KR101194546B1

KR101194546B1 - 드레싱 재료 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101194546B1
Application number: KR1020087000448A
Authority: KR
Inventors: 귄터 랑겐; 마리타 마이스터
Original assignee: 카를 오토 브라운 게엠베하 운트 코 카게
Priority date: 2005-06-08
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2012-10-25
Also published as: DE502006003616D1; CA2610253C; US8162862B2; DE102005026298A1; WO2006131196A8; CA2610253A1; JP5011284B2; ATE429887T1; WO2006131196A1; JP2008541964A; ES2322618T3; EP1888004A1; PT1888004E; KR20080023726A; DE102005026298B4; PL1888004T3; CN101193613A; US20080086068A1; AU2006254768B2; EP1888004B1

Abstract

본 발명은 열가소성 수지를 포함한 드레싱 재료에 관한 것으로, 상기 열가소성 수지는 제1 직물 웨브에 도포되고 상기 열가소성 수지는 제1 마이크로캡슐화 염료(microencapsulated dye)를 함유한다. 또한, 본 발명은 제조 방법과, 붕대(bandage), 정형외과용 지지 드레싱(orthopedic support dressing) 및 적용을 포함한다.

드레싱, 정형외과, 안료, 석고붕대, 마이크로캡슐

Description

드레싱 재료 및 그 제조 방법{DRESSING MATERIAL AND METHOD FOR ITS PRODUCTION}

본 발명은 열가소성 수지(thermoplastic)를 포함한 드레싱 재료(dressing material)에 관한 것으로, 상기 열가소성 수지는 제1 직물 웨브(textile web)에 도포된다.

팔다리를 지지하고 안정시키기 위한 드레싱을 제조하기 위해, 석고붕대 재료(plaster cast material)는 오랜 기간 동안 공지되어 있다. 또한, 폴리머 기반의 다른 드레싱 재료가 한동안 사용되어 왔다. 석고붕대와 비교하여, 이러한 재료는 향상된 기계적 특성, 특히 세탁 내구성(washability) 및 내수성(water resistance)을 갖는다는 장점을 지닌다. 또한 폴리머 재료는 보다 신속하게 적용되고 경화될 수 있으며 더욱 가벼운 중량을 갖음으로 인해, 착용할 경우 개선된 안락함과 향상된 이동성을 보장한다. 최종적으로, 석고붕대 재료(cast material)와 비교하여, 폴리머 기반의 드레싱 재료는 x-선이 보다 용이하게 투과하도록 하여 상기 드레싱을 제거할 필요 없이 x-선 검사를 가능하게 한다.

폴리머 기반의 드레싱 재료와 석고붕대 재료 모두는 유기 또는 무기 직물 캐리어재와 그 위에 도포된 석고붕대 재료 또는 폴리머 재료를 포함한다. 폴리머 재 료에 관해서는, 비가역 경화성 재료(irreversibly curable material)와 열가소성 수지인 가역 가소성 재료(reversibly deformable material) 사이에 차별화가 이루어진다.

비가역 폴리머 드레싱 재료로서 주로 수경성 시스템(water-curable system)이 알려져 있으며, 이는 경화성 폴리머 성분으로서 반응성 폴리우레탄 프리폴리머(reactive polyurethane prepolymer)를 포함하며, 상기 프리폴리머는 물과 접촉하자마자 경화한다. 폴리머가 경화되지 않는 한, 드레싱 재료의 각 층은 서로 접착되어, 결국엔 다수의 재료 층들을 포함한 드레싱을 획득한다.

열가소성 가역 가소성 드레싱 재료의 경우에 있어서, 자체 접착 특성(self adhesive property)은 열가소성 수지를 각 용융 온도/연화 온도 또는 그 이상 가열함으로써 달성되며, 이로 인해 층은 드레싱 재료가 적용되는 경우에 영구 결합으로 돌입한다. 재료가 냉각됨에 따라 재료가 다시 고화되는 반면에, 재료는 용융점 아래의 온도에서도 여전히 소성 가소성 상태로 남는다. 이러한 유형의 폴리머는 그 용융 물성 및 응고 물성과 관련하여 히스테리시스 곡선(hysteresis curve)을 따른다. 열가소성 수지가 완전히 고화된 이후에, 안정된 다층의 접합된 드레싱 시스템(stable, multi-layer, bonded dressing system)이 얻어진다.

