JPS6365869A - ギプス材料 - Google Patents

ギプス材料

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JPS6365869A
JPS6365869A JP61209271A JP20927186A JPS6365869A JP S6365869 A JPS6365869 A JP S6365869A JP 61209271 A JP61209271 A JP 61209271A JP 20927186 A JP20927186 A JP 20927186A JP S6365869 A JPS6365869 A JP S6365869A
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隆 佐藤
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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】 (産業上の利用分野) この発明は、ギブス材料に関する。
さらに詳しくは、低融点の熱可塑性ポリニスデル樹脂か
らなり、骨折や脱臼等の治療に有用なギブス材料に関す
る。
従来、骨折部分を固定したり治療のために関節を固定す
るのに焼石膏のごときギブス材料が広(用いられてきた
。
しかし、かようなギブス材料は重く、また、嵩ばり易く
、X線撮影の邪魔になり、さらに水に可溶である等患者
にとって不利な点が多い。
(従来技術) これらの点を解消すべく、最近熱可塑性樹脂をガーゼや
網目構造のis布に含浸させたギブスが開発され、この
熱可塑性樹脂として高分子量のポリカプロラクトン重合
体が提案されている(特公昭53−6797号参照)。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、この重合体材料を用いたギブスを軟化させて患
者に適用する際、耐加水分解性が充分でなく、加水分解
して劣化した重合体材料を用いると加熱使用時に軟化し
た樹脂がタレを起し1作業に支障をきたすという問題点
があった。
そのため上記重合体にエポキシ樹脂などをブレンドした
り2重合時にエポキシ化合物を少量共重合させる方法に
より耐加水分解性を改良するという改良がなされている
(特願昭61−19007゜特願昭61−8502など
)。
また、カルボジイミドなどをブレンドし、耐加水分解性
を改良することも提案されている(特願昭60−835
21など)。
しかし、材料が患者の皮膚に触れて皮膚障害を起ず点問
題であり、ざらにエステル系の可塑剤を用いる方法もあ
るが、その場合、重合体の分子量低下をもたらし、ギブ
ス材料として必要な機械的強度が失われてしまうという
問題があった。
また、このブレンドする方法はそのための工程。
設備を必要とし、生産性が悪い。
従って、可塑剤を用いることな(、また、エポキシ樹脂
、カルボジイミドなどをブレンドすることなく機械的強
度を保持した樹脂製ギブス材料の出現が望まれていた。
本発明音らは、かかる問題について鋭意検討を行なった
結果、特定の芳香族ジカルボン酸と°特定の脂肪族また
は芳香族ジオールを高分子量カプロラクトンと共重合さ
せることによって得られた新規な熱可塑性ポリニスアル
樹脂が、未処理のポリカプロラクトンと同程度の融点を
保持し1、強度もギブスとして充分耐えうるちのである
ことを見い出しこの発明に到達した。
(発明の構成) かくしてこの発明によれば組成式(工):(A)I (
8)m (C)n−(I)(式中、Aは芳香族ジカルボ
ン酸の残基を、Bは芳香族ジオールまたは炭素数2〜1
8の直鎖または側鎖を有する脂肪酸ジオールの残基を、
Cは6−ヒドロキシカプロン酸の残基を示す;ただし、
これらの残基は各々エステル結合で結合して分子全体に
ランダム及び/又はブロック状に分布し、I、m、nは
Oよりも大きい値を有し、6−ヒドロキシカプロン酸残
基を60〜98重溌%含む)によって表わされ、かつ数
平均分子量約5.000〜200、000の熱可塑性ポ
リエステル樹脂からなるギブス材料が提供される。  
′ この発明において樹脂の数平均分子但とは、以下の条件
によるゲルパーミェーションクロマトグラフィー(GP
C)によって求めた数値を意味するものである。
測定条件: 装 買・・・LC−3A  (島津製作所製)溶 媒・
・・テトラヒドロフラン(流@1ml/分温 度・・・
室温 検出器−3hodex RI 5E−11(昭和電工!
