性にする
物質である第三級アミン、スズ化合物等のイソシアナー
トの活性剤を添加することも可能である。

なお、本発明において−ＮＣＯ基が保護剤により保護さ
れているプレポリマ一誘導体を用いて得られる整形用固
定材を使用するときは、水と反応させる前に加熱等の後
処理を実施することにより−ＮＣＯ基を再生した後に水
に浸漬して使用する。

本発明により得られる整形用固定材と水との反応で硬化
処理された被覆材の強度はＪＩＳ−Ｋ６９ｌｌに準拠し
た曲げ硬さ試験において１０ｋｇ／ＣＴＩＬ以上の値を
有していることが好ましく、１０ｋｇ／Ｃｒｌｔより低
い場合では長期間の使用に不向きであり、かかる強度を
発現させるには、該樹脂組成、該支持体の構成素材、三
次構造、該樹脂組成物の付着量等を適宜選定することに
より達成できる。本発明の整形用固定材を使用した場合
、患部の肢体等を被覆した状態で十分にＸ線を透過しう
るため、治癒の程度を容易に診断できる。

本発明の固定材は、肢体等の固定材、副木、コルセツト
等治療装具の採型などの用途に特に有効であるが、例え
ば石膏の鋳型、縫製用人台等の成型材に使用することも
できる。

以下、本発明を実施例にて詳述する。

下記実施例中、部は重量部を意味する。

実施例 １ １５ｃ７ｎ巾にスリツトしたガーゼにＥＧＨ−４０１（
三井日曹ウレタン社製ポリエーテル系ポリウレタンブレ
ポリマ一）５０部、４，４′−ジフエニルメタンジイソ
シアナート５０部からなる樹脂組成物を、デイツプーニ
ツプ方式により３２０％０ｗｆ付着させ、ロール状に巻
き、整形用固定材を得た。

この固定材を、ポリエステルフイルムーアルミ箔−ポリ
エチレンフイルムの積層体からなる密閉袋に入れて保管
した。３ケ月後、整形用固定材を取り出し、４０℃の温
湯に１分間浸した後、軽く手で絞り、長さ３０ｃｍ１直
径６ｃ１ｒＬで、あらかじめネツト包帯オルテツクス（
東京衛材研究所製綿包帯）で下巻きされたアクリル製円
筒に、該固定材が１３層になるように巻きつけた。

硬化時間は約２０分であつた。このものの厚さ、目付、
曲げ硬さはそれぞれ４．８ｍｍ１２０００９／イ、７．
５ｋｇ／Ｃ！ＩＬ（１５．６ｋｇ／ｄ）であつた。比較
として、１５Ｃ！！Ｌ巾の市販の石膏包帯を３８℃の温
湯に浸し、上記の円筒に１３層になるように巻きつけた
。硬化時間は約１７分であつた。このものの厚さ、目付
、曲げ硬さはそれぞれ６．９ｕ１６８００ｆ！／Ｔｒｌ
ｌ６ｋｇ／ｃ：ｍ（８．７ｋｇ／ｄ）であつた。このこ
とから、本発明品は、従来品の了の重量で、従来品以上
の強度を有していることが判明した。又、本発明品はＸ
線をよく透過し、且つ使用後、通常の振動鋸歯円板にて
切断可能であつた。

実施例 ２１５ＣＩｆＬ巾にスリツトしたガーゼに、Ｅ
ＧＨ一４０１３０部と４，４′−ジフエニルメタンジイ
ソシアナート７０部とからなる樹脂組成物をデイツブー
ニツプ方式により、３００％０ｗｆ付着させて、ロール
状に巻き取り、実施例１で用いたのと同じ袋に入れて密
閉保管した。

３ケ月後、該固定材を取り出し、０．５％の炭酸ナトリ
ウムを含む４０℃の温湯に１０秒間浸漬し、以下実施例
１と同様の手順にて使用した。

このものの厚さ、目付及び曲げ硬さは、それぞれ４．５
ｗｍ１１８００９／イ、７．２ｋｇ／礪（１６ｋｇ／ｄ
）であり、硬化時間は約１５分であつた。実施例 ３ １．５ｄＸ３８ｖｎのポリエステル繊維からなる接着剤
を使用しないで繊維を交絡させることにより十分な強力
を発現させた、目付４８ｇ／イの有孔不織布に、実施例
１で用いたと同様の樹脂組成物をロールコート方式にて
、３００％０ｗｆになるように付着させて、ロール状に
巻きつけ、実施例１で用いたのと同じ袋に入れ密閉保管
した。

