KR100317405B1

KR100317405B1 - 정형용 주조 테이프용 미세섬유충전제

Info

Publication number: KR100317405B1
Application number: KR1019950703039A
Authority: KR
Inventors: 매튜 티. 숄츠; 워쿠 에이. 민데이에
Original assignee: 미네소타 마이닝 앤드 매뉴팩춰링 캄파니
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1994-01-05
Publication date: 2002-09-27
Also published as: KR960700082A; EP0680343B1; CN1116825A; US5474522A; JPH08505796A; CA2153320C; US5354259A; DE69401337T2; CA2153320A1; WO1994016745A1; ES2097657T3; AU7005394A; DE69401337D1; CN1108829C; AU681160B2; EP0680343A1; JP3576551B2

Abstract

본 발명은 직물 시이트: 상기 직물 시이트위에 피복된 경화성 액체수지: 및 상기 수지중에 분산된 미세섬유 충전제를 포함하는 물품에 관한 것이다. 본 발명의 주조용 물질내로 미세섬유 충전제를 삽입시키므로써 경화된 주조용 물질, 특히 내부에 사용된 직물이 비유리 섬유 직물인 경우, 그 강도가 상당히 증가되나, 비경화된 주조용 테이프 또는 붕대의 취급 특성은 손상되지 않는다. 본 발명에 유용한 미세섬유 충전제는 일반적으로 종횡비가 5:1 이상인 단섬유인 것을 특징으로한다. 상이한 종횡비를 갖는 미세섬유 혼합물은 본 발명의 주조용 테이프에 사용 될 수 있다. 바람직한 미세섬유 충전제 또는 혼합물은 5:1 내지 200:1, 더욱 바람직하게는 5:1 내지 50:1, 가장 바람직하게는 10:1 내지 30:1의 종횡비를 갖는다.

Description

정형용 주조 테이프용 미세섬유 충전제

발명의 분야

본 발명은 경화성 중합체 수지로 피복된 시이트 물질에 관한 것이다. 구체적으로 말하자면, 본 발명은 정형용 붕대를 제조하는 데 유용한 경화성 수지 피복 시이트 물질에 관한 것이다.

발명의 배경

부러지거나 혹은 손상된 팔다리를 고정시키는데 사용하기 위해 많은 상이한 정형용 주조 물질이 개발되어 왔다. 이러한 목적을 위해 제일 먼저 개발된 주조용 물질 중 몇몇은 망사 직물(예, 면 가아제)로 이루어진 석고 붕대(plaster of Paris bandage)를 사용하는 것으로서 망사 직물의 개구 및 표면에 석고가 혼입되어 있다.

그러나, 석고 주조물은 강도 대 중량비가 낮으므로 완성된 주조물이 매우 무겁고 부피가 크게되는 것을 비롯해 많은 단점을 갖고 있다. 또한, 석고 주조물은 전형적으로 물속에서 붕괴되므로 목욕, 샤워, 또는 물과의 접촉을 수반하는 기타 행동에 제약이 있다. 또한, 석고 주조물은 공기가 투과되지 않으므로 주조물 아래의 공기가 순환하지 않아 주조물과 피부 사이에 갇힌 수분의 증발 및 제거가 어렵게 된다. 이것은 종종 피부 해리, 자극 또는 감염을 일으킨다. 상기와 같은 단점 등이 정형 주조 분야에서 석고에 비해 개선된 특성을 갖는 주조용 물질에 대한 연구를 자극하였다.

이 분야에서의 현저한 발전은 폴리이소시아네이트 예비중합체가 정형용 주조물질로 사용되는 수지를 제조하는 데 유용하다는 것을 발견함으로써 이루어지게 되었다. 상기 내용이 개시된 문헌의 예로는 미국 특허 제4,502,479호(가르우드 등)및 미국 특허 제4,441,262호(본 보닌 등)이 있다. 미국 특허 제4,502,479호에는 폴리우레탄과 같은 폴리이소시아네이트 예비중합체 수지로 함침시킨 고 탄성률의 섬유(예, 유리 섬유)로 만들어진 편직물을 포함하는 정형용 주조 물질이 기재되어 있다. 미국 특허 제4,502,479호에 따른 정형용 주조 물질은 높은 강도 대 중량비 및 큰 공기 투과성을 비롯하여, 석고 정형용 주조물에 비해 현저한 개선점을 보인다. 그러나, 이 같은 정형용 주조물은 석고 주조물의 도포시 가능했었던 정도로 주조물 아래 미세한 뼈대 구조의 촉감적 촉진(觸診; manipulation) 또는 촉지(觸知; palpation)가 가능하지 않다. 이와 관련하여 니트(knit) 유리 섬유 물질은 석고만큼 압축되지 않으며 주조물이 도포될 때 미세한 뼈구조를 차단하는 경향이 있는 바, 예컨대 탈골을 복위(復位)시키는 동안 배를 "감지"하는 부위가 제한될 수 있다. 비록 유리 섬유 직물이 다소 방사선 투과성이 있기는 하나 때때로 X 선 투과에 대해서는 중첩하는 뼈 구조를 차단하는 경향이 있다. 종종, 미세한 메쉬 또는 그림자가 X 선 상(image) 위에서 관찰될 수도 있다. 이 메쉬는 편직의 유리 섬유 백킹에 해당하는 것으로, X 선의 투과를 막음으로써 X 선 상 위에서는 중첩하는 뼈의 미세한 중첩구조가 확실히 나타나지 않게 된다.

유리 섬유 백킹은 추가의 단점을 갖는다. 모두 그런 것은 아니지만 시판되는 유리 섬유 주조용 붕대의 대부분은 직경이 3.5 ㎛를 훨씬 넘는 필라멘트를 포함한다. 3.5 ㎛ 섬유는 과학분야에서는 비 호흡성으로 간주되고는 있으나, 주조물을 제거하는 동안 일어나는 유리 섬유 먼지의 흡입이 염려되는 상당수의 환자들이 존재한다. 또한, 유리 섬유와 같은 편직물을 포함하는 정형용 주조 물질은 다소 비싸며, 어떤 이용자들에게는 이용이 불가능한 가격일 수 있다.

편직물이 아닌 폴리에스테르 직물을 사용하는 정형용 붕대의 예는 미국 특허 제3,972,323호(보리셰스키)에 개시되어 있다. 그러나, 미국 특허 제3,972,323호에 개시된 정형용 붕대는 석고를 사용하므로 불량한 강도-대-중량비 및 공기 투과성을 비롯한 석고 정형용 구조물에 대해 개괄적으로 전술한 단점을 갖고 있다. 편직물이 아닌 폴리에스테르 직물을 사용하는 정형용 붕대의 두번째 예는 미국 특허 제4,841,958호 (에르스펠트 등)에 개시되어 있다. 그러나, 미국 특허 제 4,841,958호에 개시된 폴리에스테르 직물 백킹은 주조물이 유리 섬유 주조물보다 다소 낮은 강도 및 낮은 강성률을 갖게 한다. 이와 같이, 이런 주조용 물질들은 정형용 주조를 용인하는 중량을 얻기 위해서는 더 많은 주조용 테이프의 층을 필요로 한다.

충전된 열가소성 결정질 고체 폴리우레탄을 포함하는 주조용 물질이 미국 특허 제4,473,671호(그린)에 개시되어 있다. 사용 시, 상기 정형용 주조물을 충분히 고온으로 가온하여 내부의 중합체를 변형시키기에 충분한 연성이 되게 한다. 그 정형용 주조 물질을 성형하여 몸의 원하는 표면 모양에 맞게 만든 후, 실온으로 냉각시킨다. 주조용 물질의 충전제는 칼슘 메타실리케이트 섬유 20 중량% 내지 60 중량% 및 실리카 입자 40 중량% 내지 80 중량%의 혼합물을 포함한다. 열가소성 주조용 테이프를 사용하는 경우 다음과 같은 많은 고유한 단점이 존재한다 :

(1) 중합체를 연화시키기 위해서 별도의 열원을 필요로 한다.

(2) 가변적인 초기 및 주위 온도로 인해 "경화" 시간의 조절이 어렵다.

(3) 주조용 물질이 사용자에 의해 가온되면 불량하게 연화되기 쉽다.

전술한 것들로부터, 본 기술 분야에서 요구되는 것은 석고의 장점, 예컨대 미세한 뼈대 구조를 우수하게 성형하고 촉지하는 성질과 비석고의 장점, 예컨대 우수한 강도 대 중량비 및 공기 투과성을 동시에 갖춘 정형용 주조 물질이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 관점에서, 석고를 실제로 사용하지 않고 상기 장점들을 조합시킴으로써 본원에 요약된 석고의 고유한 단점을 배제하게 되는 것은 당업계에서 현저한 진보일 것이다. 또한, 종래 기술의 정형용 주조 물질보다 우수하고 또는 더 좋은 특성을 가지며, 유리 섬유 니트와 같은 편직물을 사용하는 선행 기술의 정형용 주조 물질보다 현저히 낮은 가격으로 제조될 수 있어 가격적으로 제한이 덜한 비석고 정형용 주조 물질을 제공하는 것은 또한 당해 분야의 추가적 진보일 것이다. 이러한 정형용 주조물 및 이를 제조하는 방법은 본 명세서에 개시되어 있으며 본 발명의 권리 범위이다.

발명의 요약

본 발명은 직물 시이트; 그 직물 시이트 위에 피복된 경화성 액체 수지; 및 그 수지와 연결된 예컨대, 그 내부에 분산된 미세섬유 충전제를 포함하는 물품을 제공한다. 본 발명의 주조용 물질내로 미세섬유 충전제를 삽입시킴으로써 경화된 주조용 물질, 특히 내부에 사용된 직물이 비유리 섬유 직물인 경우 그 물질의 강도를 상당히 증가시키는 반면, 비경화된 주조용 테이프 또는 붕대의 취급 특성을 손상시키지 않는다. 그러므로 경화시에 요구되는 높은 강도 및 높은 강성률을 유지하면서 유리 섬유 백킹의 단점은 나타나지 않을 수 있다.