lA)カラム・・・ll5G−PRE  (1本) 、
 H2C−20(1本)113G−15(3本) 、 
H2C−10(1本)(すべて島津製作所製) この発明において、ランダム及び/又はブロック状とは
、各残基が全くランダムな状態で結合している場合や一
部ブロック単位を含むランダムな状態をも意味し、さら
に全体がブロック状態であってもよい。
本発明のポリエステル樹脂は少なくともC成分を共電体
中60〜98重量%含み、がっ数平均分子量が約5,0
00〜200,000であればよい。
なお、成分AとBはエステル結合で結合するため通常は
ぼ等モルの構成からなり、I、m、nは0よりも大きい
値を有する。
この発明に用いる樹脂の組成式(I)中のA、すなわち
、芳香族ジカルボン酸残基に対応する酸性成分としては
、テレフタル酸、フタル酸、イソ) フタル酸が挙げら
れる。
残基Aは、ジカルボン酸残基の2種以上からなっていて
もよい。
一方、組成式(I)中のBに対応するジオール成分とし
ては、ビスフェノールAのEO付加物またはビスフェノ
ールAのPO付加物 [たとえば富士写真フィルム(株)製Newcol−1
900など] 1、構造式 2、合成反応式 ビスフェノールA    エチレンオキシド触媒 (酸
化エチレン) −>     Newcol−1900および、エチレ
ングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタン
ジオール、2−メチルプロパンジオール、1.3−ブチ
レングリコール。
ジエチレングリコール、トリエチレングリコール。
ネオペンチルグリコール、1.6−ヘキサングリコール
、ネオペンチルグリコールヒドロキシヒバリン酸エステ
ル、1.4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフ
ェノール−A、1.2−ドデカンジオール等が挙げられ
、プロピレングリコール、2−メチルプロパンジオール
、1.3−ブチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル等の側鎖を有するジオール類や、ジエチレングリコー
ル。
トリエチレングリコールの如き酸素原子が間に入ったジ
オール類が樹脂の融点を下げるのにより効果的であり、
好ましい。
一方、組成式(I)中のC1すなわち、6−ヒドロキシ
カプロン酸残基としては、ε−カプロラクトンから誘導
されたものが好ましいが、6−ヒドロキシカプロン酸自
身から誘導してもよい。
かような6−ヒドロキシカプロン酸残基の含有量は60
〜98重通%とする必要があり、70〜95重量%とす
るのが好ましい。
98重量%より多い場合には耐加水分解性の改良効果が
充分でなく、かつ、81械的強度がギブス材料としては
不足し、逆に60重但%より少ない場合には融点が上が
りすぎるのみならず、樹脂が硬質となり、・ギブス材料
としての必要な柔軟性を示さなくなり不適当である。
上記樹脂の融点は58〜65℃であり、数平均分子量は
s、ooo〜200.000好ましくは10,000〜
150,000である。
分子量が低すぎる場合は、プラスチックとしての物性を
有さず強度的に脆い樹脂となり、高すぎる場合には、溶
融粘度が大きくなりギブスを用いる場合2作業特性を著
しく損ない、不適ご≦である。
この発明に用いる熱可塑性ポリエステル樹脂は、(1)
ε−カプロラクトン又はヒドロキシカプロン酸、(2)
芳香族ジオールまたは炭素数2〜18の直鎖または側鎖
を有する脂肪酸ジオールの1種又は2種以上からなるヒ
ドロキシ成分及び(3)芳香族ジカルボン酸又はその無
水物もしくは低級アルキルエステルの1種又は2種以上
からなる酸性成分を、所定量配合し、エステル化促進触
媒の存在下で加熱撹拌し、適宜、生成する水を除去しつ
