KR101425883B1 - 캐스트 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 캐스트 및 그 제조방법에 관한 것이다. 이러한 캐스트는 다수의 선재가 서로 대각으로 교차하여 직조됨으로써 그물형상을 갖으며, 수경화성 수지가 함침된 심재와; 그리고 상기 그물형상의 심재를 감싸는 외피재를 포함하며, 물이 상기 외피재를 통하여 상기 심재에 접촉하는 경우, 수경화성 수지의 경화에 의하여 상기 심재가 굳어짐으로써 상처부위를 지지할 수 있다. 이러한 캐스트는 캐스트의 구조가 큰 통기공을 갖는 그물형상이므로 통기성이 우수하고, 땀 배출이 원활하여 피부의 트러블을 예방할 수 있으며, 피부를 물로 씻을 수 있고, 샤워가 가능하며 습기제거가 빨라 상처 부위를 쾌적한 상태로 유지할 수 있다. 또한, 캐스트가 그물 형상이어서 시술이 쉽고 간단하다. 그리고, 캐스트가 그물 형상이어서, 통상의 캐스트와 달리 해체시 전기톱을 사용하지 않고 가위로 쉽게 절단할 수 있어, 안전하고 용이하게 캐스트를 해체를 할 수 있다.
Description
본 발명은 캐스트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 수경화성 수지를 다양한 그물형상의 직물재에 함침시키고, 이 직물재를 외피재로 감싸고, 사용시 상처부위의 형상에 맞게 형상을 조정한 후 경화시킴으로써 그물형상을 유지하여 시술 및 해체가 간편한 캐스트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 캐스트(Cast)는 석고나 수경화성 폴리우레탄을 굳혀서 만든 붕대를 의미하며, 뼈가 부러지거나 다친 경우 이 붕대를 상처부위에 감쌈으로써 고정시키는 의료기구이다.
이러한 캐스트로는 골절 부위를 고정시키기 위하여 석고재료나 수경화성 폴리우레탄 등을 사용해 왔다. 그리고, 석고재료나 수경화성 폴리우레탄 등이 피부에 직접 닿는 것을 방지하고, 재료와 피부사이의 완충작용을 하며, 캐스트 제거시 전동 톱으로부터 피부를 보호하기 위하여 면으로 만들어진 피부보호대가 필수적으로 필요하다.
또한, 상기 면 피부보호대에 물이 닿아서는 안 되며, 면 피부보호대 등으로 인해서 통풍성이 좋지 않은 문제점이 있다. 또한, 오랜 기간 착용하는 경우, 악취, 피부 가려움증 등이 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다양한 재료가 캐스트의 재료로 적용된다.
이러한 캐스트의 일 예가, 대한민국 특허 제564371호(명칭:피부보호용 붕대)에 게시된다.
즉, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 선행기술에서는 폴리우레탄 폼을 기준으로 하여 상하면에 무공형 필름과 다공형 필름이 적층되며, 수경화형 캐스팅 테이프의 내부에 위치하는 피부 보호용 붕대가 제안된다.
상기 선행기술은 종래의 스타키넷 및 솜 붕대를 사용하는 것에 비교하여 수분에 대한 건조기능이 향상되었지만, 샤워 후에 수분이 완전 건조되는 데 많은 시간이 걸리는 문제점이 있다.
또한, 대한민국 특허 제 834968호(명칭:깁스용 피부 보호패드 구조)에도 이러한 캐스트의 일 예가 도시된다.
즉, 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 상기 선행기술에서는 깁스용 피부 보호패드로서 원기둥 형상의 가이드를 길이 방향으로 형성한다.
이 가이드의 길이방향 일측단과 접하여 접선부를 형성하며, 상기 접선부를 기점으로 내측단부 방향으로 테이퍼 형상의 시트부를 형성한다. 그리고, 상기 시트부에는 통기공을 길이 방향으로 적어도 2열 이상으로 형성한 것을 특징으로 하면서 폴리우레탄으로 성형한 피부 보호패드 구조가 개시된다.
이 선행기술에서는 피부 보호패드 자체는 통기가 가능하지만, 캐스팅 테이프를 보호패드 위에 여러 겹 감아야 하므로 캐스트 전체적으로 통기가 불완전하여 수분건조가 어려운 문제점이 있다.
그리고, 도 1(c)에는 일본국 특허공개 제2008-512170호(명칭: 재 성형 가능한 열가소성수지로 구성된 열 기하학적 구멍이 있는 보호 및 /또는 스프린터 기구)에는 시트형 캐스트가 도시된다.
도 1(c)에 도시된 캐스트는 시트타입으로서, 두께가 2~3mm 이상인 시트에 마름모등의 모양으로 펀칭해서 그물모양으로 만든다.
이와 같이 시트로 그물모양을 만든 경우는 어느 한 방향으로 인장하중을 가했을 때 그 재료가 신축성을 가지는 경우에도 그 방향으로의 신축성에 한계가 있다.
일반적으로 두꺼운 시트의 경우 신축율이 10~20%정도 가능하나, 40%이상의 신축성은 어렵다. 또한 통기공 때문에 그물코 부분에 힘의 단절이 생겨 평면으로 유지되지 않고 직각방향으로 변형이 생김으로써 주름이 생긴다.
통상적으로, 팔 다리에 캐스트를 하는 경우 최소직경과 최대직경의 비율이 일반적으로 1.5~2수준이다. 따라서 캐스트를 편안하게 착용하려면 지름방향으로 2.5배 이상의 연신이 필요하다.