본 발명의 미세섬유 충전제는 복합체(즉, 수지, 충전제 및 직물을 포함하는 "복합체")의 수지 성분이 전체 강도 및 내구성에 상당히 기여하는 것이 특히 중요한, 비유리 섬유 직물과 같은 저 탄성률의 직물과 함께 사용될 때, 특히 유용하다. 주조용 테이프에서는 상기 수지가 상기 층들을 단순히 결합시키는 것이 아니고 일정 하중을 갖는 성분으로 작용한다는 것이 특히 중요하다. 허용 가능한 수지 하중, 즉 직물상에 피복될 수 있는 수지의 양을 초과하지 않으며, 기재의 구공을 폐색시키지 않는 하중으로 피복된 종래의 수지 시스템은, 더 낮은 탄성률의 백킹을 구비하고, 도포된 주조용 테이프의 층들의 수를 크게 증가시키지 않으면서 사용하는 경우에는 하중을 지탱하는 주조 용도에서 요구되는 강도 특성을 보이지 않는다. 이와는 대조적으로 본 발명은 미세섬유 충전제를 삽입시킴으로써, 통상적인 층수를 가지며 탄성률이 낮은 백킹을 사용하여도 높은 강도의 주조용 붕대를 제조할 수 있다.

본 발명은 정형용 주조 물질 및 그것의 제조 방법 및 사용 방법에 관한 것으로서, 상기 물질은 백킹 또는 직물, 바람직하게는 연신 가능한 백킹 또는 직물을 포함하며, 미세섬유 충전제를 포함하는 경화성 액체 수지로 함침되어 있다. 특히, 본 발명에 사용된 미세섬유 충전제는 정형용 주조 물질로서 적당한 강도를 제공하는데 필요한 범위까지 수지가 적재된 직물을 만드는 중요한 특성 및 물성을 갖는한편, 개선된 촉감적 촉진능(觸診能: manipulability), 성형능 (moldability) 및 촉지능(觸知能; palpability) 뿐아니라 필요한 기공도 및 방사능 투과성을 제공한다. 이와 동시에, 본 발명의 정형용 주조 물질은 비교적 저렴하므로 유리 섬유 직물과 같은 편직물을 사용하는 당해 기술 분야에 현재 공지되어 있는 비석고 정형용 주조 물질에 비해 더욱 경제적인 대안을 제공한다.

본 발명의 한 요소는 반경성(semi-rigid) 또는 가요성 시이트로서, 수지를 시이트 위에서 경화시킬 때 시이트를 보강하기 위해 상기 시이트 위에 경화성 수지를 피복시킬 수 있다. 상기 시이트는 상기 수지로 부분적으로만 함침되도록 다공성인 것이 바람직하다. 적당한 시이트의 예는 천연 또는 합성 섬유 또는 물질로 구성된 부직포, 직포 또는 편직물이 있다. 상기 시이트는 선택적으로 "스크림(scrim)" 또는 "백킹(backing)" 으로 언급될 수 있다. 본 발명이 폴리에스테르 직물과 같은 비유리 섬유 백킹을 갖는 고강도의 주조용 물질을 제조하기 위한 능력을 제공하기는 하나, 유리 섬유 백킹을 사용하는 것이 바람직한 경우도 존재할 수 있다.

유리 섬유 백킹을 원하는 경우, 사용 가능한 적당한 시이트는 미국 특허 제 4,502,479호: 제4,609,578호; 제4,668,563호 및 제5,014,403호 및 미국 특허 출원 제07/976,402 호에 개시되어 있는 것과 같은 유리 섬유 편직물이다. 이러한 유형으로 특히 바람직한 시이트는 미국 특허 제4,609,578호(리드)에 공개된 바와같은 열경화 직물이다. 이 특허 문헌의 편직물 유리 섬유 스크림의 일례로는 Scotchcast^TM2 편직물 유리 섬유 스크림으로서, 미국 미네소타주 세인트폴에 소재한 3엠에서 시판하는 것이 있다. 상기 Scotchcast^TM2 스크림은 3M 사의 Scotchcast^TM2 및 Scotchcast^TMPlus 정형용 주조 물질의 제조에 사용된다.

인식하는 바와 같이, 본 발명의 이점은 비유리 섬유 백킹을 사용하는 경우에 가장 현저하다. 본 발명의 적당한 비-유리 섬유 백킹으로는 천연 유기 섬유; 동물성 물질; 천연계 유기 중합체 섬유: 및 합성 중합체 섬유를 포함하는 직물을 들 수 있다. 본 발명의 직물에 사용되는 적당한 천연 유기 섬유로는 아바카(abaca), 면, 아마, 삼, 황마, 판야, 린넨, 라미에 및 사이잘삼과 같은 식물성 물질을 포함한다. 적당한 동물성 물질은 울, 모헤어, 비큐나, 기타 동물의 털 및 실크를 포함한다. 현재 바람직한 유기 섬유로는 면 및 울을 포함한다. 면이 현재 가장 바람직하다.

본 발명의 직물에 사용되는 적당한 천연계 유기 중합체는 다음과 같다: 아세테이트, 아즐론, 레이온 및 트리아세테이트, 적당한 합성 제조된 유기 중합체는 아크릴산, 아라미드, 나일론, 올레핀[예, 폴리(1-부텐), 폴리에틸렌, 폴리 (3-메틸-1-부텐), 폴리(1-펜텐), 폴리프로필렌 및 폴리스티렌], 폴리에스테르, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리(비닐 알코올), 폴리(염화 비닐) 및 폴리 (염화 비닐리덴)을 포함한다. 현재 바람직한 합성 중합체 섬유로는 아크릴산, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르 및 레이온이 있다. 현재 가장 바람직한 합성 중합체 섬유로는 나일론, 폴리에스테르 및 레이온이 있다. 이와 관련하여, 유기 섬유로 만들어진 바람직한 편직물, 부직물 또는 직물 시이트가, 예컨대 미국 특허 제4,940,047호, 제4,984,566호: 및 제4,841,958호 (에르스펠트 등)에 개시되어 있다.

어떤 유형의 백킹이든 본 발명의 실시에 사용될 수 있으나, 비유리 섬유 시이트가 유리 섬유 시이트에 비해 바람직하다. 비유리 섬유 시이트는, 미세섬유 충전제의 삽입으로 인해 유리 섬유 시이트를 포함하는 주조 물질 보다 현재 상당 정도 유리하다고 여겨진다. 이는 미충전된 비유리 섬유 정형용 주조 테이프의 일반적으로 낮은 강도로 인한 것이라 여겨진다. 또한 방사능 투과성과 관련한 이점은 백킹 물질이 비유리 섬유일 때 얻어진다.

본 발명에 유용한 경화성 수지는 시이트 물질을 피복하는 데 사용될 수 있으며, 상기 수지는 그 후 상기 시이트 물질을 보강하기 위해 경화시킬 수 있는 수지이다. 그 수지는 가교결합된 열경화 상태까지 경화 가능하다. 바람직한 경화성 수지는 유체, 즉 브룩필드 RVT 로토비스코 점도계를 사용하여 23℃에서 측정한 점도가 약 5 Pa·s 내지 약 500 Pa·s, 바람직하게는 약 10 Pa ·s 내지 약 100 Pa·s 인 조성물이다.

본 발명의 주조용 물질에 사용된 수지는 정형용 주조물의 기능적인 요구사항들을 만족시키는 한 어떠한 경화성 수지도 바람직하다. 명백히, 상기 수지는 경화도중 환자 또는 주조물을 도포하는 자에게 해를 끼칠 수 있는 독성 증기를 다량 방출하지 않으며 또한 경화 도중 화학적 자극 또는 과량의 열 발생에 의해 피부 자극을 일으키지 않아야 한다는 점에서 비독성이어야 한다. 또한 상기 수지는 일단 도포되면 경화제와 충분히 반응하여 빠르게 경화될 수 있어야 하므로 반응성이 그리크지 않으면 주조물을 도포하여 성형하는데 충분한 조작 시간을 허용하지 않는다. 초기에는, 주조용 물질은 유연하고 성형성이 있어서 그 자체에 접착된다. 이어서,주조물을 도포한 후 단시간 내에 그것은 굳어지거나 또는 적어도 반경성이 되어서 상기 주조물이 그 피도포자의 활동에 의해 생기는 하중 및 응력을 지탱할 정도로 강해져야 한다. 따라서, 상기 물질은 분단위로 유체 상태의 조건에서 고체 조건으로 변화가 진행되어야 한다.

바람직한 수지는 물로 경화되는 것들이다. 폴리이소시아네이트와 폴리올의 반응에 의해 경화되는 우레탄 수지가 현재 바람직하며, 그 예는 미국 특허 제 4,131,114호에 개시되어 있다. 폴리우레탄, 시아노아크릴레이트 에스테르 및 수분 감지 촉매와 결합될 때는 트리알콕시실란기 또는 트리할로실란기가 말단에 있는 에폭시 수지 및 예비중합체를 비롯하여 많은 부류의 당해 기술 분야에 공지된 수 경화성 수지들이 적당하다. 예컨대, 미국 특허 제3,932,526호에는 1,1-비스(퍼플루오로메틸설포닐)-2-아릴 에틸렌이 미량의 수분을 함유한 에폭시 수지를 중합 상태로 되게 하는 것을 개시하고 있다.

정형용 주조 테이프의 경화를 활성화시키기에 물을 사용하는 것이 가장 간편하고 안전하며 정형외과 의사 및 의료 주조 요원에게 익숙한 방법이기는 하나, 수경화성 이외의 다른 수지 시스템을 사용할 수도 있다. 글리시딜 메타크릴레이트 및 비스페놀 A(4,4'-이소프로필리덴디페놀)의 축합반응로부터 유도된 비스-메타크릴레이트 에스테르와 같은 2작용성 아크릴레이트 또는 2작용성 메타크릴레이트로 붕대를 합침시키는 미국 특허 제3,908,644호에 개시된 것과 같은 수지 시스템이 적당하다. 그 수지는 3 차 아민 및 유기 과산화물의 용액으로 습윤시키면 경화된다. 또한 물은 촉매를 함유할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제3,630,194호는 산화제와 환원제(산화환원 개시제 시스템으로 당해 기술 분야에 공지된 것)의 수용액 중에 붕대를 침지시킴으로써 아크릴아미드 단량체들의 중합 반응을 개시하는 아크릴아미드 단량체에 함침시킨 정형용 테이프를 제안하고 있다. 그러한 붕대의 강도, 강성률 및 경화 속도는 본원에 개시된 인자에 영향을 받는다.