つエステル化反応及びff11合を行なうことにより得
られる。
より具体的に2例えば、芳香族、脂肪族ジオール、芳香
族ジカルボン酸又はその無水物もしくは低級アルキルエ
ステル及びε−カプロラクトンの所定間を混合し、これ
にエステル化促進触媒を添加し、150〜230℃で常
圧Fさらには減圧下で加熱撹拌し、エステル化反応によ
って生成する水を反応系外に除去しながらエステル化反
応とε−カプロラクトンの開環付加重合を行なうことに
よって合成することができる。
反応の後期は減圧下200〜230℃で撹拌することに
より水、さらには未反応ジオールや低分子分反応物を反
応系外に除去し綜合反応を進めるのが好ましい。
エステル化促進触媒としては、広範囲なものを用いつる
が、テトラメトキシチタン、デトラエトキシチタン、テ
トラn−ブロホキシチタン、テトライソブロホキシチタ
ン、テトラブトキシチタン等の有機チタン系化合物、ジ
−n−ブチル−錫−ジラウレート、ジ−n−ブチル−錫
−オキサイド。
ジブチル−錫−ジアセテート等の有機錫系化合物。
さらには二酸化アンチモンなどアンチモン化合物。
ゲルマニウム化合物、またはマグネシウム、カルシウム
、亜鉛などの酢fli塩と上記チタン化合物との組合わ
せなどを挙げることができる。
これらの触媒は生成する全共重合体に対し10〜10、
 oooppmの範囲で用いることが好ましい。
反応温度は230℃以上にすることは好ましくない。
なぜならば、ポリカプロラクトンの解重合温度が約22
0〜230℃であるため、これ以上の高温度で反応を行
なうと重合物が分解し、分子量が大きくならないからで
ある。
なお、使用する具体的な芳香族ジカルボン酸又はその無
水物もしくは低級アルキルエステル及び芳香族または脂
肪族ジオールとしては前述した酸性成分又はその無水物
もしくは炭素数1〜3のアルキルエステル及び前述した
ジオール成分が種々適用できる。
このように全原料の一括仕込みによってこの発明に用い
る樹脂は合成することができる。
しかし、分子量が5,000以上の樹脂を合成するには
以下に述べる方法がより効率的である。
すなわち、前記した(2)のジオール成分と(3)の酸
性成分とを予め混合し、エステル化触媒の存在下でエス
テル化反応及び重縮合を行なって分子旧約s、 ooo
〜200.000の線状ポリエステルとし、これに(1
)のε−カプロラクトンを混合液中に所定m混合し、高
重合開環触媒の存在下で加熱して反応させることにより
効率よくこの発明に用いる熱可塑性ポリエステル樹脂を
得ることができる。
より具体的には、例えば芳香族または脂肪族ジオールと
芳香族ジカルボン酸又はその無水物もしくは低級アルキ
ルエステルとエステル化促進触媒を前記したモル比で混
合し、150℃〜280℃で常圧下、さらには10.H
にl以下の鷲圧下でエステル化反応と重縮合反応を行な
って分子世約5,000〜100.000の線状ポリニ
スデル樹脂を合成した後、ε−カプロラクトンを所定の
割合で混合し、ε−カプロラクトンの高重合開環触媒を
添加し、100〜220℃常圧下で反応を行なうことに
よりこの発明に用いる樹脂が得られる。
かような方法によれば、ε−カプロラクトンの高重合体
の生成と当時に、反応系に添加した分子口約5.000
〜100,000の線状ポリエステルが高重合度ポリカ
プロラクトンとエステル交換反応を起し、この発明に用
いる低融点熱可塑性ポリエステルが生成される。
そして、高重合度の粘度の大きい樹脂を減圧下で長時間
撹拌する必要がない。
上記方法に使用するエステル化促進触媒は前述と同様で
あり、高重合開環触媒としては、塩素。
臭素、ヨウ素等のハロゲン化第1スズを10〜5、 O
OQppm1好ましくは50〜500ppm用いるのが
適当である。
この場合、反応系にざらに酸素を共存させることにより
反応が著しく促進される。
