KR20010001279A - 정형외과용 캐스팅 테이프 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 정형외과용 캐스팅 테이프는 420 데니어 폴리에스테르 필라멘트 원사로 제직된 섬유상 기질에 촉매로서의 2,2'-디모포리닐디알킬 에테르(2,2'-dimorpholinyldialkyl ether: DMDEE), 안정제로서의 피로갈릭산과 디메틸로프로피오닉산, 윤활제로서의 나트륨 라우릴 술페이트(sodium lauryl sulfate), 및 실리콘 타입 소포제를 함유하는 폴리우레탄 예비고분자로 이루어진 수지 용액을 도포하여 제조된다. 본 발명에서 사용된 섬유상 기질은 종사 및 횡사 모두를 420 데니어 폴리에스테르 필라멘트 원사를 사용하여 제직된 4 bar 라셀(Raschel) 니트 원단이다. 상기 폴리우레탄 예비고분자는 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate: MDI), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol: PPG), 및 폴리알킬렌 글리콜(polyalkylene glycol: PG)로 이루어진다. 본 발명에 따른 폴리우레탄 수지의 조성비는 중량비로 MDI가 50∼70%, PPG가 25∼35%, PG가 5∼15%, DMDEE가 0.1∼1.0%, 나트륨 라우릴 술페이트가 1∼5%, 피로갈릭산이 0.1∼0.5%, 디메틸로프로피오닉산이 0.1∼0.5%, 그리고 실리콘 타입 소포제가 0.1∼1.0%이다.

Description

정형외과용 캐스팅 테이프 및 그 제조방법{Orthopedic Casting Tape and Method of Preparing the Same}

발명의 분야

본 발명은 정형외과용 캐스팅 테이프에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 폴리에스테르 원사를 이용하여 원단을 제직하고, 이 제직된 원단을 폴리우레탄 수지 용액에 도포하여 제조되는 정형외과용 캐스팅 테이프에 관한 것이다.

발명의 배경

종래의 정형외과용 캐스팅 테이프는 유리섬유 또는 폴리에스테르 원사를 이용하여 제직한 원단, 또는 이에 탄성섬유를 첨가하여 제직한 원단에 수분경화형 폴리우레탄 수지를 도포하여 제조된다. 수분경화형 폴리우레탄 수지를 이용하여 제조된 캐스팅 테이프는 이소시아네이트와 폴리올과의 반응에 의하여 형성된 예비고분자(prepolymer)를 물과 반응시켜 물-이소시아네이트 반응을 하도록 하여 경화시킬 수 있는 테이프이다. 즉 예비고분자가 도포된 캐스팅 테이프를 20∼30℃의 물에 약 2∼3초간 담갔다가 1∼2회 정도 짜내고 환자의 환부에 감으면 테이프는 약 10분 이내로 경화되어 환부가 고정된다.

미국특허 제4,433,680호에는 폴리우레탄 예비고분자를 오픈-위브(open- weave) 원단에 도포하여 제조된 캐스팅 밴드를 개시하며, 여기서 폴리우레탄 예비고분자는 방향족 폴리이소시아네이트, 폴리올 및 디모포리노디에틸에테르(dimorpholino diethylether)로 구성되고 안정제와 소포제가 사용될 수 있다. 이 미국특허에서는 방향족 폴리이소시아네이트로서 카보디이미드기를 함유하는 디페닐메탄 디이소시아네이트를 사용하였다.

미국특허 제4,667,661호에는 친수성기로 이루어진 윤활제를 함유한 수분경화성 수지인 이소시아네이트-관능성 예비고분자를 원단에 도포하여 원단의 도포면의 마찰계수가 1.2이하인 캐스팅 테이프를 개시한다. 상기 친수성 기는 폴리올 또는 폴리에톡실레이티드 지방 알코올로부터 유도되고, 윤활제는 술포네이트기로 이루어지며, 알킬 술페이트 계면활성제나 음이온성 폴리에톡실레이티드 계면활성제 등을 포함한다.