본 발명에 사용되는 현재 더욱 바람직한 몇몇 수지는 수 경화성, 이소시아네이트 작용성 예비 중합체이다. 이 유형의 적당한 시스템은, 예컨대 미국 특허 제 4,411,262호 및 미국 특허 제4,502,479호에 개시되어 있다. 미국 특허 제 4,667,661호 및 미국 특허 출원 제07/376,421호에 개시된 수지 시스템이 현재 더욱 바람직하다. 이하에 개시된 것은 주로 본 발명의 바람직한 실시양태에 관한 것으로서, 여기서는 수 경화성 이소시아네이트 작용성 예비중합체를 경화성 수지로 사용한다.

이소시아네이트 및 폴리올의 반응에 의해 형성된 폴리이소시아네이트 예비중합체로서 상기 직물 위에 수지를 피복시키는 것이 바람직하다. 톨루엔 디이소시아네이트(TDI)와 같은 보다 휘발성인 물질보다는 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI)와 같은 저휘발성의 이소시아네이트를 사용하는 것이 바람직하다. 적당한 이소시아네이트는 2,4-톨루엔 디이소시아네이트, 2,6-톨루엔 디이소시아네이트, 이들의 이성질체의 혼합물, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄 디이소시아네이트, 이들의 이성질체와 2,2-디페닐메탄 디이소시아네이트(통상, 디페닐메탄 디이소시아네이트로 시판됨)의 가능한한 소량과의 혼합물, 및 아닐린과 포름알데히드의 축합반응 생성물의 포스겐화로부터 유도된 방향족 폴리이소시아네이트 및 이들의 혼합물이 있다. 예비중합체 시스템에 사용되는 전형적인 폴리올로는 폴리프로필렌 에테르 글리콜(아르코 케미칼에서 Arcol^TMPPG 및 BASF 와이안도트에서 Pluracol^TM으로 시판함), 폴리테트라메틸렌 에테르 글리콜(퀘이커 오우츠 컴패니에서 시판하는 Polymeg^TM), 폴리카프롤락톤 디올(유니온 카바이드에서 시판하는 Niax^TMPCP 시리즈) 및 폴리에스테르 폴리올(훅커 케미칼 컴패니의 루코지부에서 시판되는 Rucoflex^TM폴리올과 같은 디카르복실산과 디올의 에스테르 반응으로부터 얻은 히드록실 말단화된 폴리에스테르)을 들 수 있다. 고분자량의 폴리올을 사용함으로써, 경화된 수지의 강성률을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 주조 물질에서 유용한 수지의 예로는 다우 케미칼 컴패니에서 시판되는 Isonate^TM2143L로 공지된 이소시아네이트(약 73% 의 MDI를 함유하는 디이소시아네이트와 트리이소시아네이트의 혼합물) 및 유니온 카바이드에서 Niax^TMPPG725 로 공지된 폴리프로필렌 산화물 폴리올이 있다. 상기 물질의 보존수명을 연장하기 위해서는 염화 벤조일 또는 기타 적당한 안정화제를 0.01 중량% 내지 1.0 중량% 포함시키는 것이 바람직하다.

수지가 수 경화제에 노출되는 경우, 수지의 반응성은 적당한 촉매를 사용함으로써 조절될 수 있다. 그 반응성은 (1) 수지의 부피내로 물을 추가 투과시키는 것을 막으면서 상기 수지 표면 위에 경화성 필름을 빨리 형성시키거나; 또는 (2)상기 주조물의 도포 및 성형이 완결되기 전에 단단해질 정도로는 크지 않아야 한다. 양호한 결과는 미국 특허 제4,705,840호에 개시된 대로 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량%의 농도로 제조된 4-[2-[1-메틸-2-(4-모르폴리닐)에톡시]에틸]모르폴린(MEMPE)을 사용하여 얻어진다.

상기 수지에 기포가 형성되면 주조물의 기공도 및 총 강도가 감소되기 때문에 기포 형성은 최소화되어야 한다. 물이 이소시아네이트기와 반응할 때 이산화탄소가 방출되므로 기포가 형성된다. 기포 형성을 최소화시키는 한 방법은 예비중합체 중의 이소시아네이트기 농도를 감소시키는 것이다. 그러나, 반응성, 조작능 및 최종 강도를 얻기 위해서는 적당한 농도의 이소시아네이트기가 필요하다. 수지 함량이 낮으면 기포가 덜 형성되지만, 강도 및 박리 내성과 같은 소정의 주조물 특성을 얻기 위해서는 적당한 수지 함량이 요구된다. 기포 형성을 최소화시키는 가장 만족할만한 방법은 실리콘 안티포옴 A(다우 코닝) 또는 안티-포옴 1400 실리콘 유체(다우 코닝)과 같은 기포 억제제를 상기 수지에 첨가하는 것이다. 약 0.05 중량% 내지 1.0 중량%의 농도로 다우 코닝 안티-포옴 1400 과 같은 실리콘 액체를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 미국 특허 출원 제07/376,421호 및 유럽 공고된 특허 출원 EPO 0 407 056에 공개되어 있는 것과 같이 소수성 중합체 입자의 안정한 분산물을 함유하는 수 경화성 수지 또한 기포 형성을 감소시키는 데 사용될 수 있다.

본 명세서에 사용된 수 경화성 이소시아네이트 작용성 예비 중합체는 폴리이소시아네이트, 바람직하게는 방향족이며 반응성인 수소 화합물 또는 올리고머로부터 유도된 예비중합체를 의미한다. 그 예비중합체는 물, 예컨대 수증기 또는 바람직하게는 액체 상태의 물에 노출시 경화되는 충분한 이소시아네이트 작용성을 갖는다.

또한, 본 발명에 현재 더욱 바람직한 수지로서는 물 반응성 액체 유기금속 화합물과 같은 비이소시아네이트 수지가 포함된다. 이 수지는 이소시아네이트 수지 시스템에 대한 대응물로서 특히 바람직하다. 정형용 주조물중에 사용되기에 적합한 수 경화성 수지 조성물은 수 반응성 액체 유기금속 화합물 및 유기 중합체로 이루어진다. 유기 금속 화합물은 일반식 (R¹O)_xMR² _(y-x)의 화합물이며, 이 때 각 R¹은 각각 C₁-C₁₀₀탄화수소기이며, 주쇄에 1개∼50개의 비과산화물인 -0-, -S-, -C(0)- 또는 -N-기가 선택적으로 삽입되어 있고, 각 R²는 각각 수소 및 C₁-C₁₀₀탄화수소기로 이루어진 군 중에서 선택되며 주쇄에 1개∼50개의 비과산화물인 -O-, -S-, -C(O)- 또는 -N-기가 선택적으로 삽입되어 있고, x는 1 내지 y 사이의 정수이며, y는 M의 원자가이고, M은 붕소, 알루미늄, 실리콘 또는 티타늄이다. 유기 중합체는 첨가 중합체 또는 축합 중합체 중의 하나이다, 첨가중합체가 유기 중합체 성분으로 사용되는 것이 바람직하다. 특히 유용한 첨가 중합체는 에틸렌계 불포화 단량체로 만들어진 것이다. 시판용 단량체로부터 첨가 중합체를 형성할 수 있는데, 이 단량체로는 에틸렌, 이소부틸렌, 1-헥센, 클로로트리플루오로에틸렌, 염화비닐리덴, 부타디엔, 이소프렌, 스티렌, 비닐나프탈렌, 에틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 테트라히드로퍼푸릴 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 폴리(에틸렌 옥사이드) 모노아크릴레이트, 헵타플루오로부틸 아크릴레이트, 아크릴산, 메틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 3-메타크릴옥시프로필트리스(트리메틸실록시)실란, 이소부틸 메타크릴레이트, 이타콘산, 비닐아세테이트, 비닐스테아레이트, N,N-디메틸아크릴아미드, tert-부틸 아크릴아미드, 아크릴로니트릴, 이소부틸 비닐 에테르, 비닐 피롤리돈, 비닐 아즐락톤, 글리시딜 메타크릴레이트, 2-이소시아네이토에틸 메타크릴레이트, 말레산 무수물, 비닐 트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, 및 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 가수분해 가능한 작용기를 갖는 중합체가 바람직하다. 산성 또는 염기성 촉매를 사용하여 이 조성물의 수 경화를 촉진할 수 있다. 강산 촉매가 바람직하다.

본 발명의 미세섬유 충전제는 전술한 임의의 수지에 혼입되는 경우 많은 이점을 제공한다. 예를 들면, 미세섬유 충전제를 삽입시킨 수지는 하기 특성을 보인다: 백킹위에 피복하는 경우 강도가 급격히 증가함(이 때, 강도 증가는 충전된 수지가 비유리 섬유 백킹상에 피복될 때 급격하다): 경화에 따라 증가된 "초기 강도", 개선된 내구성 및 고 탄성률; 우수하고 종종 더 좋은 층-대-층 적층 강도; 경화시 낮은 발열 현상: 및 상기 미세섬유 충전제를 삽입하지 않은 수지에 비해 낮은 유효수지 단가. 또한, 미세섬유 충전제 및 비유리 섬유 백킹을 사용하는 주조용 붕대는 종래의 유리 섬유 붕대에 비해 개선된 방사능 투과성을 가진다고 여겨진다. 즉, 미세섬유 충전제는 뼈의 상(image) 위에서 특정 메쉬의 그림자 유형과 겹쳐져 뼈의 미세 구조물을 차단하지 않는다. 또한, 본 발명의 미세섬유 충전제를 사용한현탁액은 일반적으로 수지 점도에 있어서 매우 적은 증가를 보이므로 주조용 붕대를 푸는 것을 쉽게하고 드레이프성(drapability)과 같은 취급성을 좋게 한다.