なお、使用するε−カプロラクトンやヒドロキシカプロ
ン酸中の不純物としての水や活性水素を含む物質は少な
くとも0.05%以下とすることが好ましい。というの
は反応下においてはこれらの活性水素を有する物質が重
合開始剤として働き、これらのmが0.05%より多い
と多量の重合開始剤が存在することとなり、低重合度の
重合体しか得られないからである。
このようにして得られた熱可塑性ポリエステル樹脂は、
融点58〜65℃を有し、分子量約5,000〜200
、000である。
なお、本発明でいう融点とは、熱媒体中で樹脂が不透明
から透明に変わり、溶融する点をいう。
かような熱可塑性ポリエステル樹脂は、シート状に成形
してそれだけでギブス材料として用いてもよく、網目状
織布のような適当な支持体に保持させてギブス材料とし
てもよい。
この際、樹脂中に着色剤、充填剤等の添加剤を添加して
もよい。
より具体的には、酸化チタンの如き無機化合物を着色剤
又は充填剤として上記樹脂に重合した後、適当な溶剤に
分散又は溶解させ、ガーゼ、不織布。
網目状織布等の支持体に含浸又は塗布及び/又は融着さ
せることによって製造することができる。
なお、支持体に含浸させる場合は、該支持体を、この発
明のポリエステル樹脂を製造しつつある重合体中に含浸
させながら行なうことができる。
このようにして得られたギブスは、従来の焼石膏等のギ
ブスに比して軽量でかさばらず、ざらに耐水性を有する
ため患者にとって身体的苦痛が減少し、入浴等にも支障
がない。
ざらに従来の高重合度カプロラクトンを用いたギブスよ
りも耐加水分解性が優れ、かつ、■械的強度が強いため
成形厚味を薄くすることができ軽量となる。
以下、この発明を例をもって説明する。
もちろん、これらはこの発明を限定するものではない。
なお、合成例、実施例中の部数は重口部を表わす。
合成比較例1 窒素導入管、温度計、ニアリングコンデンサー及び撹拌
装置のついた4ツロフラスコに水分含有有率0.025
重足%のε−カプロラクトンモノマー(表中略号ε−C
L)10000重塁部と塩化第−スズ1.0部をひょう
固し、窒素ガスを流しながら撹拌し、内部温度を150
’Cmまで60分かけて昇温した。。
昇温後空気を50m1/minの速度で10分間バブリ
ングし、再び窒素ガスに切替えた。
引続き内部温度を180℃まで昇温したところ反応が進
行し、内容物が増粘してくるのが観察され、内部温度は
220℃まで昇温していた。
増粘がl1SJWされてから2時間後に内容物をとり出
し、ε−カプロラクトンホモポリマーを得た。
得られたε−カブロラクトンホ′モボリマーは融点60
℃2数平均分子ff1130000であり9機械的物性
は表−1の通りであった。
また、この樹脂100部を温度50℃で相対湿度50%
の雰囲気下で静置し、50日後の加水分解による分子(
6)低下をE型粘度計を用いて25℃における粘度を測
定したところテスト前に比較して粘度保持率は表−1の
どと<31.1%であった。
[合成例−1] 窒素導入管、温度計、エステル生成水除去用コンデンサ
ー及びFFt拌装置のついた4ツロフラスコにテレフタ
ルM(表中略号 T F A ) 3320部、トリエ
チレングリコール(表中略号 TEG)3920部、三
酸化アンチモン1部を添加し150℃から240℃まで
5時間加熱撹拌し、ニスデル化反応によって生成する水
を除去しながら反応を行なった。 さらに、250mm
HG 〜5mmHGの減圧下で3時間、さらに、5mm
HG〜それ以下で260℃にて未反応物、水、低分子a
物を反応系外に除去し、数平均分子ff1153’oo
の室温でほとんど流動性のない液状ポリエステルを得た
。
このポリエステル500部をε−カプロラクトンモノマ
ー(表中略号 ε−CL ) 4500部に溶解し、触
媒として塩化第1スズ(表中略号 5nC12)を0.