미국특허 제5,405,643호(한국 대응특허공개번호 제96-700028호)에는 원단 시이트를 기계적으로 압축 가공하여 원단 시이트의 섬유에 마이크로크리프(microcrepe) 구조를 제공하는 단계와 상기 원단 시이트에 경화성 액상 수지를 도포하는 단계로 구성되는 정형외과용 캐스팅 붕대를 제조하는 방법을 개시한다.

미국특허 제5,480,708호(한국 대응특허공개번호 제96-28926호)에는 섬유상 기질에 수분 반응성 폴리우레탄 예비중합체를 도포한 캐스팅 테이프를 개시하며, 상기 섬유상 기질은 99.75∼65%의 비탄성 섬유와 0.25∼35%의 탄성섬유로 이루어지며, 상기 탄성섬유는 에틸렌/프로필렌 고무와 폴리프로필렌 수지의 블렌드이고, 상기 섬유상 기질은 3 bar 라셀(Raschel) 니트 원단으로서 상기 탄성섬유는 상기 기질의 bar 3에 위치하며, 상기 비탄성 섬유는 고강력 폴리에스테르이다.

한국특허공고 제97-167호에는 폴리에스테르 필라멘트를 종사와 횡사로 하여, 상기 종사와 횡사와의 사이의 구멍이 크게 편직된 원단을 폴리우레탄 수지에 침지시켜 제조되는 정형외과용 고정테이프를 개시하고 있다.

종래의 폴리우레탄 예비고분자 안정제로서 사용된 벤조일 클로라이드는 악취가 나기 때문에 환자가 사용하는 캐스팅테이프에 사용하기에는 부적절하다. 종래의 윤활제로 사용되는 PLURONIC F108은 폴리올로서 폴리우레탄 예비고분자의 이소시아네이트기와 반응을 하는 반응성 윤활제로서 시술 도중에 점도를 높히는 단점이 있으며, 피부에 접촉시 유해하다.

유리섬유를 이용하여 제조되던 종래의 캐스팅 테이프는 전기톱으로 절단 시 미세한 유리가루가 발생하여 흡입시 폐암 발생의 소지가 있으며, 사용 후 소각폐기가 어렵고, 자연 분해가 되지 않는 등의 여러 가지 환경/위생적 유해 요인들을 내포하고 있다.

폴리에스테르 직물을 이용하여 제조되던 종래의 캐스팅 테이프는 유리섬유로 제조된 것과 비교할 때 캐스팅 테이프로서 가장 치명적인 압축강도가 낮은 단점이 있다.

따라서 본 발명자들은 상기와 같이 제조된 종래의 캐스팅 테이프가 갖는 결점인 환경/위생 유해 요인들을 제거하면서도 압축강도가 향상되고, 위해성이 적으면서도 촉감이 부드럽고 매끄러운 정형외과용 캐스팅 테이프 및 그 제조방법을 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 폴리우레탄 수지의 윤활제로서 나트륨 라우릴 술페이트(sodium lauryl sulfate)를 사용함으로써 가급적 피부에 위해성이 적은 캐스팅 테이프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 환경/위생 유해 요인이 없는 폴리에스테르 원단을 사용하면서도 압축강도가 향상된 캐스팅 테이프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리에스테르 원단을 사용하여 촉감이 매끄럽고 부드러운 정형외과용 캐스팅 테이프를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 폴리우레탄 수지의 안정제로서 피로갈릭산과 디메틸로프로피오닉산을 사용함으로써 종래의 벤조일 클로라이드에 비교하여 악취문제가 없는 정형외과용 캐스팅 테이프를 제조하기 위한 방법을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 정형외과용 캐스팅 테이프는 420 데니어 폴리에스테르 필라멘트 원사로 제직된 섬유상 기질에 촉매로서의 2,2'-디모포리닐디알킬 에테르(2,2'-dimorpholinyldialkyl ether: DMDEE), 안정제로서의 피로갈릭산과 디메틸로프로피오닉산, 윤활제로서의 나트륨 라우릴 술페이트(sodium lauryl sulfate), 및 실리콘 타입 소포제를 함유하는 폴리우레탄 예비고분자로 이루어진 수지 용액을 도포하여 제조된다.