본 명세서에 사용된 용어 "미세섬유 충전제"란 본 발명의 주조용 테이프내로 혼입시 강도를 바람직하게 증가시키지만 비경화된 수지 현탁액의 점도에 역효과(그에 의한 주조용 테이프의 드레이프성의 역효과)를 주지않는 충전제가다. 본 발명에 유용한 미세섬유 충전제는 일반적으로 약 5:1 이상의 종횡비를 갖는 단섬유인 것을 특징으로 한다. 본 명세서에 사용된 용어 "종횡비(aspect ratio)"란 섬유의 길이 대 섬유의 직경을 말한다. 불규칙한 횡단면 또는 원형이 아닌 횡단면을 갖는 섬유에 있어서, 상기 미세섬유의 "직경"은 미세섬유를 가로지르는 가장 큰 너비를 말하는 것이다. 상이한 종횡비를 갖는 미세섬유들의 혼합물을 본 발명의 주조 테이프에 사용할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해서는 미세섬유 혼합물을 사용하는 경우 미세섬유 혼합물의 종횡비는 평균 종횡비를 말한다. 바람직한 미세섬유 충전제 또는 혼합물의 종횡비는 5:1 내지 200:1 이다. 5:1 내지 50:1이 더욱 바람직하며, 10:1 내지 30:1이 가장 바람직하다.

적당한 미세섬유의 평균 직경은 약 1 ㎛ 내지 60 ㎛이고, 평균 길이는 약 25 ㎛ 내지 약 1,000 ㎛이다. 바람직한 미세섬유 충전제 또는 혼합물의 평균 직경은 0.1 ㎛ 내지 60 ㎛이며, 미세섬유의 평균 직경이 1 ㎛ 내지 40 ㎛이 더욱 바람직하며, 미세섬유의 평균 직경이 1 ㎛ 내지 30 ㎛인 것이 가장 바람직하다. 미세섬유 충전제 또는 혼합물의 평균 길이는 25 ㎛ 내지 5,000 ㎛가 바람직하며, 미세섬유의 평균 길이가 30 ㎛ 내지 1,000 ㎛가 더욱 바람직하고, 미세섬유의 평균 길이가 30㎛ 내지 500 ㎛인 것이 가장 바람직하다. 현재 가장 바람직한 충전제인 Nyad G Wollastokup은 주로 메쉬 사이즈에 의해 특징 지워진다. 이물질의 90%가 200 메쉬의 스크린(127×127 ㎛구멍 크기)을 통과한다. 스캐닝 전자 현미경 "SEM" 사진의 육안 관찰 결과, 평균 섬유 직경이 10 ㎛ 내지 30 ㎛이고 평균 섬유 길이는 200 ㎛ 내지 400 ㎛ 범위로 나타났다.

미세섬유는 천연 무기 섬유, 합성 무기 섬유, 천연 유기 섬유 및 합성 유기 섬유일 수 있다. 무기 섬유인 경우는 단일 결정(예, 위스커), 다결정질 또는 다형태일 수 있다. 경우에 따라 섬유 혼합물을 사용할 수 있다.

무기 섬유의 다양한 구조적 특징은 섬유 화학 및 섬유 형성 기술의 복잡한 상호작용을 반영한다. 유리 섬유 및 발연 실리카 섬유와 같은 무정형 무기 섬유는 용융 스핀법에 의해 제조된다. 비록 이 섬유들이 비교적 높은 인장 강도를 가지고는 있으나 그것의 탄성률은 무기 섬유중 최저값이다. 한편, 당업자에게는 "위스커(whisker)"로 종종 언급되는 단일 결정 섬유는 일반적으로 화학적으로 순수하고 매우 질서가 있는 구조이다. 이는 이론적 한계값에 접근하는 강도를 갖게하며 모든 섬유 중 강도를 가장 높게 만든다.

위스커는 최종 강도의 단섬유 물질이다. 그것은 작으며(직경이 1 ㎛ 이하 단위로부터 수 ㎛의 범위임), 고도의 결정질 완성도(crystalline perfection)를 갖는 단일 결정 섬유이다. 일반적으로, 위스커의 크기가 작아질수록, 그 완성도가 커진다. 이 완성도는 낮은 전위(轉位) 밀도, 낮은 공극 정도, 낮은 내부 및 표면 결함과 입자 경계가 존재하지 않음으로 인한 것이다. 위스커는 전형적으로 높은 기계적특성을 갖는다 : 예컨대, 13 GPa 내지 32 GPa 사이의 인장 강도(가장 통상적인 섬유의 10 배), 450 GPa 내지 900 GPa의 탄성률, 3% 내지 4%의 신장률 및 예외적으로 높은 인성 및 비파쇄도를 갖는다.

미세섬유는 과포화 용액으로부터의 침전과 같은 저가의 가공기법에 의해 비교적 빨리 제조될 수 있다. 그러나 그것들은 빨리 액체 상태로부터 제조되기 때문에 실제 위스커의 순도 및 결정질의 완성도를 갖지 않는다. 이 섬유는 일반적으로 입자 경계를 갖는 다결정질 섬유 덩어리이며, 종종 공극, 전위 및 실제 위스커에서 거의 발견되지 않는 결정성 결함을 포함한다. 그럼에도 불구하고 일반적으로 상기 미세섬유는 그것을 둘러싼 경화된 매트릭스 수지보다 더 우수한 특성을 가지며 본 발명의 주조 물질에 사용하기 적합하다.

적당한 무기 미세섬유로 현재 바람직한 것의 예로는 순수하거나 또는 혼합된 금속 산화물로 형성된 세라믹 섬유, 붕소 섬유, 분쇄된 유리 섬유, 티탄화 칼륨 섬유, 황산 칼슘 섬유(예, 프랭클린 섬유), 그리고 석면(즉, 크리소타일 또는 수화된 마그네슘 실리케이트)과 같은 가공된 광물 섬유, 및 울라스토나이트(즉, 칼슘 메타실리케이트 -CaSiO₃) 등이 있다. 석면은 적당하기는 하나, 최근에는 건강을 고려하여 바람직하지 않다. 적당한 유기 미세섬유의 예로는, 탄소/흑연 섬유 및 아라미드 섬유 등이 있다.

프랭클린 섬유 충전제는 전형적인 황산칼슘 충전제와는 매우 다른 황산칼슘의 위스커 형태이다. 그것은 열수 합성법을 사용하여 석고로 만들어진 것이다. 이방법에서는 석고를 단일 결정상인, 황산칼슘 반수화물의 미세섬유로 전환시킨다. 연이어 사소(dead burning)시켜 무수 형태를 제조한다. 주목할 것은 물 반응성 수지 시스템에서는 비록 결정 구조의 "경계" 및 일부가 수지를 미리 반응시키더라도, 미세섬유 충전제의 무수 형태만이 반수화물 형태의 물로 적당하다는 것이다.

본 발명의 적당한 미세섬유 충전제는, 강도를 바람직하게 증가시키나 비경화된 수지 현탁액의 점도에 역효과를 주지 않는 충분한 양으로 액체 수지중에 삽입시킨다. 수지내 적당한 충전제의 양은 #6 또는 #7 추로 브룩필드 RTV 로토비스코 점도계를 이용하여 23℃ 에서 측정한 경화전 점도가 500 Pa ·s 이하인 현탁액을 만드는 양이다(100 Pa ·s 이상의 점도는 #7 추로 측정해야 한다). 바람직한 현탁액은 경화 전의 점도가 약 5 Pa ·s 내지 약 100 Pa ·s, 더욱 바람직하게는 약 10 Pa ·s 내지 약 70 Pa ·s, 가장 바람직하게는 약 30 Pa ·s 내지 약 70 Pa ·s 이다. 미세섬유 충전제의 정확한 양은 최초의 수지 점도, 미세섬유 유형, 미세섬유 크기 및 종횡비와 같은 인자들로 인해 정확히 결정될 수는 없으나, 본 발명에 사용되는 현탁액은 최대 약 40%의 미세섬유 충전제를 함유하는 것이 적당하다. 수지 및 미세섬유 충전제의 현탁액은 약 3% 내지 약 35%의 미세섬유 충전제를 함유하는 것이 바람직하다. 수지 및 미세섬유 충전제의 현탁액은 약 7% 내지 약 25%의 미세섬유 충전제를 함유하는 것이 더욱 바람직하다. 수지 및 미세섬유 충전제의 현탁액은 약 10% 내지 약 25%의 미세섬유 충전제를 함유하는 것이 가장 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시양태에서는 본 발명의 미세섬유 충전제를 먼저 스크림 위에 피복하거나 그 내부에 삽입시킬 수 있으며, 그 후 액체 수지로 피복한다.현재, 미세섬유 충전제를 상기 수지내로 먼저 현탁시키는 것이 필수적인 것이라고는 여겨지지 않는다.

수지의 높은 반응성에 기인하여 주조용 테이프에 관한 주된 문제는 저장 안정성이다. 현재 바람직한 물 활성화 물질의 경우, 이것은 두 가지 문제를 제시한다 : (1) 생성물을 수분이 없는 상태로 유지시키는 것; 및 (2) 파우치 (pouch) 내에서의 원치않는 부반응을 막는 것, 수지 피복된 물질의 경화는 물 또는 수증기와의 접촉에 의해 개시되므로 시판용 주조 제품은 일상적으로 방수 파우치 또는 용기에서 저장된다. 현재 바람직한 파우치는 알루미늄 호일/중합체 적층 구조물을 포함한다. 수 경화성 정형 주조용 테이프와 같은 많은 물질들은 사용 전에 오랜 기간 동안(1∼5 년) 저장되는 일이 잦으므로, 저장 안정성은 중요한 문제이다. 본 발명의 바람직한 미세섬유 충전된 물질은 물의 부재하에서 경시적 저장 안정성이 있다. 또한, 미세섬유 충전제가 존재하므로 시간에 따라 수지의 점도를 현저히 추가 증가시키지 않는 것으로 보인다. 이소시아네이트 작용 수지에서, 염기 화합물이 수지 시스템에 첨가되는 경우 일반적으로 점도가 증가된다. 이는 이소시아네이트기의 삼량체화 반응, 알로포네이트 형성 반응(이소시아네이트와 우레탄 작용기와의 반응) 및 뷰렛 형성 반응(이소시아네이트와 요소 작용기와의 반응)과 같이 수분 부재하의 부반응에 기인하는 것으로 추정된다.