해당 드레싱 재료는 유럽 공개 특허 공보 EP 1 029 521 A2호에 공지되어 있으며, 상기 공보는 50℃ 이하의 온도에서 고체 또는 반고체이며 가요성 상태에서 자체 접착되고, 제1 직물 웨브와 상기 제1 직물 웨브에 도포된 55℃ 내지 90℃사이의 용융점을 갖는 열가소성 폴리머 및 이러한 재료 드레싱에 적층된 제2 직물 웨브 를 포함한다. 이는 수조(water bath)에서 가열한 이후 잔존 수(remaining water)를 압착한 이후에도, 잔여 붕대가 펼치기 용이함과 동시에 최종 드레싱의 층들의 접착이 부정적으로 영향받지 않도록 한다. 따라서, 보호층(protective layer)이 제거될 필요가 없으며, 이는 취급의 용이함을 상당히 개선한다. 결론적으로, 이러한 방식에 의해, 외부로 지향된 제2 직물 표면이 달성되며, 이는 최종 드레싱의 표면 특성을 향상시키도록 도와준다. 착색된 드레싱(colored dressing)을 생성하기 위해, 착색 안료(color pigment)가 첨가될 수 있다.

전술한 설계의 단점은, 색상 안료를 석고붕대(cast)에 도입할 경우에 착색 안료가 기술자뿐만 아니라 착용자와 직접 접촉할 수 있으므로, 안료의 독성 성분 또는 분해생성물로 인해 피부 자극, 민감 또는 알레르기반응과 같은 바람직하지 않은 피부 반응을 유발할 수 있다. 그 결과, 이러한 착색된 석고붕대는 거즈(gauze), 튜브 붕대(tube bandage) 및 크레이프(crepe)와 같은 추가적인 피부 보호 재료 없이 피부에 직접적으로 영구히 착용할 수 없다는 문제점과 관련된다.

따라서, 본 발명의 목적은 해당 석고붕대의 착색 변형이 소정의 착색 안료가 기술자 및/또는 환자의 피부에 직접 접촉할 필요 없도록 이행될 수 있는 동시에 해당 착색된 석고붕대의 착용자가 독성 착색 성분과 접촉하는 것을 방지하도록 하는, 드레싱 재료 및 해당 드레싱 재료를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 거즈, 튜브 붕대 및 크레이프와 같은 피부 보호 재료를 사용하지 않고서 피부에 몇 주 동안 영구적으로 착용할 수 있는 착색된 석고붕대를 구현하는 것이다.

본 발명은 청구항 1에 따른 드레싱 재료, 청구항 7에 따른 방법, 청구항 13에 따른 붕대, 및 청구항 12 및 14항에 따른 적용 및 정형외과용 지지 드레싱을 사용하여 상기 목적을 달성하며, 열가소성 폴리머는 제1 마이크로캡슐화 염료를 포함한다. 염료가 마이크로캡슐 케이싱(micro-capsule casing)에 의해 포위되므로, 착색된 붕대 재료가 피부와 염료 사이의 어떠한 직접 접촉도 야기하지 않으며 이에 따라 아조(azo), 아민(amine) 또는 중금속 성분과 같은 독성 염료 성분에 의해 유발되는 피부 자극이 방지되는 것이 가능하다.

특히 0.5 내지 20 ㎛의 입경(particle diameter)을 가질 수 있는 해당 염료 마이크로캡슐은, 예를 들어 아미노플라스트(aminoplast) 또는 요소-포름알데히드 수지(urea-formaldehyde resin) 등으로 제조될 수 있는 얇은 케이싱을 포함한다. 염료는 케이싱 내에서 직접 캡슐화될 수 있다. 이러한 마이크로캡슐은 착색 안료 및 케이싱에 더하여 용매 또는 왁스 성분을 포함한다. 염료 마이크로캡슐은 소망한 색상 심도(color depth)에 따라서 0.1 내지 8 중량%, 특히 0.5 내지 4 중량% 범위의 중량 비율로 열가소성 수지에 첨가될 수 있다.