본 발명에서 사용된 섬유상 기질은 종사 및 횡사 모두를 420 데니어 폴리에스테르 필라멘트 원사를 사용하여 제직된 4 bar 라셀(Raschel) 니트 원단이다. 상기 폴리우레탄 예비고분자는 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate: MDI), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol: PPG), 및 폴리알킬렌 글리콜(polyalkylene glycol: PG)로 이루어진다. 본 발명에 따른 폴리우레탄 수지의 조성비는 중량비로 MDI가 50∼70%, PPG가 25∼35%, PG가 5∼15%, DMDEE가 0.1∼1.0%, 나트륨 라우릴 술페이트가 1∼5%, 피로갈릭산이 0.1∼0.5%, 디메틸로프로피오닉산이 0.1∼0.5%, 그리고 실리콘 타입 소포제가 0.1∼1.0%이다. 이하 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 정형외과용 캐스팅 테이프는 섬유상 기질을 제직하기 위하여 420 데니어 폴리에스테르 필라멘트 원사를 사용하여 4 bar 라셀 니트 원단으로 제직한다. 폴리에스터 필라멘트 원사중 420 테니어를 종사 및 횡사에 모두 사용하고, 종래의 2 bar 또는 3 bar가 아닌 4 bar 라셀로 제직하므로서 부피감이 있고, 적절한 편조직 방법을 통하여 표면이 매끄러운 폴리에스터 원단을 만들 수 있었으며, 결과적으로 매우 향상된 압축강도를 얻을 수 있었다. 또한 2 bar 또는 3 bar에서는 만들기 어려운 입체적인 편조직으로 통기에 문제가 없도록 하였다.

제직된 원단을 80℃ 이상의 물 속을 통과시킨 후 건조하므로서 신축성을 좋게하고, 이물질을 제거하며, 위생적 처리를 하면서 원단 촉감을 부드럽게 하였다.

상기 제직된 폴리에스테르 원단은 폴리우레탄 수지 용액에 침지시켜 수지 용액을 도포 시킨다. 폴리우레탄 수지 용액은 폴리우레탄 예비고분자가 주성분이며, 촉매, 안정제, 윤활제, 및 소포제를 함유한다. 폴리우레탄 예비고분자는 디페닐메탄 디이소시아네이트 폴리프로필렌 글리콜 및 폴리알킬렌 글리콜로 이루어진다. 촉매로는 2,2'-디모포리닐디알킬 에테르가 사용되는데 이는 캐스팅 테이프가 물과 반응하여 물-이소시아네이트 반응을 진행시키기 위한 것이다.

본 발명에서는 안정제로서 피로갈릭산과 디메틸로프로피오닉산을 함께 사용한다. 피로갈릭산과 디메틸프로피오닉산은 냄새도 없고 독성도 없으며 인체에 해롭지 않다. 종래의 캐스팅 테이프를 제조하는 경우에는 안정제로서 벤조일 클로라이드를 사용하여 왔으나, 이는 독성이 강하고 악취가 나기 때문에 사용에 문제점을 야기하였다.

본 발명에서는 윤활제로서 나트륨 라우릴 술페이트를 사용한다. 종래의 PLURONIC F108은 폴리올로서 이소시아네이트와 반응하는 반응성 유기 윤활제이나 나트륨 라우릴 술페이트는 치약, 샴푸 등에 첨가되는 비교적 안전한 유기염 윤활제이다.