5部添加し、150℃に昇温した後。
空気を50m1/minの速度で10分間バブリングし
た。
その後再び窒素ガスシールに切替え内部温度を180℃
〜220℃で8時間間環重合反応とエステル交換反応(
共重合反応)を行ない、熱可塑性ポリエステル樹脂を得
た。
得られた樹脂は融点60℃、数平均分子量115o○0
であり9機械的物性、耐加水分解性は表−1の通りであ
り2合成比較例に対して著しい改善が認められた。
[合成例−2] 合成例1と同じ条件で合成を行ない、同じ性状を有する
ポリエステル樹脂を得た。
このポリエステル樹脂2000部をε−カプロラクトン
モノマー3000部に溶解し゛、触媒として塩化第1ス
ズを0.5部添加し、150℃に昇温した後、空気を5
0m1/minの速度で10分間バブリングした。
その後再び窒素ガスシールに切替え内部温度を180℃
〜220℃で8時間間環重合反応とエステル交換反応(
共重合反応)を行ない、熱可塑性ポリエステル樹脂を得
た。
得られた樹脂は融点63℃、数平均分子量10500で
あり2機械的物性、耐加水分解性は表−1の通りであり
2合成比較例に対して著しい改善が認められた。
[合成例−31 トリエチレングリコールを3850部、ビスフェノール
−AのEO付加物(表中略号 BF−AのEO付加物)
を700部を用いた以外は合成例1と同じ条件で合成を
行ない、数平均分子ff1180oOを有するポリエス
テル樹脂を得た。
このポリニスデル樹脂500部をε−カプロラクトンモ
ノマー4500部に溶解し、触媒として塩化第1スズを
0.5部添加し、150℃にMWした後。
空気を50m1/minの速度で10分間バブリングし
た。
その後再び窒素ガスシールに切替え内部温度を150℃
〜220’Cで8時間間環重合反応とエステル交換反応
(共重合反応)を行ない、熱可塑性ポリエステル樹脂を
得た。
得られた樹脂は融点61℃、数平均分子881000で
あり、 IJl械的物的物性加水分解性は表−1の通り
であり2合成比較例に対して著しい改善が認められた。
[合成例−4] トリエチレングリコールの替りにエチレングリコール1
490部を用いた以外は合成例1と同じ条件で合成を行
ない、数平均分子ff117500を有するポリニスデ
ル樹脂を得た。
このポリエステル樹脂500部をε−カプロラクトンモ
ノマー4500部に溶解し、触媒として塩化第1スズを
0.5部添加し、150℃に昇温した後。
空気を50m1/minの速度で10分間バブリングし
た。
その後再び窒素ガスシールに切替え内部温度を150’
C〜220℃で8時間量D1合反応とエステル交換反応
(共重合反応)を行ない、熱可塑性ポリエステル樹脂を
得た。
得られた樹脂は融点62℃、数平均分子ff1850o
Oであり1機械的物性、耐加水分解性は表−1の通りで
あり1合成比較例に対して著しい改善が認められた。
[合成例−5] 合成例1と同じ条件で合成を行ない、数平均分子fal
 4000を有するポリエステル樹脂を得た。
二のポリエステル樹脂500部をε−カプロラクトンモ
ノマー4500部に溶解し、触媒として塩化第1スズを
0.5部添加し、150℃に昇温した後。
空気を50m1/minの速度で10分間バブリングし
た。
その後再び窒素ガスシールに切替え内部温度を150℃
〜220℃で8時間開r4重合反応とエステル交換反応
(共重合反応)を行ない、熱可塑性ポリエステル樹脂を
得た。
得られた樹脂は融点61℃、数平均分子量96100で
あり2機械的物性、耐加水分解性は表−1の通りであり
9合成比較例に対して著しい改善が認められた。
[合成例−6] テレフタル酸の替りにイソフタル酸を用いた以外は合成
例1と同じ条件で合成を行ない、数平均分子ii130
00を有するポリエステル樹脂を得た。
このポリエステル樹脂2000部をε−カプロラクトン
モノマー3000部に溶解し、触媒として塩化第1スズ
を0.5部添加し、150℃に昇温した後、空気を50
m1/minの速度で10分間バブリングした。
その後再び窒素ガスシールに切替え内部温度を150℃
〜220℃で8時間開環重合反応とエステル交換反応(
共重合反応)を行ない、熱可塑性ポリエステル樹脂を得
た。
得られた樹脂は融点64℃、数平均分子fE17200
0であり2機械的物性、耐加水分解性は表−1の通りで