특히 바람직한 실시예에 따르면, 온도민감성 염료(temperature sensitive dye) 또는 시온 염료(thermochromic dye)를 구비한 마이크로캡슐이 사용되며, 이는 예를 들어 실온에서 적색, 청색, 녹색 등과 같은 강렬한 색상이며 소정의 색변환 온도(Tu: color-turning temperature)에서 무색이거나 투명 상태이다. 이러한 시온 염료가 열가소성 붕대에 사용되면, 상기 시온 염료의 색변환 온도는 열가소성 수지의 용융점/연화점에 대한 일정한 한계 내에서 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 지금껏 겪은 문제가 해결되며, 이에 따르면 열가소성 드레싱 재료는 그 개별 상태를 표시하지 못하며, 다시 말해서 드레싱이 열적 활성(온도(T)가 폴리머의 용융 온도(Tm) 이상)되어 변형 가능한 적용 상태인지, 혹은 사용자가 이미 적용된 드레싱을 재작업해야 하는 경우에 특히 바람직할 뿐만 아니라 환자에 의한 드레싱의 착용의 전체 기간을 통해 바람직한 드레싱의 회복한 강성으로 인해 실온(온도(T)가 폴리머의 응고 온도(Tr) 이하)에서 냉각된 상태에서 드레싱이 강성 붕대로서 지지 효과를 발휘하는 기능 상태인지를 나타내지 못한다. 그 결과, 햇빛 또는 다른 열 적용의 효과 하에서 드레싱의 지지 효과가 감소할 수 있다. 따라서, 상태의 표시가 바람직하다.

마이크로캡슐화 이러한 유형의 시온 염료는, 예를 들어 독일 특허 공보 DE 35 44 151 C2호에 공지되어 있다.

또한, 미국 특허 공보 US-PS 5,412,035호는 고온에서만 감압 핫멜트 접착제(pressure-sensitive hot-melt adhesive)로서 역할을 하며 주위 온도(ambient temperature)에서는 접착 물성을 갖지 않는 접착제를 포함한 드레싱 재료를 개시한다. 아울러, 상기 공보는 접착제가 소정의 온도 이상으로 가열되거나 그 이하로 냉각되는 경우에 색상의 변화를 나타내거나 투명에서 불투명으로 변화를 나타내는 접착제가 구비됨을 개시하고 있다.

본 발명에 따르면, 특히 가역적인 색상 변화가 바람직하다. 본 발명에 따르면, 마이크로캡슐화 염료에서의 왁스 또는 용매 성분의 목표 선택을 표시함으로써 20℃ 내지 80℃ 사이의 임의의 온도에 대한 시온 염료의 색변환 온도(Tu)를 조절할 수 있다. 이는 용매 또는 왁스 성분이 선택되고 이후 시온 염료의 소망한 변환점에 해당하는 용융점 또는 연화점을 구비함으로써 달성된다. 특히, 열가소성 수지의 용융점(Tm) 또는 응고 온도(Tr)에 대한 시온 염료의 색변환 온도(Tu)를 조절할 수 있다. 이와 유사하게, 히스테리시스 범위(△H_k), 열가소성 수지의 기능 상태 또는 적용 상태에 대해 색상 변화를 조절할 수 있다. 이를 위해, 왁스 또는 용매 성분이 선택되고, 이는 열가소성 수지의 용융점(Tm) 또는 응고점(Tr)에 해당하는 용융점 또는 응고점을 갖는다. 하지만, 왁스 또는 용매 성분은 적용 상태의 온도 범위 이내이거나 또는 기능 상태의 온도 범위 이내인 용융점 혹은 연화점을 갖도록 선택될 수도 있다. 바람직하게는, 이러한 가역 색상 변경은 강렬한 색상으로부터 무색 또는 투명한 색상으로의 변화를 달성하도록 가열하는 순간 이루어진다.