시트로 만들어진 그물모양의 캐스트는 팔이나 다리에 착용할 때 충분하게 연신이 되지 않아서 팔, 다리 모양에 맞게 재단을 하여 제작하여야 하므로 일체형으로는 만들 수 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 과제는 그물상의 직물재에 함침 수경화성 수지와 피부보호성의 외피를 적용함으로써 시술 및 제거가 간편하고, 통기성이 우수하며, 착용한 상태에서도 샤워가 가능한 캐스트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 과제는 가볍고, 캐스트 착용상태에서도 피부의 상처 부위에 해당하는 캐스트의 일부분을 절단하여 상처부위에 대한 추가적인 치료가 가능한 캐스트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 일 실시예는 다수의 선재가 서로 대각으로 교차함으로써 그물형상을 갖으며, 수경화성 수지가 함침되는 심재와;
상기 심재의 외부를 감쌈으로써 심재가 내부에 배치되는 외피재와;
물이 상기 외피재의 미세홀을 통하여 상기 심재에 접촉하는 경우, 수경화성 수지의 경화에 의하여 상기 심재가 굳어져서 그물형상의 외피재를 지지하여 상처부위를 지지할 수 있는 캐스트를 제공한다.
상기 심재의 외부를 감쌈으로써 심재가 내부에 배치되는 외피재와;
물이 상기 외피재의 미세홀을 통하여 상기 심재에 접촉하는 경우, 수경화성 수지의 경화에 의하여 상기 심재가 굳어져서 그물형상의 외피재를 지지하여 상처부위를 지지할 수 있는 캐스트를 제공한다.
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본 발명의 다른 실시예는 하부금형의 상부에 외피재의 하부소재를 적치하는 단계와;
그물형상의 심재에 수경화성 수지를 함침시키는 단계와;
수경화성 수지가 함침된 그물형상의 심재를 상기 하부소재의 상부에 적치하는 단계와;
그물형상의 심재에 수경화성 수지를 함침시키는 단계와;
수경화성 수지가 함침된 그물형상의 심재를 상기 하부소재의 상부에 적치하는 단계와;
상기 하부소재의 상부에 적치된 심재의 상부에 외피재의 상부소재를 적층하는 단계와;
상부금형을 하강시킴으로써 하부 금형상의 상기 소재들을 심재의 외곽부분의 상하부 외피재를 가압하고 열에 의하여 압착함으로써 심재와 동일하게 그물형상으로 형성하는 단계와; 그리고
상기 그물형성단계에서 열 접합된 부분을 그물형상을 갖는 절단부에 의하여 절단함으로써 그물형상의 캐스트를 제조하는 단계를 포함하는 캐스트 제조방법을 제공한다.
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상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 캐스트 및 그 제조방법은 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 캐스트의 구조가 큰 통기공을 갖는 그물형상이므로 통기성이 우수하고, 땀 배출이 원활하여 피부의 트러블을 예방할 수 있으며, 피부를 물로 씻을 수 있고, 샤워가 가능하며 습기제거가 빨라 상처 부위를 쾌적한 상태로 유지할 수 있다.
둘째, 외피재가 피부 보호대 역할을 하므로 별도의 피부 보호대가 필요 없는 통합 일체형 구조이고, 외피재는 피부에 자극이 없는 소재로 구성되어 장기간 피부에 접촉하고 있어도 피부문제가 발생하지 않는다.
셋째, 그물형상의 캐스트가 피부의 굴곡에 맞게 자유로이 변형될 수 있으므로 별도의 재단이 필요 없을 뿐 아니라 한 장의 캐스트로 시술이 가능하다.
넷째, 두꺼운 그물형상의 심재가 충분히 강도를 유지하므로 여러 겹으로 감거나 겹치지 않고, 한 겹만으로 캐스트 시술이 가능하다.
다섯째, 캐스트가 그물 형상이어서 시술이 쉽고 간단하다.
여섯째, 캐스트가 그물 형상이어서, 통상의 캐스트와 달리 해체시 전기톱을 사용하지 않고 가위로 쉽게 절단할 수 있어, 안전하고 용이하게 캐스트를 해체 할 수 있다.
일곱째, 피부에 상처가 있는 경우 치료하거나 투약하는 등 필요에 따라 캐스트 그물내의 공간의 크기를 적절히 조절하여 사용할 수 있다.
여덟째, 캐스트가 큰 통기공을 가지고 있고, 가벼운 소재의 외피재와 심재로 구성됨으로써 전체적으로 가벼워서, 종래 대비 50% 수준, 착용의 불편함을 최소화할 수 있다.
아홉째, 캐스트는 큰 통기공을 갖는 구조이므로 그물형상의 구조체인 심재의 두께를 적절히 조절함으로써 구조 역학적으로 충분한 강도를 유지할 수 있어 골절부위를 안정적으로 지지할 수 있다.
열째, 캐스트의 외피소재는 폴리우레탄(Polyurethane), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA), 실리콘(Silicone), SEBS, NBR 등과 같이 피부에 해를 입히지 않는 소재이므로, 장기간 착용하고 있어도 피부 트러블이 발생하지 않는다.
도 1(a) 내지 (c)은 종래 기술에 따른 캐스트를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캐스트를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 캐스트를 발 부위에 착용한 상태를 보여주는 상태도이다.
도 4(a)는 도 2에 도시된 그물 형상으로 직조된 심재를 보여주는 사시도이고, 도 4(b)는 그물형상의 심재에 외피재가 덮여진 상태의 내부 구조를 보여주는 부분 사시도이다.