본 발명에서는 소포제로서 실리콘 타입 소포제를 사용한다.

폴리우레탄 예비고분자를 이루는 디페닐메탄 디이소시아네이트는 전체 수지에 100 중량%에 대하여 50∼70 중량%, 폴리프로필렌 글리콜은 25∼35 중량%, 그리고 폴리알킬렌 글리콜은 5∼15 중량%로 사용된다. 상기 폴리우레탄 예비고분자에 함유되는 촉매로서의 2,2'-디모포리닐디알킬 에테르는 전체 수지 100 중량%에 대하여 0.1∼1.0 중량%, 윤활제로 사용되는 나트륨 라우릴 술페이트는 1∼5 중량%이고, 안정제로 사용되는 피로갈릭산은 전체수지 100 중량%에 대하여 0.1∼0.5 중량%이고 디메틸로프로피오닉산은 0.1∼0.5 중량%, 그리고 실리콘타입 소포제는 전체 수지 100 중량%에 대하여 0.1∼1.0 중량%이다.

상기에서 제직된 폴리에스테르 4 bar 라셀 니트 원단을 상기 폴리우레탄 수지 용액에 침지시켜 정형외과용 캐스팅 테이프를 제조한다. 섬유상 기질을 폴리우레탄 수지 용액에 침지시켜 정형외과용 캐스팅 테이프를 제조하는 방법은 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

이렇게 제조된 정형외과용 캐스팅 테이프는 포장되어 제품으로 유통되고, 이 캐스팅 테이프를 사용하고자 하는 경우에는 20∼30℃의 물에 약 2∼3초간 담갔다가 1∼3회 정도 물기를 짜내고 환자의 환부에 감는다. 약 10분 정도가 경과하면 캐스팅 테이프는 물-이소시아네이트 반응에 의하여 경화되고, 환부에 고정된다.

본 발명은 하기의 실시예에 의해 상세히 설명되나, 하기 실시예는 본 발명의 구체적인 실시 양태를 예시한 것일 뿐으로 본 발명의 보호 범위를 제한하거나 한정하고자 하는 것은 아니다.

실시예 1∼3

종사 및 횡사 모두를 420 데니어 폴리에스테르 원사를 이용하여 4 바아 9 gauge 라셀 니트 원단을 폭 3 inch로 제직하고, 80도 이상의 물 속에 최소 10초 이상 침지시킨 후 충분히 건조하였다.

하기 표1에 따른 3가지 폴리우레탄 수지 용액을 제조하여 각각의 수지 용액에 상기에서 제직된 4 바아 라셀 니트 원단을 침지하였다. 표1에서의 폴리우레탄 수지 용액의 조성은 모두 중량%를 의미한다. 수지용액이 도포된 니트 원단을 길이 3.6 m로 자른 후 알루미늄 포장지에 넣고 밀봉하여 정형외과용 캐스팅 테이프를 제조하였다.

상기 실시예 1∼3에 의하여 제조된 캐스팅 테이프를 ASTM F1536에 따라 물에 침지시키고 손으로 3회 물기를 짜낸 후 275초 동안 세팅하였다.

상기 세팅된 시료를 24시간 후에 Modified ASTM F1536에 따라 고착강도를 측정하고, 그 결과를 표2에 나타내었다.

ASTM F1536에 따라 상기 실시예 1∼3의 시료를 30분후, 60분, 그리고 24시간 후에 각각 압축강도를 측정하고, 그 결과를 표2에 나타내었다.

비교실시예 1

실시예 1에서 420 데니어/ 96 필라멘트 폴리에스테르 원사를 이용하여 2 바아 라셀 니트 원단을 제직하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 캐스팅 테이프를 제조하고, 이에 대하여 물성을 측정하여 하기 표3에 나타내었다.