이러한 색상 변화는, 물질이 가열 목적을 위한 수조, 가열 캐비넷 등과 같은 가열기 내에서 드레싱 재료의 저장 기간과 온도의 함수로서 적합하게 작동됨을 사용자에게 알려준다. 드레싱 재료의 적용 중에, 열가소성 수지의 냉각은 최초 색상이 시온 염료의 색변환 온도(Tu) 아래로 되돌아 가도록 하며, 이는 드레싱 재료가 고화되고 경화됨을 사용자 또는 환자에게 알려주므로, 소망한 지지 효과를 달성하게 한다. 온도 민감성 색 변화 효과는 색변환 온도(Tu) 주변의 히스테리시스 범위(△H_k) 내에서 가역적으로 발생하며, 예를 들어 뜨거운 공기, 헤어 드라이어 등에 의한 이후 부분 형상화 동안에 작동 사이클 및 응고 사이클을 매번 동반한다. 변환점의 조절은 염료 마이크로캡슐의 용매 또는 왁스 성분에 의해 수행되며, 상기 마이크로캡슐 내의 용매 또는 왁스 제품의 용융점으로 함수로서 20℃ 내지 80℃의 넓은 범위 내에서 임의로 변화될 수 있다. 색상 변화는 열가소성 수지의 상변화(phase change) 또는 용융 온도 혹은 재결정 온도의 온도로 조절되어 열가소성 수지의 열적 재료 매개변수 및 기계적 재료 매개변수(점성, 전단탄성계수)와 상호 관련된다. 열가소성 수지의 상변화는 다소간 분명한 히스테리시스 범위(△H_k), 즉 용융점과 응고점 사이의 차이에 의해 특징 지워진다.

일반적으로, 왁스 재료를 가열하여 이를 상기 왁스 재료의 액체 상태로 변환하는 것은 마이크로캡슐 내의 색상 효과를 유기적으로 형성하는 2개의 성분의 분리를 유발하며, 상기 성분은 왁스 재료의 응고 중에 서로 다시 접촉한 후 전자 상호작용(electron interaction)에 의해 가시적인 색상을 형성한다.

마이크로캡슐화 시온 염료의 히스테리시스 범위(△H_K)는 1 내지 약 10K 사이에 존재한다. 가열하는 순간에 색상의 변화가 높은 온도에서 완성되며, 냉각하는 순간에 히스테리시스 범위의 낮은 온도에서 이에 따라 완성된다. 대조적으로, 열가소성 수지는 이보다 넓은 히스테리시스 범위(△H_k)를 일반적으로 구비하며, 이는 약 10 내지 40K 를 포함할 수 있다. 이는 이러한 넓은 범위의 상변화로 인함이며, 이는 수용 가능한 시간 창(time window) 내에서 드레싱 제료를 가공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 또 다른 실시예에서 추가 염료가 제공될 수 있다. 이러한 추가 염료는 비마이크로캡슐화 염료(non-micro encapsulated dye)일 수 있거나 또는 특히 또 다른 마이크로캡슐화 염료일 수 있으며, 또 다른 시온 염료가 선호된다. 특히, 시온 물성을 구비하거나 구비하지 않은 다양한 색상의 마이크로캡슐화 염료들의 혼합물은, 다양한 범위의 색상 변화 또는 색상 색조를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 특별한 실시예는 드레싱 재료가 냉각 상태에서 녹색을 갖고 활성 상태에서 황색을 갖는 것을 제공할 수 있다. 특히, 다양한 색변환 온도를 갖는 몇몇 유형의 마이크로캡슐화 시온 염료를 이용할 수도 있다. 현재 온도에 따라서, 점진적인 색상은 가열 또는 냉각 중에 더욱 현저한 차별화를 가능하게 할 수 있다. 이러한 시각 신호 효과는 사용자와 환자 모두에게 응고 상태 및 그로 인해 잔여 가공 시간을 정밀하게 결정하게 하거나, 또는 환자가 본 발명의 지지 효과 및 강도를 결정하게 하여 후속 부상을 잠재적으로 방지한다. 특히, 신호 효과는 소정의 가공 상태가 도달되는 경우에 제1 색상 변화가 발생하며, 제2 온도 변화는 미리 가열된 드레싱 재료가 환자가 매우 불편할 것으로 고려되는 온도 상태에 도달하는 신호를 나타내는 것에 의해 달성될 수 있다.