도 5는 도 4(b)의 "A-A"선 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 캐스트의 심재를 보여주는 사진이다.
도 7은 도 2에 도시된 캐스트를 제조하는 과정을 개략적으로 보여주는 작업도이다.
도 8은 도 7에 도시된 금형에 그물형상으로 배치된 가압턱을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 절단부의 저면에 그물형상으로 배치된 나이프를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캐스트를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 캐스트를 발 부위에 착용한 상태를 보여주는 상태도이다.
도 4(a)는 도 2에 도시된 그물 형상으로 직조된 심재를 보여주는 사시도이고, 도 4(b)는 그물형상의 심재에 외피재가 덮여진 상태의 내부 구조를 보여주는 부분 사시도이다.
도 5는 도 4(b)의 "A-A"선 단면도이다.
도 6은 도 2에 도시된 캐스트의 심재를 보여주는 사진이다.
도 7은 도 2에 도시된 캐스트를 제조하는 과정을 개략적으로 보여주는 작업도이다.
도 8은 도 7에 도시된 금형에 그물형상으로 배치된 가압턱을 보여주는 도면이다.
도 9는 도 7에 도시된 절단부의 저면에 그물형상으로 배치된 나이프를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 캐스트(1)를 첨부된 도면에 의하여 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 캐스트(1)는 다수의 선재에 의한 그물형상을 갖으며 수경화성 수지가 함침된 직물재질의 심재(9)와; 상기 심재(9)의 외부를 감쌈으로써 시술시 피부에 접촉하는 외피재(10)를 포함한다.
이러한 구조를 갖는 캐스트(1)에 있어서, 상기 심재(9)는 다양한 형태의 선재, 바람직하게는 직물재가 대각방향으로 직조되어 그물형상을 이룬 것을 의미한다.
이 직물재는 폴리에스터섬유 등의 합성섬유, 유리섬유, 탄소섬유 혹은 천연섬유 등의 소재로 직조된다. 또한 이러한 직물재는 이형 단면사 혹은 극세사와 같이 속건흡습의 특성을 갖는 직물재를 모두 포함한다.
그리고, 상기 심재(9)에는 수경화성 수지가 함침될 수 있으며, 이때 함침은 통상적인 함침법에 의하여 실시될 수 있다.
우선 수경화성 수지가 함침된 경우를 설명한다. 즉, 수경화성 수지는 통상적인 방식에 의하여 직물재에 함침되는 바, 캐스트(1)가 물에 잠기는 경우, 물이 직물재에 침투함으로써 수경화성 수지에 접촉하게 되고, 심재(9)가 경화될 수 있다.
이러한 수경화성 수지는 수분이 공급되는 경우 경화되는 물성을 갖는 수지를 의미한다.
이러한 수경화성 수지의 일 예로, 폴리우레탄 프리폴리머(Polyurethane Prepolymer) 조성물이 있다. 이러한 폴리우렌탄 프리폴리머 조성물은 기본적으로 디페닐메탄 디이소시아네이트와 같은 폴리이소시아네이트 화합물과 폴리에틸렌 글리콜과 같은 폴리올 화합물을 포함한다.
본 발명의 프리폴리머 조성물에 사용하는 폴리이소시아네이트 화합물로는 폴리우레탄의 제조에 사용할 수 있는 모든 폴리이소시아네이트를 적용할 수 있다.
그리고, 상기 폴리올은 폴리우레탄의 제조를 위해 사용될 수 있는 폴리올이라면 모두 포함한다.
상기한 바와 같이, 직물재에 수경화성 수지를 함침한 상태에서 물과 접촉하게 되면, 수경화성 수지가 경화된다.
따라서, 수경화성 수지가 경화됨으로써 캐스트(1)는 상처부위를 소정의 강도로 지지할 수 있다.
캐스트(1)의 구조와 강도의 측면에서 보면, 대각방향으로 진행하는 다수개의 제 1대각바(3)와 제 2대각바(5)가 서로 교차하고, 그 사이에 다수의 큰 통기공(7)이 형성됨으로써 그물형상을 이룬다.
특히, 본 발명에 따른 캐스트(1)는 통기공(7)이 크게 형성된 그물형상을 가지므로, 수경화성 수지가 경화되는 경우 이러한 심재(9)가 그물형상을 유지함으로써 보다 큰 강도를 유지할 수 있다.
즉, 본 발명과 같이 직물재를 이용하여 그물을 형성한 구조와, 종래의 플라스틱 시트재에 의하여 그물을 형성한 경우를 비교하면 다음과 같다.
통기공이 형성된 플라스틱 시트재의 경우, 한 방향으로 인장하중을 가할 경우, 재료자체가 하중에 의한 변형이 일어나서 두께와 폭의 변형이 생겨 얇아지므로 휨강도가 약해진다.
그리고, 종래기술에서와 같이, 캐스트용으로 사용되는 두께가 2~3mm 이상인 시트에 마름모등의 모양으로 펀칭해서 그물모양으로 만든 경우를 설명한다.
이와 같이 시트로 그물모양을 만든 경우는 어느 한 방향으로 인장하중을 가했을 때 그 재료가 신축성을 가지는 경우에도 그 방향으로의 신축성에 한계가 있다.
일반적으로 두꺼운 시트의 경우 신축율이 10~20%정도 가능하나, 40%이상의 신축성은 어렵다. 또한 통기공 때문에 그물코 부분에 힘의 단절이 생겨 평면으로 유지되지 않고 직각방향으로 변형이 생김으로써 주름이 생긴다.