수지 안정성에 관한 미세섬유 충전제의 효과는 충전된 수지 조성물 및 충전제를 포함하지 않는 대조군의 수지를 제조하고, 그 수지를 단지 하나당 약 200 g 만큼의 양으로 밀봉 단지내에 나눠넣고, 그 밀봉 단지를 49℃의 오븐에 방치하여평가할 수 있다. 5∼8 주 동안 주 단위로 각각의 단지를 꺼내어 3 시간 동안 25℃에서 평형 상태로 한 후 전술한 브룩필드 RVT 점도계상에서 점도를 시험하였다. 그 후, 충전된 수지와 미충전된 수지에 대한 경시적인 점도 증가를 비교하였다. 미 충전된 대조군 수지에 비해 미세섬유 충전제는 점도 증가율이 현저하지 않았다. 충전제를 함유하는 단지를 주기적(예, 매일)으로 뒤집어서 충전제가 수지중에 현탁 상태를 유지하도록 하는 것에 주의하였다. 일단 수지가 스크림 위에 피복되면 미세섬유 충전제의 침강 또는 이동 현상이 뚜렷하지 않으며 탁월한 균일성을 얻는다.

필요에 따라, 미세섬유 충전제를 실란, 티타네이트, 지르코네이트 및 유사물로 표면 처리하여 수지 결합, 혼합의 용이성 및 혼화능을 개선시킬 수 있다. 상기 표면 처리는 수지내로 또는 동일계에서 미세섬유를 충전시키기 전에 수행할 수 있는데, 즉 그 표면 처리제를 이후의 충전제와의 반응을 위해 현탁액 내로 삽입시킬 수 있다.

하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕고자 제시된 것으로서, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 특별한 언급이 없으면 모든 부와 %는 중량을 기준으로 한 것이다.

실시예

실시예 1

미세섬유 충전된 이소시아네이트 수지의 점도

12.7 cm × 2.54 cm × 0.318 cm Teflon^TM임펠러, 첨가 깔대기, 질소 퍼즈라인 및 온도계를 장착한 3.8 ℓ (1 갤런)들이 유리 용기를 조립한 후, 질소로 30 분간 퍼즈하여 전 장치를 완전히 건조시켰다. 하기 약품을 첨가 깔때기를 통해 5 분 간격으로 순서대로 반응기에 가했다 :

¹"MEMPE" = 모르폴리노에틸모르폴리노이소프로필 에테르

²"E-562" = 중합체 충전된 폴리올(전에는 유니온 카바이드 코오포레이숀에서 시판됨, 현재 아르코 케미칼 컴패니에서 아르콜 폴리올 24-32 로 시판)

³배합된 성분들은 4.26의 NCO 대 OH 비를 제공한다.

점도가 증가됨에 따라 서서히 교반 속도를 증가시켰다. 용기를 일시적으로 유리 울(glass wool)로 절연하고, 가열용 맨틀로 서서히 가열하여 반응 온도를 55℃로 증가시켰다. 유리 울을 교반기, 온도계 및 첨가 깔대기와 함께 제거하였다. 그 용기를 밀봉하고 수지를 24 시간 동안 냉각시켰다.

혼합을 완료하자마자, 즉 성분들이 균질하게 되자마자, 계속 가온하에 상기 수지 ("수지 A")를 375 g의 분획으로 나누고 거기에 다양한 양의 Nyad G 10012를 하기표 1 b에 제시한 대로 첨가했다. 그 수지 및 Nyad 혼합물을 400ml 절연 단지에 채우고 1 시간 동안 진탕기에서 격렬히 진탕하였다. 진탕 후, 그 단지를 약 20 rpm에서 18 시간 동안 굴렸다. 이같이 굴리는 것은 충전제가 침강하는 것을 막음으로써 상기 혼합물을 균일한 현탁액으로 유지시켰다.

그 후, 제6호 추로 10 rpm에서 브룩필드 RVT 로토비스코 점도계를 사용하여 점도를 측정했다. 점도 측정중 상기 현탁액을 23℃로 유지하였다.

상기 과정을 표 1c에 후술한 성분을 사용하여 반복하였다.

¹"PPG-725" = 아르코 케미칼 컴패니에서 시판하는 폴리프로필렌 글리콜

²"PPG-425" = 아르코 케미칼 컴패니에서 시판하는 폴리프로필렌 글리콜

³배합된 성분들은 3.7의 NCO 대 OH의 비를 제공한다.

상기 수지("수지 B") 375 g의 분획에 Nyad G 또는 대조물로서 종래의 운모 충전제를 다양한 양으로 첨가했다. 이들 충전제를 수지에 첨가하여, 진탕하고, 전술한 바와 같이 굴렸다. 표 1d에는 각 375 g의 수지 분획에 첨가된 충전제 중량 및 생성된 현탁액의 점도를 수록했다.

¹"운모" = 미국 매사츄세츠주 월밍턴에 소재한 멀 코오포레이숀에서 시판하는 100 메쉬의 #88 Alsibronz WG 운모.

실시예 2

TEOS 수지의 점도

건조한 질소 퍼즈된 75 L 반응기에 테트라에틸오르토실리케이트("TEOS" 악조 케미칼 인코오포레이티드에서 시판됨) 6.25 부 및 A-151 실란(유니온 카바이드 컴패니에서 시판됨) 3.75 부를 첨가하고, 내용물을 140℃로 가열하여 수지 조성물을 제조하였다. 이소부틸 메타크릴레이트 13.13 부, A-174 실란(유니온 카바이드 컴패니에서 시판됨) 1.88 부 및 O,O-tert-부틸-O-(2-에틸헥실)-퍼옥시카보네이트(아토켐 컴패니에서 시판됨) 0.563 부의 혼합물을 1.5 시간에 걸쳐서 천천히 반응기에 주입하였다. 상기 성분들을 추가로 1.5 시간 동안 140℃에서 가열하였다. 상기 성분들을 110℃로 냉각한 후, 추가의 O,O-tert-부틸-O-(2-에틸헥실)-퍼옥시카보네이트 0.094 부를 상기 용기에 넣었다. 상기 성분들을 추가로 19 시간 동안 110℃에서 가열하고, 실온으로 냉각시킨 후 배수하였다.

200 ml 단지(jar) 각각에 상기 수지(이하 "수지 T"라 부름) 약 180 mg와 메탄 술폰산 촉매 3.6 g을 첨가하였다. 이를 주의 깊게 처리하고 본 과정 및 건조 환경, 즉 상대 습도가 약 4% 미만인 환경에서 후속 과정을 수행하였다. 그 후, Nyad G 10012을 농도를 변화시켜가면서 수지에 첨가하고, 고전단 분산기를 사용하여 혼합하였다. 밤새 굴린 후, 현탁액의 점도를 실시예 1에서 기술한 바와 같이 측정하였다. 표 2a는 상이한 양의 Nyad G를 수지에 첨가했을 경우 얻은 결과를 나타낸다.

상기 자료가 예시하는 바와 같이, 충전제를 15 중량% 첨가하여 현탁액의 점도를 단지 약 21% 증가시켰다.

실시예 3

다량한 충전 수지의 점도

본 발명의 충전제는 종래의 무기 충전제에 비해 몇가지 개선점을 제공한다. 종횡비가 15.1 및 20:1인 표면 처리된 칼슘 메타실리케이트 미세섬유(Nyad G Wollastokup 10012), 종횡비가 20:1인 표면 처리되지 않은 칼슘 메타실리케이트 미세섬유(Nyad G Wollastonite) 및 종횡비가 30:1인 무수 황산 칼슘 미세섬유(프랭클린 섬유)를 평균 입자 크기가 약 0.5 ㎛ 내지 약 1 ㎛인 알바글라스 롬베(Albaglass Rhombe) 형태 및 평균 입자 크기가 1.9 ㎛이고 미국 메사추세츠주 아담스에 소재하는 피제르 미네랄스, 피그멘츠 앤드 메탈 디비젼에서 시판하는 알보카(Albocar) 5970 스텔러(Steller) 형태와 같은 종래의 칼슘 카보네이트 미립 충전제와 비교하였다. 종래의 탄산칼슘 미립 충전제는 둘다 종횡비가 5:1 보다 훨씬 작았다.

수지 A의 분획 200 g에 상기한 충전제의 양을 달리하면서 첨가하였다. 필요에 따라 충전제를 건조시켜 수분 함량을 약 0.1% 미만으로 조정하였다. 각각의 수지/충전제 현탁액을 실험실용 분산기를 사용하여 혼합한 후, 회전시켜 균질하게 하였다. 현탁액 각각의 점도 측정은 전술한 과정에 따라 수행하였다. 상기 현탁액을 측정전과 측정 중 23℃로 유지하였다. 점도가 100 Pa ·s를 초과하는 현탁액에 대해서는 실시예 1에 기술한 바와 같이 6 호 추대신에 7 호 추를 사용하여야 하였다. 표 3a는 충전제 농도를 변화시켜 가면서 측정한 이들 충전제의 점도(단위: Pa·s)결과를 예시한다.

상기 데이타가 예시하는 바와 같이, 미세섬유 충전제의 혼입은 현탁액 점도를 유해하에 증가시키지 않고 실질적으로 충전제 하중을 더 크게 만든다. 예를 들어, Nyad G(처리함, 종횡비 20:1) 20%를 혼입하면 종래의 미립 충전제를 단지 7% 혼입시킨 것보다 더 낮은 점도의 현탁액이 얻어진다.

실시예 4

링 강도 및 박리에 대한 미세섬유 충전제의 효과

본 발명의 미세섬유 충전제가 혼입된 수지를 사용하여 몇개의 주조용 테이프를 제조하였다. 실시예 1의 수지 A에 Nyad G 10012 미세섬유 충전제 15 중량%를 첨가하였다. 백킹으로서 종방향으로 1 cm 당 3.1 개의 섬유 관속, 횡방향으로 1 cm 당 3.2 개의 섬유 관속 및 메쉬 크기가 1 ㎠ 당 약 9.9 개의 개구인 Sontara 8043 수엉킴 틈새가 있는 부직포(hydroentangled apertured non-woven)(듀퐁에서 시판됨)를 사용하여 4 개의 주조용 테이프를 제조하였다. 실행 1 및 실행 3은 충전하지 않은 수지 A(즉, Nyad G 충전제 없음)를 사용하여 대조군으로 제조하였다. 의미있는 직접 비교 수단으로서, 각각 3.5 및 3.65의 유사한 수지 피복 중량(즉, 하나의백킹 단위 중량당 수지의 중량)을 사용하여 실행 1과 실행 2를 비교하는 한편, 실행 3 및 실행 4는 각각 4.0의 수지 피복 중량을 보유하였다.