아울러, 다양한 시온 염료들을 첨가함으로써, 카멜레온 효과와 유사하게 주변 온도의 변화에 따라 드레싱도 색상 변화를 겪도록 색상 변화가 조절되는, 흥미로운 시각 효과가 달성될 수 있다.

특히, 추가 직물 웨브 및/또는 추가 열가소성 수지층이 적용되고 다양한 층들이 드레싱을 형성하기 위해 배치될 수 있다. 원칙적으로, 열가소성 수지는 40℃의 온도, 특히 50℃ 또는 그 이하에서 고체 또는 반고체 상태일 수 있다. 특히, 폴리머들이 서로 혼합될 수 있다면, 다양한 폴리머들의 혼합물 역시도 열가소성 수지로서 사용될 수 있다. 특히, 55℃ 내지 90℃, 바람직하게는 60℃ 내지 80℃, 특히 바람직하게는 60℃ 내지 70℃의 온도에서 용융되고 용융점 이하로 냉각한 이후에도 약간의 시간이 흐른 이후에 유연한 상태로 존재하는 핫멜트 접착제는, 폴리머로서 사용될 수 있다. 열가소성 수지가 정상 적용 조건 하에서 열가소성 드레싱 재료에 사용될 수 있도록 보장하기 위해, 최대 40℃, 바람직하게는 최대 50℃, 및 특히 바람직하게는 최대 55℃의 온도 저항을 가져야 하며, 이러한 온도에서 폴리머는 상당한 연화(softening) 또는 분해(decomposition)를 받지 않을 수 있다. 열가소성 수지가 125℃에서 0.5 내지 200 g/10 min., 보다 바람직하게는 4 내지 40 g/10 min., 특히 바람직하게는 12 내지 25 g/10 min.의 용융물 유동지수를 가지며, 용융물 유동지수의 결정은 125℃의 테스트 온도와 325g의 공칭하중에서 DIN ISO 1133에 따라 결정된다. 용융점 이상으로 가열한 이후의 경화 시간은 도달한 온도와 냉각 속도에 의존하며 일반적으로 1분 내지 15분, 바람직하게는 2분 내지 10분 및 보다 바람직하게는 3분 내지 8분이다. 상기 물성을 지닌 적합한 열가소성 수지는, 예를 들어 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리비닐아세테이트 또는 선형 포화 폴리에스테르 화합물이다. 이러한 폴리에스테르는 영국, 워링턴시 솔베이 인터록스사(Solvay Interox)의 "CAPA 폴리카프로락톤(polycaprolactone)"의 상품명으로 시중에서 구입 가능하다. 또한, 열가소성 폴리머는 안정제, 연화제, 수지, 점착 부여제, 자외선 차단제, 충전재 또는 산화방지제와 같은 추가적인 보조제 또는 첨가제를 포함할 수도 있다. 소정의 잔여 유연성(residual flexibility)을 가질 수 있는 또 다른 열가소성 폴리머는, 예를 들어 폴리에틸렌 아크릴산 에스테르 공중합체, 에틸-비닐 아세테이트 공중합체 및 폴리우레탄이다. 이러한 경우에 있어서, 드레싱을 구비할 신체 부분은 완전하게 고정되지 않을 것이며, 그 대신에 일정한 수준의 이동성이 존재하여 환부의 기능적 사용을 가능하게 한다.

폴리머 층에 제2 직물 웨브를 제공함으로써, 최종 붕대는 수조에서 가열하고 선택적으로 압착한 이후에도 쉽게 펼칠 수 있다. 또한, 접착 보호층의 적용이 선행할 수 있으며, 붕대가 직접 권취될 수 있다. 또한, 직물 표면 특성의 생성으로 인해 착용감이 향상된다. 제1 직물 웨브 또는 또 다른 직물 웨브의 직물 재료로는 원칙적으로 탄성 섬유이나, 비탄성 섬유 및 섬유 재료 또한 사용 가능하다. 합성 섬유 또는 천연 섬유를 사용할 수 있다. 사용되는 직물 웨브는 직물 섬유성 웨브일 수 있으나, 직물 또는 니트뿐만 아니라 부직포 또는 직포(wovens)일 수 있다.