통상적으로, 팔 다리에 캐스트를 하는 경우 최소직경과 최대직경의 비율이 일반적으로 1.5~2수준이다. 따라서 캐스트를 편안하게 착용하려면 지름방향으로 2.5배 이상의 연신이 필요하다.
시트로 만들어진 그물모양의 캐스트를 팔이나 다리에 착용할 때 충분하게 연신이 되지 않아서 팔, 다리 모양에 맞게 재단을 하여 제작하여야 한다.
반면에, 본 발명과 같이 직물재를 그물 형상으로 직조하여 캐스트(1)로 사용하는 경우, 캐스트(1)에 인장력이 작용할 때, 인장하중이 가해진 방향으로 통기공의 모양이 늘어나는 등의 구조적인 변형이 발생한다. 즉, 당기는 방향으로 캐스트(1)의 폭이 길어진다.
결국, 그물을 형성하는 선재(직물재) 자체의 두께나 폭의 변화는 없이, 캐스트(1)의 그물모양이 변하여 환부의 굴곡에 맞게 캐스트(1)가 장착될 수 있다.
섬유소재로 만든 그물의 경우 인장하중에 의한 변형이 일어날 때 실의 두께가 수십 마이크로미터이므로, 수경화성 수지의 경화로 인하여 굳기 전에는 부드럽게 휘어져 쉽게 변형이 일어난다.
따라서, 본 발명에 따른 심재의 경우 인장하중을 가했을 때 두께 변화 없이 최대 연신비율을 250%이상 유지할 수 있음으로 팔 혹은 다리의 굵기에 따라 재료를 재단할 필요 없이 그물모양의 형상을 변형시켜 신체부위의 모양에 맞게 시술할 수 있음으로 일체형으로 캐스트(1)를 만들 수 있다.
한편, 상기 외피재(10)는 그물형상의 심재(9)의 외부를 감싸며, 캐스트(1)를 시술하는 경우 피부에 직접 접촉하게 된다.
보다 상세하게 설명하면, 상기 외피재(10)는 대각방향으로 진행하는 다수개의 제 1대각바(3)와 제 2대각바(5)가 서로 교차하고, 그 사이에 다수의 통기공(7)이 형성됨으로써 그물형상을 이룬다.
이러한 외피재(10)는 탄력성이 있으며, 연신율이 우수하고, 방수성이 있으며, 착용시 피부에 해를 주지 않는 물성을 갖는 재질을 의미한다.
또한, 외피재(10)는 적절한 경도를 갖으며, 바람직하게는 쇼아 경도(Shore D) 50 이하의 경도를 갖는다.
그리고, 상기 외피재(10)는 다양한 성분들을 포함할 수 있지만, 예를 들면, 메탈로센폴리에틸렌(mPE), 메탈로센폴리프로필렌(mPP), 초저밀도폴리에틸렌(ULDPE,VLDPE) 등 탄성이 있는 폴리올레핀, SBS(Styrene Butadiene Styrene 블록공중합체), SEBS(Styrene Ethylene Butadiene Styrene 블록공중합체), SEEPS(Styrene Ethylene Ethylene Propylene Styrene 블록공중합체), SIS(Styrene Isoprene Styrene 블록공중합체) 등 스타이렌계 블록공중합체(Polystyrene-elastomer block copolymer), 에틸렌비닐아세테이트공중합체(EVA), 폴리우레탄계 엘라스토머(Polyurethane-elastomer), 폴리올레핀계 엘라스토머(Polyolefin elastomer), 폴리에스터계 엘라스토머(Polyester-elastomer block copolymer), 폴리아미드계 엘라스토머(Polyamide-elastomer block copolymer), 폴리에테르계 엘라스토머(Polyether-elastomer block copolymer), 폴리올레핀과 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 혹은 EPR(Ethylene Propylene Rubber) 블렌드, 천연고무(Natural Rubber), 실리콘 고무(Silicone Rubber), 스타이렌부타다이엔고무(Styrene Butadiene Rubber), 니트릴부타다이엔 고무(Acrylonitrile Butadiene Rubber;NBR), 니트릴이소프렌 고무(Acrylonitrile isoprene Rubber), 부틸 고무(Butyl Rubber),크로로프렌 고무(Polychloroprene Rubber), PVC, 수분산 우레탄 등의 소재 중 적어도 하나 이상의 소재로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 고무는 라텍스를 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 유연성을 향상시키기 위해서 상기 소재 중 적어도 하나 이상의 소재에 오일등의 가소제를 더 첨가할 수 있다.
이러한 외피재(10)에는 다수의 미세홀(h)이 형성되며, 주사기 등을 이용하여 이 미세홀(h)을 통하여 물이 외피재(10)의 내부로 공급될 수 있다.
그리고, 상기 미세홀(h)을 통하여 유입된 물은 심재(9)에 접촉하게 되고, 수경화성 수지가 경화되어 그물형상의 정형화된 구조를 유지할 수 있다.
이와 같이 심재(9)와 외피재(10)가 그물형상의 캐스트(1)로 제조되는 것은 캐스트(1) 성형장치에 의한 열융착방식에 의하여 가능하다.
즉, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 캐스트(1) 성형장치는 심재(9)와 외피재(10)의 소재가 안착되는 하부금형(20)과; 상기 하부금형(20)의 상부에 배치되어 심재(9)의 외곽부분의 상하부 외피재(10)를 가압하는 상부금형(26)과; 열융착된 외피재(10)를 그물형상으로 절단하는 절단부(28)를 포함한다.