비교실시예 2

Johnson ＆ John 사에서 제조한 Delta-Cast Elite 3 inch x 4 yards 제품을 실시예 1∼3과 동일한 방법으로 압축강도를 측정하여 표3에 나타내었다. Delta-Cast Elite 제품은 종래의 유리섬유 원단 대신에 150 데니어 폴리에스테르 원사와 탄성섬유를 사용하여 3 바아 라셀 원단으로 제직한 것을 특징으로 한다.

비교실시예 3

3M 사에서 제조한 Scotchcast Plus 3 inch x 4 yards 제품을 실시예 1∼3과 동일한 방법으로 압축강도를 측정하여 표3에 나타내었다. Scotchcast Plus 제품은 유리섬유를 2 바아 라셀 원단으로 제직한 것이다.

상기 실시예 및 비교실시예에서 보는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 캐스팅 테이프는 종래의 캐스팅 테이프에 비하여 압축강도가 비교적 양호함을 알 수 있다.

본 발명은 섬유상 기질을 제직하기 위하여 420 데니어 폴리에스테르 필라멘트 원사를 4 바아 라셀로 제직하여 2, 3 바아로 제직된 원단의 표면보다 매끄럽다. 80℃ 이상의 온수에 침지시켜 건조시킨 원단을 사용하므로서 유리섬유로 만든 원단보다 촉감이 부드럽다. 폴리우레탄 수지의 안정제로서 피로갈릭산(pyrogallic acid)과 디메틸로프로피오닉산(dimethylopropionic acid)을 사용하므로서 악취문제가 제거되었으며, 윤활제로서 나트륨 라우릴 술페이트(sodium lauryl sulfate)를 사용함으로써 안전성이 향상된 윤활제를 사용하게 되었다.

상기의 4 바아 라셀로 제직된 원단에 상기의 첨가제로 제조된 폴리우레탄 수지 용액을 도포하여 제조된 캐스팅 테이프는 종래의 유리섬유를 사용하지 않은 여타 제품보다 압축강도가 현저히 향상되었으며, 유리섬유로 제조된 캐스팅 테이프에 근접된 압축강도를 가지면서도 환경친화적이며, 위생적이고, 촉감이 부드럽고 매끄러운 정형외과용 캐스팅 테이프를 제공할 수 있는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (5)

1. 촉매로서의 2,2'-디모포리닐디알킬 에테르(2,2'-dimorpholinyldialkyl ether: DMDEE), 안정제로서의 피로갈릭산과 디메틸로프로피오닉산, 윤활제로서의 나트륨 라우릴 술페이트(sodium lauryl sulfate), 및 실리콘 타입 소포제를 함유하는 폴리우레탄 예비고분자로 이루어진 폴리우레탄 수지 용액을 폴리에스테르 필라멘트 원사로 제직된 4 bar 라셀(Raschel) 니트 원단에 도포하여 제조되는 것을 특징으로 하는 정형외과용 캐스팅 테이프의 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 예비고분자는 디페닐메탄 디이소시아네이트(diphenylmethane diisocyanate: MDI), 폴리프로필렌 글리콜(polypropylene glycol: PPG), 및 폴리알킬렌 글리콜(polyalkylene glycol: PG)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정형외과용 캐스팅 테이프의 제조 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 필라멘트 원사는 420 데니어인 것을 특징으로 하는 정형외과용 캐스팅 테이프의 제조 방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 수지 용액의 조성비는 중량비로 MDI가 50∼70%, PPG가 25∼35%, PG가 5∼15%, DMDEE가 0.1∼1.0%, 나트륨 라우릴 술페이트가 1∼5%, 피로갈릭산이 0.1∼0.5%, 디메틸로프로피오닉산이 0.1∼0.5%, 그리고 실리콘 타입 소포제가 0.1∼1.0%인 것을 특징으로 하는 정형외과용 캐스팅 테이프의 제조 방법.
5. 상기 제1항 내지 제4항의 어느 한 항에 따라 제조된 정형외과용 캐스팅 테이프.