６ケ月後、この整形用固定材を袋から取り出し、４０℃
の温湯に１分間浸漬し、軽く絞つた後、実施例１と同様
の方法により使用した。

硬化時間は約１８分であつた。このものの厚さ、目付、
曲げ硬さは、それぞれ７．４１！１１２３００９／Ｒｒ
ｌｌ９ｋ９／Ｃ！ＲＬ（１２．２ｋｇ／（−ＦＬ）であ
つた。実施例 ４アクリル繊維からなる目付２００９／
Ｔｆｌｌ直径７？のチユーブ状編物に、ＨＰ−３０（三
井日曹ウレタン社製ポリエーテル系ポリウレタンブレポ
リマ一）３０部、ＥＧＨ−４０１３０部、４，４′−ジ
フエニルメタンジイソシアナート４０部及び顔料２部か
らなる樹脂組成物を、デイツプーニツプ方式により、４
８０％０ｗｆになるように付着せしめ、ロール状に巻き
つけ、実施例１で用いたのと同じ袋に入れ密閉保存した
。

３ケ月後、袋から取り出し、４０℃の温湯に３０秒間浸
漬し、軽く絞つた後、実施例１で用いたアクリル製円筒
に、靴下をはかせるようにして被覆した。

硬化時間は約１１分であつた。このものの曲げ硬さは５
．８１＜９／？（１２．９ｋｇ／ｄ）であつた。このも
のは、支持体にチユーブ状編物を使用しているため通気
性が良好であつた。実施例 ５ アジピン酸２１３部、テトラエチレングリコール３４０
部を、窒素置換しながら酸価が５以下になるまで撹拌し
つつ、常法により、エステル化反応を行つた。

得られたエステル化合物２００部に、トリレンジイソシ
アナート１７．４部を加えて、反応を進行させ、ＮＣＯ
価３．６％のポリエステル系ポリーウレタンブレポリマ
一を得た。このポリエステル系ポリウレタンプレポリマ
一３０部、ＥＧＨ−４０１３０部、４，４′−ジフエニ
ルメタンジイソシアナート４０部、プルロニツクＬ−６
４（旭電化工業社製非イオン系界面活性剤）４部からな
る樹脂組成物を、実施例３で用いたと同様の目付６０９
／ｍｌの有孔不織布に、４５０％０ｗｆになるようにデ
イツブーニツプ方式にて付着させ、シート状にて、実施
例１で用いたのと同じ袋に入れ、密閉保管した。

６ケ月後、袋から取り出し、１％の炭酸ナトリウムを含
む４０℃の温湯に、１０秒間浸漬し、軽く絞つた後、直
径１０ＣｆｆＬの塩化ビニル製エルボ一にシートが３層
になるように被覆した。

硬化時間は約２０分であつた。このものの曲げ硬さは６
．７ｋｇ／？（１４．９ｋｇ／ｄ）であつた。実施例
６ 実施例５により得た、ポリエステル系ポリウレタンプレ
ポリマ一の−ＮＣＯ基を、アセト酢酸エチルにて保護し
たイソシアナート再生体３０部、４，４′−ジフエニル
メタンジイソシアナート５０部からなる樹脂組成物を、
１．５ｄＸ３８１１のレーヨン繊維からなる、目付４７
９／イの、接着剤を用いないで繊維を交絡させ、強力を
発現せしめた、１５ＣＴ１Ｌ巾の有孔不織布に、デイツ
ブーニツブ方式により、４５０％０ｗｆ付着させ、ロー
ル状に巻きとり、実施例１で用いたのと同じ袋に入れ密
閉保管した。

６ケ月後、該密閉袋を１５『Ｃで５分間加熱処理したの
ち、実施例１と同様の方法で使用した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ヒドロキシル基又は活性メチレン基又は第一級又は
   第二級アミノ基を有する高分子化合物とオキシカルボニ
   ルイソシアナートを含まない多管能性イソシアナートを
   反応させて得られる−ＮＣＯ基を有するプレポリマー１
   ０〜７０重量％と分子中に２個以上の−ＮＣＯ基を有す
   る低粘度のイソシアナート単量体又はオリゴマー９０〜
   ３０重量％とからなる樹脂組成物を柔軟な支持体に付着
   せしめてなる水で硬化しうる整形用固定材。 ２ 多官能性イソシアナートが、後処理により−ＮＣＯ
   基を発現せしめる保護剤で一部の−ＮＣＯ基が保護され
   た少なくとも一つ以上の−ＮＣＯ基を有するイソシアナ
   ートである特許請求の範囲第１項記載の整形用固定材。 ３ ヒドロキシル基又は活性メチレン基又は第一級又は
   第二級アミノ基を有する高分子化合物とオキシカルボニ
   ルイソシアナートを含まない多官能性イソシアナートと
   を反応させて得られる−ＮＣＯ基を有するプレポリマー
   を、後処理により−ＮＣＯ基を発現せしめる保護剤で反
   応させて得られるプレポリマー誘導体１０〜７０重量％
   と分子中に２個以上の−ＮＣＯ基を有する低粘度のイソ
   シアナート単量体又はオリゴマー９０〜３０重量％とか
   らなる樹脂組成物を柔軟な支持体に付着せしめてなる水
   で硬化し得る整形用固定材。