이러한 구조를 갖는 캐스트(1) 성형장치에 있어서, 상기 상부금형(26)은 그 저면에 가압턱(32)이 돌출 형성되며, 이 가압턱(32)은 그물형상으로 배치된다.
또한, 이 가압턱(32)에는 발열부재가 구비됨으로써 일정 온도의 열을 발생시킬 수 있다.
따라서, 이러한 형상을 갖는 상부금형(26)이 하부금형(20)상의 외피재(10) 소재를 가압하고, 열을 가함으로써 외피재(10) 소재를 그물형상으로 열접합시킬 수 있다.
그리고, 상기 절단부(28)는 다수개의 나이프(Knife;34)가 서로 교차함으로써 그물형상으로 배치된다.
따라서, 이러한 절단부(28)가 하부금형(20)으로 하강하여 열접합 된 외피재(10) 소재를 절단함으로써 그물형상의 통기공(7)에 해당하는 부분을 분리할 수 있다.
상기한 캐스트(1) 성형장치에 의하여 캐스트(1)를 제조하는 과정을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 캐스트(1)를 제조하는 경우, 하부금형(20)에 외피재(10)중 하부가 되는 소재(22)를 배치하고, 이 소재(22)의 상면에 그물형상의 심재(9)를 배치한 후, 그 상부에 외피재(10) 중 상부가 되는 소재(24)를 배치한다.
이 상태에서, 상부금형(26)을 하강시킴으로써 하부 금형(20)상의 상기 소재(22,24)들을 가압한다. 이때, 상기 상부금형(26)의 저면에는 하부금형(20)상의 심재(9)와 동일한 형상을 갖는 그물형상의 가압턱(32)이 형성된다.
그리고, 이 가압턱(32)에는 발열부재가 장착됨으로써 일정 온도의 열을 발생시킬 수 있다.
따라서, 상기 상부금형(26)이 하강하여 하부금형(20)상의 상기 소재들(22,24)을 가압하고, 열을 가함으로써 상부소재(24)와 하부소재(22)가 그물형상을 따라 서로 열 접합 된다. 즉, 심재(9)를 기준으로 양측 부분이 열 접합 된다.
이와 같이, 상부 및 하부소재(24,22)는 심재(9)가 배치된 공간을 제외한 부분은 그물형상을 따라 열 접합 될 수 있다.
상부 및 하부소재(22,24)가 그물형상을 따라 열 접합된 후, 그물형상으로 형성된 나이프가 하강함으로써 상부 및 하부소재(22,24) 중 그물형상의 뼈대가 되는 대각바(3,5) 부분을 제외한 통기공(7)에 해당하는 부분을 절단하게 된다.
결과적으로, 열융착 상태의 상부 및 하부소재(22,24)는 통기공(7)부분이 절단되어 분리되므로 뼈대에 해당하는 대각바(3,5)만이 남게 되므로 그물형상을 이룬다.
이와 같이, 열융착 과정을 통하여 그물형상으로 제조된 캐스트(1)는, 상기한 바와 같이 외피재(10)의 미세홀(h)을 통하여 수분이 주입되어 심재(9)에 접촉하는 경우, 수경화성 수지가 경화됨으로써 강도를 유지한다.
따라서, 캐스트(1)는 수경화성 수지가 함침된 심재(9)의 경화에 의하여 그물형상의 정형화된 구조를 가지게 된다.
상기에서는 외피재(10)가 열융착 방식에 의하여 성형되는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 방식에 의하여 성형될 수 있으며, 접착제에 의하여 접착되는 방식도 가능하다.
한편, 상기 캐스트(1)를 시술하는 경우, 물에 의하여 경화되어 그물형상의 구조를 이루었을 때, 다수의 통기공(7)이 존재함에도 불구하고 일정한 지지강도를 가질 수 있다.
보다 상세하게 설명하면, 경화된 상태의 캐스트(1)에 한 방향으로부터 인장 하중이 전달되는 경우, 그물 형상의 구조적 외형변화가 발생하지만 심재 자체의 단면의 모양이나 크기는 변하지 않는다.
즉, 그물형상을 갖는 캐스트(1)의 강도는 그물형상의 대각바(3,5) 단면의 가로길이(폭)와 세로길이(두께)의 비율이 매우 중요하며, 특히 세로(두께)의 길이는 그물형상의 캐스트(1) 강도의 크기에 큰 영향을 미치게 된다.
캐스트(1)가 상처부위를 고정하는 의료기구임을 감안하면 사용특성상 굴곡강도(휨강도), 인장강도, 충격강도, 압축강도, 비틀림 강도 등 여러 가지 강도 가운데 굴곡강도가 가장 중요한 요소이다.
그리고, 휨강도는 아래의 수식에 의하여 알 수 있듯이, 두께의 세제곱에 비례하므로 두께가 매우 중요한 요소임을 알 수 있다.
I ∝ (h/2)3
만약, 심재의 단면이 사각단면이라고 가정하면, 아래의 수식과 같이 두께의 세제곱에 비례한다.
I= bh3/12 (I 단면2차 모멘트, b 단면의 폭, h 단면의 두께)
또한, 원형이라고 가정하면, 아래의 수식과 같이 반지름의 네제곱에 비례하지만 폭에 해당하는 1차원을 제외하면 두께의 세제곱에 비례한다고 볼 수 있다.