あり9合成比較例に対して著しい改善が認められた。
[実施例−1] 合成例1〜6の熱可塑性ポリエステル樹脂をトルエンに
溶解し、30%濃度の溶液を調整した。
この溶液をガーゼ包帯に塗布し乾燥させた。
このガーゼを67℃の温水で加温し指に巻きつけながら
融着させ、室温に冷fJJ L、たところ硬質のギブス
が形成された。
このものはギブスとして十分な強度、・剛性、可撓性を
有し、使用目的を果した。
一方、比較例として合成比較例1の熱可塑性ポリエステ
ルを用いてギブスを作成したが、ギブス装着後に簡単な
外力により変形を受は使用に支障を来たし、使用目的を
果たさなかった。
実施例2 合成例1〜6で得た熱可塑性ポリエステル樹脂のペレッ
トを加熱プレス加工し厚さ2InInのシートを得た。
このシートを65℃に加温し指金体を押しあて指の外形
になるように成型し、それを室温に冷却した。
その結果、その指は衝突等の外圧1作用から守られ、こ
の成型物は副木(スプリント材)としての機能を果した
。
表  1

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)組成式( I ): 〔A〕l〔B〕m〔C〕n・・・( I ) (式中、Aは芳香族ジカルボン酸の残基を、Bは芳香族
    ジオールまたは炭素数2〜18の直鎖または側鎖を有す
    る脂肪酸ジオールの残基を、Cは6−ヒドロキシカプロ
    ン酸の残基を示す;ただし、これらの残基は各々エステ
    ル結合で結合して分子全体にランダム及び/又はブロッ
    ク状に分布し、l,m,nは0よりも大きい値を有し、
    6−ヒドロキシカプロン酸残基を60〜98重量%含む
    )によつて表わされ、かつ数平均分子量約5,000〜
    200,000の熱可塑性ポリエステル樹脂からなるギ
    ブス材料。
  2. (2)熱可塑性ポリエステル樹脂の融点が58〜65℃
    である特許請求の範囲第1項記載のギブス材料。
  3. (3)熱可塑性ポリエステル樹脂の数平均分子量が約1
    0,000〜150,000である特許請求の範囲第1
    項又は第2項に記載のギブス材料。
  4. (4)熱可塑性ポリエステル樹脂が、6−ヒドロキシカ
    プロン酸残基を70〜95重量%含む特許請求の範囲第
    1〜第3項のいずれかに記載のギブス材料。
  5. (5)組成式( I )中のAが、フタル酸、イソフタル
    酸、テレフタル酸残基又はこれら残基の2種以上からな
    る特許請求の範囲第1〜第4項のいずれかに記載のギブ
    ス材料。
  6. (6)組成式( I )中のBが、エチレングリコール、
    プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、2−
    メチルプロパンジオール、1,3−ブチレングリコール
    、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ネ
    オペンチルグリコール、1,6−ヘキサングリコール、
    ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステル
    、1,4−シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェ
    ノール−Aもしくは1,2−ドデカンジオールまたはフ
    タリルアルコール、ビスフェノールAのEO付加物の残
    基、ビスフェノールAのPO付加物の残基またはこれら
    の残基の2種以上からなる特許請求の範囲第1〜第6項
    のいずれかに記載のギブス材料。
  7. (7)組成式( I )中のBが、ジエチレングリコール
    、プロピレングリコール、2−メチルプロパンジオール
    、1,3−ブチレングリコールもしくはネオペンチルグ
    リコールの残基又はこれらの残基の2種以上からなる特
    許請求の範囲第1〜第6項のいずれかに記載のギブス材
    料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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