링 박리는 다음과 같은 과정으로 측정하였다. 저장 파우치로부터 수지 피복된 재료 1 롤을 취하고, 상기 롤을 약 27℃의 탈이온수에 약 30 초간 침지시킴으로써 6 개의 수지 피복된 재료층을 함유하는 원통형 링을 형성하였다. 형성된 링의 너비는 사용한 수지 피복된 재료의 너비, 즉 7.62 cm와 동일하였다. 그 후, 상기 수지 피복된 재료의 롤을 물에서 꺼내고, 상기 재료로 얇은 스톡키네트 [예를 들면, 3M 합성 스톡키네트(Stockinet) MS02]가 덮여 있는 직경 5.08 cm 의 맨드렐(mandrel)을 감싸 재료 1 cm 너비당 약 45 g의 조절된 래핑(wrapping) 장력을 사용하여 6 개의 완전 균일층을 형성하였다. 약 15.24 cm의 유리된 테일(tail)을 남기고, 롤의 나머지를 절단하였다. 실린더를 물에서 꺼낸 후, 각각의 실린더를 30초내에 완전히 감았다.

최초로 물에 첨지시킨 때로부터 15 분 내지 20 분 후, 경화된 실린더를 맨드렐로부터 제거하고, 최초로 물에 침지시킨 때로부터 30 분후, 그의 박리 강도를 측정하였다.

박리 강도의 측정은 테스트 기계, 즉 인스트론 모델 1122 기계의 단지내에 원통형 샘플의 유리된 테일을 위치시키고, 실린더가 추의 축 둘레에서 자유롭게 회전하도록 하기 위해 실린더의 오목한 중심에 추를 위치시킴으로써 수행하였다. 그후, 인스트론 기계를 가동시켜 샘플의 유리 테일을 약 127 cm/분의 속도로 잡아당겼다. 최초 33 cm의 실린더 위를 감싼 층을 박리시키기 위해 필요한 평균력은 샘플의 단위 너비당 힘(N/cm 너비)으로 기록하였다. 각각의 재료에 대해, 5 개 이상의 샘플을 시험하였으며, 그 후 평균 박리력을 계산하여, "박리 강도"로 기록하였다.

링 강도는 하기 과정으로 측정하였다. 경화된 주조용 붕대로 된 6 층 실린더를 박리 시험을 위해 전술한 방법으로 제조하였다. 단, 초과량의 재료를 제거함으로써 테일을 남기지 않고 이들 원통형 링을 형성시켰다.

초기 수중 침지후 30 분 경과시 각각의 실린더를 그 각각의 맨드렐로부터 제거하고, 상대 습도가 55%±5%이고 온도가 25℃±2℃로 조절된 대기에서 24 시간 내지 48 시간 동안 경화시켰다. 각각의 실린더를 시판되는 시험용 기계, 예를들면 인스트론 기구의 장착물에 위치시키고, 압착 하중을 원통형 링 샘플에 그의 외면을 따라 축과 평행하게 적용하였다. 원통형 링을 장착물과 약 4 cm이격되어 있는 2 개의 하부 바(너비 1.9 cm, 높이 1.3 cm 및 길이 15.2 cm의 바) 사이에 길이 방향으로 위치시켰다. 상기 바들의 내부 가장자리는 반지름이 0.31 cm인 곡면을 형성하도록 기계가공하였다. 제3의 바(너비 0.63 cm, 높이 2.5 cm 및 길이 15.2 cm)는 원통의 중앙에, 그의 축과 평행하게 위치시켰다. 제3의 바의 바닥 또는 접촉 가장자리는 반지름 0.31 cm의 곡면을 형성하도록 기계가공하였다. 제3의 바는 약 5 cm/분의 속도로 실린더를 지탱하고 분쇄하기 위해 하강시켰다. 실린더를 분쇄하는 동안 적용된 최대 피크력을 "링 세기"로 기록하였으며, 특별한 경우 "건조 세기" (실린더 단위 길이당 힘으로 표현함, 즉 N/cm)라 기록하였다. 각각의 재료에 대해, 5 개 이상의 샘플을 시험하였으며, 그 후 적용된 평균 피크력을 계산하고, 건조 "링 강도"로 기록하였다.

본 명세서에 개시한 바에 따라 미세섬유 충전제를 함유하는 수지 피복된 재료에 대해 상기 링 강도 실험을 수행하는 경우, 동일한 스크림 재료와 동일한 수지 피복 중량(즉, 비교되는 피복물은 직물 중량당 수지 중량이 동일함)으로부터 제조하되, 단지 미세섬유 충전제가 없는 수지 피복된 재료보다 더 양호한 링 강도가 관찰된다면, 미세섬유 충전제가 링 강도를 증가시키는 것으로 간주되고, 따라서 그 미세섬유 충전제는 본 발명의 범주에 든다. 마찬가지로, 미세섬유 충전제를 함유하는 재료를 미세섬유 충전제를 함유하지 않는 대조용 재료와 비교하는 경우, 필적할 수 있거나 더 양호한 박리 강도가 관찰된다면, 그 미세섬유 충전제는 본 발명의 범주에 드는 것으로 간주된다.

하기 표 4a는 실행 번호, 수지 내의 Nyad G 미세섬유의 중량%, 백킹 상의 총 피복 중량, 백킹 상의 수지 피복 중량, 경화된 구조의 측정된 링 강도 및 경화된 구조의 박리 강도를 나타낸다. 특별한 언급이 없는 한 본 실시예 및 하기 실시예의 각각의 실행에 대한 샘플 크기는 5 이다.

¹"피복 중량"은 직물 단위 중량당 수지 및 충전제의 총중량을 의미한다.

²경과 24 시간 후 측정한 건조 링 강도

상기 데이타가 예시하는 바와 같이, 미세섬유 충전제를 혼입하면 합성 테이프의 강도가 현저히 증가될 뿐아니라 층 대 층 적층 강도에도 기여한다. 비교 목적으로, 전형적인 유리 섬유 주조용 테이프는 건조 링 강도가 약 95 N/cm 너비 내지 약 107 N/cm 너비이고 링 박리 값이 약 7.7 N/cm 너비 내지 약 10.7 N/cm 너비임을 주목해야 한다, 실행 번호 4 (미세섬유가 혼입됨)는 이들 기준을 만족한다. 특히, 실행 2 와 3의 비교는 본 발명의 미세섬유 충전제가 일부 충전되지 않은 수지에 대체되는 경우에 필적할만한 주조용 테이프가 제작될 수 있음을 나타낸다. 따라서, 링 강도 및 링 박리값을 유지하면서 이전보다 더 적은 수지 사용량으로 주조용 테이프를 제작할 수 있다. 이는 비용 절감 측면(충전제는 수지보다 가격이 낮음)뿐아니라 경화시 더 낮은 발열성을 보이는 주조용 테이프를 제공한다는 측면에서 중요하다. 후자의 특징은 싸여진 주조용 재료의 과도한 내부 온도에 기인하는 환자의 불편을 감소시킨다.

실시예 5

링 강도 및 박리에 대한 미세섬유 충전제의 효과

수지 A를 Nyad G 10012 미세섬유 충전제 15 중량%로 충전하고 실시예 4 에 기술한 바와 같이 편직의 폴리에스테르 백킹위에 피복하였다. 상기 편직물은 위사 안(weft yarn)이 4 개의 편성침 하단에 놓인, 기본적인 2 바 편직물이었다. 1 cm 당 6 개의 편성침(6 게이지)을 가진 라셀리나 RB 크로◎ 경사(warp) 형 편성기계(제이.비. 뮬러 컴패니)를 사용하였다. 체인 스티치는 미국 노스캐롤라이나주 그린스보로에 소재하는 유니피 컴패니에서 제조한 2/150/34 파워 스트레치 폴리에스테르 얀이었다. 이 얀은 2 겹(ply) 얀이었으며, 각각의 얀은 150 데니어이고 34개의 필라멘트를 포함하였으며, 총 안은 300 데니어를 이룬다. 위사 인-레이(in-lay) 얀은 듀풍에서 제조하고 유니피 컴패니에서 직조한 미세 데니어 폴리에스테르 얀(1/150/200)이었다.

상기 테이프를 거의 무장력으로 편직기에 권취시켰다. 그 후, 상기 편직물을 직경이 15 cm인 한 쌍의 가열된(176℃) 캘린더 롤 주위로 분당 6.1 m의 속도로 롤을 이격시키면서 통과시킴으로써 열 수축시켰다. 그 후, 상기 테이프를 닢(nip) 위치에서 가열된 캘린더를 통해 통과시켜 직물 판을 "고르게 하고(iron)", 두께를 감소시켰다. 방법으로 제조된 편직물은 하기 특성을 보유한다.

직물에 풋(foot)을 살짝 놓아 2.5 cm 직경의 접촉 비교기가 장착된 아메스모델 2 두께 게이지(미국 매사츄세츠주 월쌈에 소재한 아메스 게이지 컴패니)를 사용하여 두께를 측정했다. 가열된 캘린더는 테이프 두께를 크게 감소시켰다.

직물 1 g 당 중량 3.5 g 충전 수지로 상기 편직물을 피복하였다. 24 시간에서의 건조 링 강도는 187 N/cm 너비였으며, 링 박리 값은 8.8 N/cm 너비였다.

이는 동일한 백킹을 사용한 비충전 주조 테이프에 비해 상당히 개선된 것이다.

실시예 6

미세섬유 충전된 TEOS 수지로 피복시킨 유리섬유 주조 테이프

실시예 2에 기재된 테트라에틸오르토실리케이트 수지("수지 T")에 다양한 분량의 Nyad G 미세섬유 충전제를 첨가했다. 그 후, 다양한 피복 중량으로 7.6 cm 너비의 Scotchcast^TM2 유리 섬유 백킹에 수지를 피복시켰다. 피복 중량을 조정하여 거의 동일한 "수지" 피복 중량(즉, 충전제 분포를 고려하지 않고, 섬유 중량과 대략 동일한 수지 중량)을 갖는 주조 테이프를 제조했다. 하기 표 6a에는 실행 번호, 수지내 Nyad G 미세섬유의 중량%, 백킹상의 총 피복 중량, 백킹상의 수지 피복 중량 및 경화된 구조물의 링 강도 측정치를 수록했다. 본 실시예 및 이하 실시예 각각의 실행에 대한 샘플 크기는 특별한 언급이 없는 한 5이다.