I= πr4/64 = πr*r3/64 (I 단면2차 모멘트, r 반지름)
결과적으로, 상기 수식들에 의하여 알 수 있는 바와 같이, 캐스트(1)를 그물형상으로 제조하는 경우, 인장하중이 작용하는 경우에도 단면의 두께가 줄어들지 않아 휨강도 유지에 유리하고, 두께를 조금만 증가시켜도 휨강도가 두께의 세제곱에 비례하여 증가하므로 큰 통기공(7)을 만들어서 대각바(3,5)의 폭을 감소시켜도 충분한 휨강도를 유지할 수 있다.
즉, 그물모양으로 제조함으로써 통기공(7)이 크게 형성되어 폭이 줄어들지만 두께를 조금만 증가시키면 휨강도는 기하급수적으로 증가될 수 있다. 그래서 큰 통기공(7)을 가지면서 휨강도를 유지할 수 있게 되는 것이다.
한편, 이러한 그물형상의 캐스트(1)의 강도는 아래의 비례식에 의하여도 표현될 수 있다.
즉, L:D:T=1∼30: 0.25∼5: 1
(L: 심재의 통기공폭, D: 대각바의 폭, T: 대각바의 두께 )
대각바(3,5)의 두께(T)를 1로 가정하였을 때, 캐스트(1)에 형성되는 통기공(7)의 폭(L) 길이는 1∼30 범위가 적절하며, 대각바(3,5)의 폭(D)은 0.25∼5인 것이 적절하다.
통기공(7)의 폭길이(L)와 대각바(3,5)의 두께(T)의 비가 1∼30 범위 보다 큰 경우에는 캐스트(1)의 전체 면적중 다수개의 통기공(7)이 차지하는 면적 비율이 크게되므로 대각바(3,5)가 충분한 지지력을 얻기 어려워서, 시술하였을 경우, 외력에 의하여 파손되기 쉽거나, 통기공(7)이 너무 커져서 치료부위를 정확하게 지지하기 어렵다.
또한, 통기공(7)의 폭길이(L)와 대각바(3,5)의 두께(T)의 비가 1∼30 범위 보다 작은 경우 공기유통이 원활하지 않으며, 그물모양의 형태 변형이 충분히 되지 않아서 여러 겹으로 감싸거나, 재단하지 않으면 시술하기 어렵게 된다.
또한, 캐스트(1)를 해체하는 경우 대각바(3,5)의 폭(D)이 너무 넓어 절단하기 어렵다.
따라서, 통기공(7)의 폭길이(L)와 대각바(3,5)의 두께(T)의 비율은 상기 범위 이내인 것이 바람직하다.
그리고, 심재의 대각바(3,5)의 폭(D)이 0.25~5 범위보다 크면 대각바(3,5)의 폭(D)이 너무 커져서 통기공(7)이 작아지게 되고, 통기공(7)이 작아지면 그물구조 캐스트(1)의 변형이 작아지는 문제가 생긴다. 또한, 사용된 재료의 양에 비해 휨강도가 약해진다.
대각바(3,5)의 폭(D)이 0.25~5 범위보다 작으면, 소정의 휨강도를 유지하기 위해서는 두께(T)가 너무 두꺼워지는 문제점이 있고, 폭(D)이 너무 작은 경우 대각바(3,5)가 비틀어짐이 발생할 수 있어 구조적으로 불안정해진다.
한편, 이러한 그물형상의 캐스트(1)의 강도는 아래와 같이 치수에 의하여도 표현될 수 있다.
즉, 상기 심재(9)의 통기공폭(L)과, 대각바(3,5)의 폭(D)과, 두께(T)의 치수는 아래의 범위를 유지할 수 있다.
L:D:T= 5∼100mm: 2~25mm: 2~25mm
(L: 심재의 통기공폭, D: 대각바의 폭, T: 대각바의 두께 )
상기한 치수에 있어서, 통기공(7)의 폭길이(L)가 5∼100mm 범위 보다 큰 경우에는 캐스트(1)의 전체 면적중 다수개의 통기공(7)이 차지하는 면적 비율이 크게 되므로 대각바(3,5)가 충분한 지지력을 얻기 어렵다.
반면에, 통기공(7)의 폭길이(L)가 5∼100mm 범위 보다 작은 경우에는 공기유통이 원활하지 않으며, 그물모양의 형태 변형이 충분히 되지 않아서 여러 겹으로 감싸거나, 재단하지 않으면 시술하기 어렵게 된다.
그리고, 상기 심재(9)의 대각바(3,5)의 폭(D)이 2~25mm 범위 보다 큰 경우에는 폭(D)이 너무 커지고 통기공(7)이 작아져서 그물구조 캐스트(1)의 변형이 작아지는 문제가 생긴다. 또한, 캐스트(1) 제거시 가위로 절단하기 어려운 문제가 발생하며, 사용된 재료의 양에 비해 휨강도가 약해진다.
반면에, 상기 심재(9)의 대각바(3,5)의 폭(D)이 2~25mm 범위 보다 작은 경우에는 휨강도를 유지하기 위해 충분한 정도의 두께(T)가 필요하게 되는데, 이 경우 대각바(3,5)의 비틀림이 발생할 수 있어 구조적으로 불안정해진다.
그리고, 상기 심재(9)의 대각바(3,5)의 두께(T)가 2~25mm 범위보다 큰 경우에는 캐스트(1)가 너무 두꺼워져서 착용이 불편하고, 재료가 많이 사용되어 낭비되는 문제가 생길 수 있으며 또한, 캐스트(1) 제거시 가위로 절단하기 어려운 문제가 발생할 수 있다.
반면에, 상기 심재(9)의 대각바(3,5)의 두께(T)가 2~25mm 범위 보다 작은 경우에는 휨강도가 충분하지 않아 한 겹으로는 환부를 안정적으로 지지할 수 없게 된다.
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한편, 본 발명의 캐스트(1)를 환자의 상처부위에 시술하는 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 수경화성 수지가 함침된 심재(9)를 이용한 캐스트(1)를 이용하는 경우를 설명한다.
캐스트(1)를 상처부위에 시술하는 경우, 먼저, 경화되기 전 상태인 캐스트(1)를 물탱크와 같은 수조에 담근다. 캐스트(1)를 물에 담그면, 외피재(10)에 형성된 미세홀(h)을 통하여 물이 외피재(10)의 내부로 유입된다.
이때, 캐스트(1)를 수조에 담그어서 물을 주입하는 방식으로 설명하였지만, 미세홀(h)이 없는 외피재(10)에서도 주사기와 같은 별도의 물 주입기구에 의하여 물을 주입하는 것도 가능하다.
그리고, 외피재(10)의 내부로 유입된 물이 수경화성 수지가 함침된 심재(9)에 접촉하게 된다. 물이 심재(9)에 접촉하게 되면, 수경화성 수지가 경화되기 시작한다.
통상, 캐스트(1)의 수경화성 수지가 완전히 경화되기 까지는 일정한 시간이 걸리므로, 완전히 경화되기 전 상태, 즉 캐스트(1)가 플랙시블(flexible)한 동안에 상처부위에 감는다. 캐스트(1)를 상처부위에 감은 후, 봉합면은 클립(Clip)등을 이용하여 고정하게 된다.
혹은, 클립등을 이용하여 미리 캐스트(1)를 원통형으로 만들어서 양말을 신는 것과 같은 방법으로 캐스트(1)를 착용할 수도 있다.
또는, 클립등을 사용하지 않고 그물모양의 원단을 원통형으로 직조하여 원통형의 캐스트(1)를 제작할 수도 있다.
이와 같이, 플랙시블한 상태의 캐스트(1)를 상처부위에 감은 후, 일정 시간이 경과하면 수경화성 수지의 경화에 의하여 캐스트(1)가 경화됨으로써 상처부위를 안정적으로 지지할 수 있다.
이때, 상기 캐스트(1)의 외피소재는 피부에 해를 입히지 않는 소재이므로, 장기간 착용하고 있어도 피부 트러블이 발생하지 않는다.
또한, 캐스트(1)가 그물형상이므로 통기성이 좋아서 캐스트(1)를 착용한 상태에서도 땀등을 원활하게 배출할 수 있고, 물의 접촉도 가능하므로 세수, 샤워 등이 가능하다.
그리고, 캐스트(1)가 그물형상이어서 각 대각바(3,5)를 가위, 예들 들면 전지가위 등에 의하여 절단할 수 있음으로, 캐스트(1) 중 상처부위에 해당하는 일 부분만 절개하여 그 부분을 통하여 상처부위에 투약하거나 치료를 할 수도 있다.
또한, 상기한 바와 같이 가위에 의하여 쉽게 절단되므로 캐스트(1)의 해체도 간편하다. 기존의 캐스트(1)는 제거시 전기톱으로 제거하므로 분진문제, 심리적공포심등의 문제가 있었다.
그리고, 캐스트(1)는 플라스틱시트에 비해 충분한 휨강도를 갖음으로 통기공(7)의 크기를 크게 만들 수 있고, 또한 큰 크기의 통기공(7)으로 인해 재료가 작게 사용되어 무게가 가볍다.
예를 들면, 종래 대비 50% 수준의 무게이므로 착용한 채 생활하기가 편리하다.
또한, 캐스트(1)를 그물형상의 원통형으로 제조하는 경우에는, 시술시, 팔 혹은 다리를 원통형상의 캐스트(1)에 삽입하고(양말을 신는 것처럼) 물을 주입하여 경화시킬 수도 있다.
종래에는 스토키넷 혹은 솜 붕대를 감고 캐스트(1)를 여러 겹으로 감아서 시술하여 복잡하고 숙련된 기술이 필요한 문제점이 있었으나, 본 발명에 의하여 제조된 캐스트(1)는 쉽고 간편하게 시술할 수 있다.
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상기한 바와 같이, 수경화성 수지가 함침된 캐스트(1)를 시술한 경우, 캐스트(1)의 외피소재는 피부에 해를 입히지 않는 소재이므로, 장기간 착용하고 있어도 피부 트러블이 발생하지 않는다.
또한, 캐스트(1)가 그물형상이므로 통기성이 좋아서 캐스트(1)를 착용한 상태에서도 땀등을 원활하게 배출할 수 있고, 또한 샤워 등이 가능하다.
그리고, 캐스트(1)가 그물형상이어서 각 대각바(3,5)를 가위 등에 의하여 절단할 수 있음으로, 캐스트(1)중 일부 부분만 절개하여 그 부분 만에 대하여 투약하거나 치료를 할 수도 있다. 또한, 상기한 바와 같이 가위에 의하여 쉽게 절단되므로 캐스트(1)의 해체도 간편하다.
그리고, 캐스트(1)가 가벼운 외피재(10)와 심재(9)로 구성됨으로써 전체적으로 가볍고(종래 대비 50% 수준) 시술이 편리하다.