¹경화 후 24시간, 건조 상태에서 측정

²본 실시예에서 측정된 수치는 이례적으로 부정확한 피복 중량으로 인한 것이라 여겨짐

상기 데이타로부터 알 수 있는 바와 같이, 주형 테이프의 링 강도는 본 발명의 미세섬유를 소량만 혼입하여도 실질적으로 증가될 수 있다. 특히, 미세섬유 충전제를 포함하는 테이프는 여전히 드레이프성 및 취급성이 우수하다. 미세섬유 충전제는 미경화 수지 점도에 거의 영향을 미치지 않으므로 상기 특성에 역효과를 미치지 않는 것으로 보인다.

실시예 7

경화 시간에 대한 미세섬유 충전제의 효과

실시예 1의 수지 A를 전술한 15 중량%의 Nyad G Wollastokup 10012 로 충전시키고, 실시예 4에 기재된 수엉킴 가공된 부직포 백킹 상에 피복시켰다. 생성된 복합 테이프는 예상보다 더 빠르게 경화되어, MEMPE 촉매의 농도를 감소시켰다. 각 실행에 대한 피복 중량은 직물 1 g 당 약 4.5 g이었다. 표 7a는 실행번호, MEMPE 촉매의 중량% 및 경화 시간 측정치를 나타낸다.

180 초의 목표 경화 시간이 바람직하므로, 실행 3의 테이프를 물리적 특성에 대해 테스트했다. 상기 조성에 대한 24시간 링 강도 수치는 121 N/cm 너비였다. 본 조성물의 적층 강도는 우수해서, 테이프가 찢어지기 때문에 박리 강도를 적절하게 측정할 수 없었다. 일반적으로, 이는 17.5 N/cm 너비 만큼 과잉인 수치에 해당한다. 미세섬유 충전된 수지를 포함하는 조성물은 상기에서 사용된 비충전 수지를 사용했을 경우에는 관찰되지 않았던 예외적인 초기 강도를 갖는다. 또한 미세섬유 충전된 수지는 경화 발열 반응 동안 인식할 수 있을 정도의 낮은 최고 온도를 갖는 것으로 나타났다.

실시예 8

편직물 백킹을 구비한 정형용 주조 테이프

하기와 같은 성분을 사용하여 정형용 주조물에 사용하기에 적절한 편직물 백킹을 제조하였다:

제이, 뮬러 오브 어메리카, 인코오포레이티드의 라셀리나 RB 크로켓 유형 경사 편직 직조기상에 있는 계측용 6 미터 게이지 니들 베드내의 총 6 개의 니들을 사용하여 편직물을 직조했다. 프론트 바아 상의 사슬과 백 바아 상의 3개의 니들 아래에 있는 위사 인-레이를 사용하여 기본적인 편직 구조물을 제조했다. 각각의 총 10 개의 모노필라멘트 위사 삽입 얀을 미들 바아를 사용하여 7 개의 니들 위를 통과시키면서 상기 얀을 인-레이시켰다. 위사 삽입 얀을 붕대 너비를 가로질러 상호 얽히게 하였으며, 이는 공통의 니들 한개 둘레에 선택적으로 놓이는데, 예컨대 위사 삽입 얀 1호는 니들 1호와 니들 7호의 둘레에 놓이며, 위사 삽입 얀 2호는 니들 7호와 13호의 둘레에 놓인다.

이같이 제시된 특히 바람직한 조성물로 제조된 직물은 150℃의 온도로 설정된 강제 고온 공기 총 하에서 상기 직물을 통과시킴으로써 열 수축시켰다. 웨브가 거의 무장력하에서 코어 주위에 감김에 따라 열이 직물을 수축시켰다. 직물을 느슨한 롤 형태로 175℃에서 20 분 동안 가열하여 수축 조건하에서의 모노필라멘트 얀을 어닐링시켰다. 이를 냉각시킨 후, 직물을 가열된 캘린더 롤(79℃)에 통과시켜 직물 두께가 약 0.97 mm 내지 1.02 mm가 되게 했다. 이와 같은 방법으로 처리하여, 즉 충분하게 열 수축시킨 후, 캘린더링시켜 다음과 같은 특성을 갖는 직물을 제조했다:

¹기계 방향 신장률은 너비 1 cm 당 2.5 N 하중에서 측정함

²횡방향 신장률은 너비 1 cm 당 2.63 N 하중에서 측정함

직물 또는 주조용 붕대의 신장률은 하기 기재된 바와 같은 "신장 테이블"에서 인스트론 시험 또는 사장(dead) 중량 시험을 통해 측정할 수 있다. 신장 테이블은 정확하게 25.4 cm의 간격으로 이격된 한쌍의 15.25 cm 너비의 클램프를 갖도록조립했다. 하나의 클램프는 정지 상태이고, 두번째 클램프는 거의 마찰이 없는 선형 롤러 베어링 상에서 이동 가능하다. 이동식 클램프에 부착된 것은 적절한 중량에 고정한 코드이다. 정지 판은 측정용 테이프를 구비한 테이블의 바닥에 위치시켜, 적용된 중량의 중력을 감응하여 신장될 때 직물의 선형 신전율을 나타낸다. 또한, 인스트론 모델 1122 기계는 정확하게 25.4 cm의 간격으로 이격된 직물 클램프를 갖도록 조립된다. 직물을 고정물에 놓고, 지시된 바와 같이 시험했다.

상온(예, 23℃∼25℃) 및 50% 상대 습도에서 시험했다. 수지 피복된 직물 및 수지 피복되지 않은 직물 모두에 대해 신장률 시험을 실시했다. 단계 1: 미신장된 직물 조각을 약 30.5 cm로 절단했다. 정확하게 25.4 cm 의 간격으로 직물에 표시했다. 직물이 경화성 수지로 피복되어 있을 경우, 이 조작을 비활성 대기중에서 실시하고, 시험 전까지 샘플을 밀봉시켰다. 모든 샘플에 대해서 시험 전에 샘플이 신장되지 않도록 매우 주의를 기울여야 한다. 단계 2 : 이어서, 직물을 작은 장력 하에(예, 0.0001 N/붕대 너비 cm) 시험 고정물에 고정시켜 직물이 주름지지 않게 하였다. 신장되지 않은 붕대의 길이는 25.4 cm이며, 이는 클램프가 이같은 거리로 이격되어 있기 때문이다. 제1 단계에서 만든 25.4 cm의 표식은 클램프와 정확하게 일직선상에 있지 않으면, 직물은 신장된 것이므로 폐기 처분한다. 붕대의 중량(특히, 수지 피복된 경우)이 직물의 신장을 일으키기에 충분한 수직 시험 장치인 경우, 붕대는 단계 1에서 만든 바로 그 표식에서 정확하게 클램프에 고정되어야 한다. 단계 3 : 이 후, 클램프에 추를 달았다. 특별한 지시가 없는 한, 추는 테이프 너비 1 cm당 268 g 이어야 한다. 단계 4 : 이어서, 직물을 느리게, 그리고 약하게신장시켜 중량이 충분하게 분산될 때까지 샘플을 신장시켰다. 인스트론을 사용할 경우, 샘플에 적절한 하중이 가해질 때까지 샘플을 12.7 cm/분의 속도로 신장시켰다. 시험하고자 하는 직물을 계속해서 적용 하중 하에 신장시켜, 하중을 가한 후 1분에서 신장률(%)을 취했다. 단계 5 : 선형 신장량을 초기 샘플의 길이로 나누고, 여기에 100을 곱하여 신장률(%)을 기록했다. 수지의 경화 정도가 결과에 영향을 미치는 것을 막기 위해, 수분 경화성 수지 피복된 직물의 시험을 신속히 실행하였다.

전술한 직물을 하기 수지 조성물로 피복했다. 12.7 cm × 2.54 cm × 0.318 cm 테플론^TM임펠러 추진기, 첨가 깔때기, 질소 퍼즈 라인 및 온도계를 구비한 3.8 ℓ (1 갤런) 들이 유리 용기를 조립하고, 질소로 30 분동안 퍼즈시켜 상기 장치가 완전히 건조되도록 하였다. 하기 약품을 순서대로 첨가 깔때기를 통해 5분 간격으로 반응기에 첨가했다:

¹"MEMPE" = 모르폴리노에틸모르폴리노이소프로필 에테르

²"E-562" = 중합체 충전된 폴리올(이전에는 유니온 카바이드에서 시판하였으나, 현재에는 아르코에서 아르콜 폴리올 24-32로 시판함)

³배합된 성분은 NCO 대 OH의 비가 4.24이고, NCO의 당량은 323.3 g/당량이다.

교반 속도는 점도가 증가함에 따라 점차 증가하였다. 용기를 일시적으로 유리 울로 절연하고, 가열용 맨틀로 서서히 가열하여 반응 온도를 65∼71℃로 증가시켰으며 1.5 시간 동안 이 온도를 유지하였다. 그 유리 울을 교반기, 온도계 및 첨가 깔대기와 함께 제거하였다. 그 용기를 밀봉하고 수지를 24 시간 동안 냉각하였다.

이 후, Nyad G Wollastokup 10012(미국, 뉴욕, 월스보로에 소재한 Nyco에서 시판함) 미세섬유 충전제 20 부를 80 부의 수지에 첨가하여 20 중량%의 미세섬유 충전제를 함유한 조성물을 제조하였다. 그 수지를 단지내에서 밀봉하고 분당 약 7 회로(rpm) 로울러상에서 회전시키면서 하룻밤 냉각시켰다. 그 후, 이 충전된 수지 조성물을 직물 1 g당 3.5 g의 충전 수지의 피복 중량으로 전술한 바와 같이 피복하였다(즉, 충전제를 제외한 직물 1 g당 약 2.8 g의 수지), 직물이 최소의 인장 하에 있는 동안 한 표면 위에 직접 수지를 분무하여 피복하였다. 그 후 피복된 직물을 1.2 cm 직경의 폴리에틸렌 코어 둘레를 감싼 3.35 m 롤로 만들었다. 또한, 이 조작을 최소 인장 하에서 수행하여 직물이 연신하는 것을 막았다. 그 후, 상기 롤을 이후의 평가를 위해 알루미늄 호일 적층물 파우치에 넣었다.