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1: 캐스트
3,5: 제 1 및 제 2대각바
7: 통기공
9: 심재
10: 외피재
h: 미세홀
3,5: 제 1 및 제 2대각바
7: 통기공
9: 심재
10: 외피재
h: 미세홀
Claims (13)
- 다수의 선재가 서로 대각으로 교차함으로써 그물형상을 갖으며, 수경화성 수지가 함침되는 심재와;
상기 심재의 외부를 감쌈으로써 심재가 내부에 배치되는 외피재와;
물이 상기 외피재의 미세홀을 통하여 상기 심재에 접촉하는 경우, 수경화성 수지의 경화에 의하여 상기 심재가 굳어져서 그물형상의 외피재를 지지하여 상처부위를 지지할 수 있는 캐스트. - 삭제
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- 제 1항에 있어서,
상기 선재는 직물재이며, 상기 직물재는 합성섬유, 천연섬유, 유리섬유, 탄소섬유 중 어느 하나를 포함하는 캐스트. - 제 1항에 있어서, 상기 외피재는 폴리올레핀, 스타이렌계 블록공중합체(Polystyrene-elastomer block copolymer), 에틸렌비닐아세테이트공중합체(EVA), 폴리우레탄계 엘라스토머(Polyurethane-elastomer), 폴리올레핀계 엘라스토머(Polyolefin elastomer), 폴리에스터계 엘라스토머(Polyester-elastomer block copolymer), 폴리아미드계 엘라스토머(Polyamide-elastomer block copolymer), 폴리에테르계 엘라스토머(Polyether-elastomer block copolymer), 폴리올레핀과 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer), EPR(Ethylene Propylene Rubber)블렌드, 천연고무(Natural Rubber), 실리콘 고무(Silicone Rubber), 스타이렌부타다이엔고무(Styrene Butadiene Rubber), 니트릴부타다이엔 고무(Acrylonitrile Butadiene Rubber;NBR), 니트릴이소프렌 고무(Acrylonitrile isoprene Rubber), 부틸 고무(Butyl Rubber),크로로프렌 고무(Polychloroprene Rubber),PVC, 수분산 우레탄 중 적어도 하나 이상의 소재를 선택적으로 포함하거나, 상기 수지와 오일을 혼합(Blending)하여 사용하는 캐스트.
- 삭제
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 심재의 통기공폭과, 대각바의 폭과, 두께는 아래의 비율을 유지하는 것을 특징으로 하는 캐스트.
L:D:T= 1∼30: 0.25 5~5: 1
(L: 심재의 통기공폭, D: 대각바의 폭, T: 대각바의 두께 ) - 제 1항에 있어서,
상기 심재의 통기공폭과, 대각바의 폭과, 두께는 아래의 치수를 유지하는 것을 특징으로 하는 캐스트.
L:D:T= 5∼100mm: 2~25mm: 2~25mm
(L: 심재의 통기공폭, D:심재의 대각바 폭, T: 대각바의 두께 ) - 하부금형의 상부에 외피재의 하부소재를 적치하는 단계와;
그물형상의 심재에 수경화성 수지를 함침시키는 단계와;
수경화성 수지가 함침된 그물형상의 심재를 상기 하부소재의 상부에 적치하는 단계와;
상기 하부소재의 상부에 적치된 심재의 상부에 외피재의 상부소재를 적층하는 단계와;
상부금형을 하강시킴으로써 하부 금형상의 상기 소재들을 가압하고, 열에 의하여 압착함으로써 심재와 동일하게 그물형상으로 형성하는 단계와; 그리고
상기 그물형성단계에서 열접합된 부분을 그물형상을 갖는 절단부에 의하여 절단함으로써 그물형상의 캐스트를 제조하는 단계를 포함하는 캐스트 제조방법. - 제 10항에 있어서,
상기 수경화성 수지는 폴리우레탄 프리 폴리머(Polyurethane Prepolymer) 조성물을 포함하며,
상기 외피재는 폴리올레핀, 스타이렌계 블록공중합체, 에틸렌비닐아세테이트공중합체(EVA), 폴리우레탄계 엘라스토머(Polyurethane-elastomer), 폴리올레핀계 엘라스토머(Polyolefin elastomer), 폴리에스터계 엘라스토머(Polyester-elastomer block copolymer), 폴리아미드계 엘라스토머(Polyamide-elastomer block copolymer), 폴리에테르계 엘라스토머(Polyether-elastomer block copolymer), 폴리올레핀과 EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer), EPR(Ethylene Propylene Rubber) 블렌드, 천연고무(Natural Rubber), 실리콘 고무(Silicone Rubber), 스타이렌부타다이엔고무(Styrene Butadiene Rubber), 니트릴부타다이엔 고무(Acrylonitrile Butadiene Rubber;NBR), 니트릴이소프렌 고무(Acrylonitrile isoprene Rubber), 부틸 고무(Butyl Rubber),크로로프렌 고무(Polychloroprene Rubber) 수분산 우레탄, PVC 중 적어도 하나 이상의 소재를 선택적으로 포함하거나, 상기 수지와 오일을 혼합(Blending)하여 사용하는 캐스트 제조방법. - 삭제
- 제 10항에 있어서,
상기 캐스트의 심재 통기공폭과, 대각바의 폭과, 두께는 아래의 비율을 유지하는 것을 특징으로 하는 캐스트 제조방법.
L:D:T=1∼30: 0.25~5: 1
(L: 심재의 통기공폭, D: 대각바의 폭, T: 대각바의 두께 )
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