상기 물질은 다음과 같은 방법에 따라 평가되었다 :

(1) 파우치로부터 롤을 제거하고:

(2) 그 롤을 23℃∼ 25℃ 물 하에서 침지하여 3 번 압착시킨 후, 마지막으로 압착하여 여분의 물을 제거하고:

(3) 팔위에 붕대를 감았다.

상기 물질은 매우 정합성이 있으며 주름없이 조작하기가 용이한 것으로 밝혀졌다. 또한, 상기 물질은 종래의 유리섬유 주조 테이프에 비해 훨씬 촉지성이 좋다는 것이 밝혀졌다. 그 주조물은 신속하게(즉, 20∼30 분내) 매우 강해지며, 매우 양호한 외관을 갖는다.

실시예 9

미세섬유 충전된 수지 주조용 테이프의 링 견고도

주조용 테이프의 견고도를 건조 링 강도의 시험중 얻은 압착 응력(적용된 힘) 대 변형 곡선의 기울기로 평가할 수 있다. 이 기울기는 물질의 "링 견고도(ring stiffness)" 로 본 명세서에서 언급된다.

위사 인-레이로서 180 데니어의 나일론 모노필라멘트 SN-40-1 (미국, 사우스 캐롤라이나주, 콜롬비아에 소재한 세익스피어 모노필라멘트에서 시판함)을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 5에 따라 편직물을 직조하였다. 세개의 모노필라멘트 얀 각각을 21 호 바늘을 가로질러 거의 직물의 너비를 완전히 덮도록 거의 비중첩 배열로 놓았다 (두개의 인접한 모노필라멘트들은 서로 중첩하지 않으나 한개의 공통의 바늘 둘레에 선택적으로 놓여짐).

제시된 특히 바람직한 이 조성물로 만들어진 직물을, 150℃의 온도로 공기 총 세트하에 직물을 통과시킴으로써 열 수축시켰다. 웨브가 거의 무장력하에서 코어 위에 권취됨에 따라 열이 직물을 수축시켰다. 그 후, 직물을 헐거운 롤 형태로 175℃에서 20 분 동안 가열하여 수축된 상태로 모노필라멘트 얀을 어닐링하였다. 냉각 후, 그 직물을 가열된 캘린더 롤(79℃)을 통과시켜 직물 두께를 약 0.12 cm 이하로 만들었다. 이런 방법으로 가공하여, 즉 완전히 열수축시킨 후, 캘린더링하여 하기 특성을 갖는 직물을 제조하였다:

¹기계 방향의 신장률은 cm 너비당 2.63 뉴톤의 하중에서 측정하였다.

전술한 직물을 하기 수지 조성물로 피복하였다. 12.7 cm × 2.54 cm × 0.318 cm 테플론^TM임펠러, 첨가 깔대기, 질소 퍼즈 라인 및 온도계를 장착한 3.8 ℓ (1 갤런)들이 유리 용기를 조립하고 질소로 30 분간 퍼즈하여 전체 장치를 완전히 건조시켰다. 하기 약품을 첨가 깔대기를 통해 5 분 간격으로 순서대로 반응기에가했다:

¹"MEMPE" = 모르폴리노에틸 모르폴리노이소프로필 에테르

²"E-562" = 중합체 충전된 폴리올(전에는 유니온 카바이드 코오포레이숀에서 시판됨, 현재 아르코 케미칼 컴패니에서 아르콜 폴리올 24-32로 시판)

³배합된 성분들은 4.24의 NCO 대 OH 비를 제공하며 NCO 당량은 323.3 g/당량 이다.

교반 속도는 점도가 증가함에 따라 점차 증가하였다. 용기를 일시적으로 유리 울로 절연하고 가열용 맨틀로 서서히 가열하여 반응 온도를 65∼71℃로 증가시키고 1.5 시간 동안 이 온도를 유지하였다. 그 유리 울을 교반기, 온도계 및 첨가 깔대기와 함께 제거하였다. 그 용기를 밀봉하고 수지를 24 시간 동안 냉각시켰다.

수지/미세섬유 현탁액으로 된 두개의 별도의 배치들을 제조하였다. 제1의 현탁액("# 9-20")을 제조하기 위해, Nyad G Wollastokup 10012 (미국, 뉴욕, 월스보로에 소재한 니코에서 시판함) 미세섬유 충전제 20 부를 80 부의 수지에 첨가하여 미세섬유 충전제 20 중량%를 함유하는 조성물을 제조하였다. 제2의 현탁액("# 9-25")을 제조하기 위해, Nyad G Wollastokup 10012 (미국 뉴욕, 월스보로에 소재한 니코에서 시판함) 미세섬유 충전제 25 부를 75 부의 수지에 첨가하여 미세섬유 충전제 25 중량%를 함유하는 조성물을 제조하였다. 그 현탁액을 단지내에서 밀봉하고 분당 약 7 회전(rpm)으로 롤러상에서 회전시키면서 하룻밤 냉각시켰다.

그 후, 이 충전된 수지 조성물을 각각 직물 1 g당 3.8∼4.0 g 충전 수지의 피복 중량으로 전술한 직물상에 피복하였다. 최소 인장 하에 직물을 유지하고 한 표면 위에 직접 수지를 분무함으로써 피복시켰다. 그 후, 피복된 직물을 1.2 cm 직경의 폴리에틸렌 코어 둘레를 감싼 3.35 m 롤로 만들었다. 또한, 이 조작을 최소의 인장하에서 수행하여 직물의 신장을 막았다. 그 후, 그 롤을 이후의 평가를 위해 알루미늄 호일 적층물 파우치에 놓았다.

그 물질을 전술한 건조 링 강도 시험에 따라 시험하여 다음의 특성을 갖는 것을 밝혔다. 또한, 비교용으로 두개의 시판용 유리 섬유 주조 물질을 시험하였다.

상기 데이타는 미세섬유 충전제를 함유하는 비유리 테이프가 유리 섬유 주조용 테이프에 필적할 만한 링 견고도를 갖는 것을 설명한다.

본 발명의 다양한 변형 및 수정은 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않는 한 당업자에게 명백할 것이며 본 발명은 전술한 실시 태양에 의해 제한되지 않는다.

Claims

직물 시이트:

상기 직물 시이트 위에 피복된 경화성 액체 수지; 및

상기 경화성 액체 수지와 결합되어 있으며, 종횡비가 5:1 이상인 미세섬유 충전제를 포함하는 물품.
제1항에 있어서, 상기 직물 시이트가 유리 섬유를 포함하는 물품.
제1항에 있어서, 상기 직물 시이트가 유기 섬유를 포함하는 물품.
제1항에 있어서, 상기 경화성 액체 수지가 이소시아네이트 작용성 예비중합체를 포함하는 수 경화성 수지인 물품.
제1항에 있어서, 상기 결화성 액체 수지가 수 반응성 액체 유기금속 화합물 및 유기 중합체를 포함하는 수 경화성 수지인 물품.
제4항에 있어서, 상기 미세섬유가 5:1 내지 200:1의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
제1항에 있어서, 상기 미세섬유가 10:1 내지 30:1의 종횡비를 갖는 것을 특징으로 하는 물품.
제1항에 있어서, 상기 미세섬유 충전제는 평균 직경이 약 1 ㎛ 내지 약 60 ㎛ 이고 평균 길이가 약 25 ㎛ 내지 약 1000 ㎛인 것을 특징으로 하는 물품.
제4항에 있어서, 상기 미세섬유는 평균 직경이 약 1 ㎛ 내지 약 40 ㎛이고 평균 길이가 약 30 ㎛ 내지 약 1000 ㎛인 것을 특징으로 하는 물품.
제1항에 있어서, 상기 미세섬유 충전제는 평균 직경이 약 1 ㎛ 내지 약 30 ㎛이고 평균 길이가 약 30 ㎛ 내지 약 500 ㎛인 것을 특징으로 하는 물품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세섬유 충전제가 탄소/흑연 섬유, 아라미드 섬유, 붕소 섬유, 티탄화 칼륨 섬유, 황산칼슘 섬유, 석면 및 칼슘 메타실리케이트로 이루어진 군 중에서 선택되는, 물품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미세섬유 충전제가 황산칼슘 섬유 및 칼슘 메타실리케이트로 이루어진 군 중에서 선택되는, 물품.
제7항에 있어서, 상기 미세섬유 충전제가 직물 중량을 제외한 수지 및 미세섬유 충전제만의 중량을 기준으로 약 3 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 상기 수지 중에 존재하는, 물품.
제6항에 있어서, 상기 미세섬유 충전제가 직물 중량을 제외한 수지 및 미세섬유 충전제만의 중량을 기준으로 약 7 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 상기 수지 중에 존재하는, 물품.
제1항에 있어서, 상기 미세섬유 충전제 및 상기 수지가 상기 직물에 도포되기 전에는 현탁액의 형태이며, 상기 현탁액은 점도가 약 5 Pa·s 내지 약 100 Pa ·s인, 물품.
제4항에 있어서, 상기 미세섬유 충전제 및 상기 수지가 상기 직물에 도포되기 전에는 현탁액의 형태이며, 상기 현탁액은 점도가 약 10 Pa·s 내지 약 70 Pa ·s인, 물품.
제1항에 있어서, 상기 직물 시이트가 유기 섬유를 포함하며, 상기 미세섬유 충전제가 황산칼슘 섬유 및 칼슘 메타실리케이트 섬유로 이루어진 군 중에서 선택되고, 상기 미세섬유가 5:1 내지 50:1의 종횡비를 가지며 직물 중량을 제외한 수지 및 미세섬유 충전제만의 중량을 기준으로 약 7 중량% 내지 약 25 중량%의 양으로 상기 수지중에 존재하는, 물품.
경화성 액체 수지 및 종횡비가 5:1 이상인 미세섬유 충전제로 직물 시이트를 피복하는 단계를 포함하는 정형용 주조 붕대의 제조 방법.
제18항에 있어서, 상기 수지 및 미세섬유 충전제를 상기 직물 위에 동시에 피복하는 방법.