시온 염료는, 예를 들어 영국 플린트셔 서모그래픽 메저먼트 주식회사(TMC)의 마이크로캡슐화 크로마존 분말(ChromaZone powder)일 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 드레싱 재료를 포함하는 붕대에 관한 것이다. 붕대는 펼침으로써 특히 드레싱 재료로 제조될 수 있다. 또한, 본 발명은 지지 드레싱뿐만 아니라 정형외과용 지지 드레싱의 제조를 위한 상기 드레싱 재료의 이용에 관한 것이다.

최종적으로, 본 발명은 아래의 단계를 포함하는 드레싱 재료를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 직물 웨브를 제공하는 단계; 코팅 화합물을 제조하기 위해 열가소성 폴리머와 적어도 제1 마이크로캡슐화 염료 및/또는 제1 마이크로캡슐화 염료를 포함한 색상 조제(color preparation)를 혼합하는 단계; 코팅 화합물을 이용하여 직물 웨브를 코팅하는 단계, 바람직하게는 또 다른 직물 웨브를 상기 코팅 화합물에 도포하는 단계; 및 드레싱 재료를 커스터마이징(customizing)하는 단계, 특히 드레싱 재료를 소정의 길이 및 너비를 갖는 웨브형 재료로 재단하고 이를 소정의 너비 및 직경의 롤(roll)로 권취하는 단계. 이러한 방식으로, 붕대가 제조될 수 있다. 특히, 커스터마이징 단계(customizing step) 이전에 냉각 단계가 수행될 수 있다. 직물 웨브를 코팅하기 위해, 추가로 가열 단계가 요구되며, 특히 압출 공정이 사용된다.

상기 방법은 단계를 추가적으로 포함하며, 이에 따르면 색상 조제는 캐리어 폴리머에 마이크로캡슐화 염료를 첨가함으로써 제조되며, 상기 캐리어 폴리머는 열가소성 드레싱 재료를 제조하기 위해 폴리머의 용융점(Tm) 위인 10 K 내지 60 K 범위의 용융점(T_B)을 갖는다.

특히, 동일한 열가소성 폴리머가 캐리어 폴리머로서 사용될 수 있다. 캐리어 폴리머와 마이크로캡슐화 염료의 혼합물은 용융되고, 균질화되며 냉각 이후에 입자화된다. 이러한 색상 조제는 통상적으로 마스터 배치(master batch)로 언급된다. 마스터 배치는, 예를 들어 충전재, 윤활제, 안정제 및 가공 보조제와 같은 추가적인 첨가제를 포함할 수 있다.

대안으로, 액상안료(liquid color)로 명칭되는 것을 제조할 수 있으며, 여기서 마이크로캡슐화 염료가 불활성 유체(inert fluid), 특히 광유(mineral oil), 에스테르유, 지방산 에스테르, 지방 알코올 또는 폴리에틸렌 글리콜에 혼합된다. 특히, 모노카르복시산 에스테르는 예를 들어 n-헥실 로레이트(n-hexyl laurate) 또는 n-옥틸 카프릴레이트(n-octyl caprylate)와 같은 액체 포화 지방산-지방 알코올 에스테르로 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 예를 들어 수지 알코올 파미테이트 스테아레이트(tallow alcohol palmitate stearate) 또는 펜타에리트라이트 에스테르(pentaerythrite ester)와 같은 왁스 포화 지방산-지방 알코올 에스테르(waxy saturated fatty acid-fatty alcohol ester)로서 사용될 수 있다. 계면활성제(surfactant)와 같은 보조제 또는 요변성제(thixotropic agent)와 같은 안정제를 제공할 수도 있으며, 분말 형태로 존재하는 마이크로캡슐화 염료와 불활성 유체로부터 균일한 분산이 형성된다. 마이크로캡슐화 염료는 유체 내에 안료 축적물이 없는 미세하게 분포된 형태로 존재해야 한다. 마이크로캡슐이 손상되지 않도록 특별한 주의가 요망되며, 상기 손상은 그 색상 변화 기능을 훼손한다. 염료를 구비한 마이크로캡슐의 중량 비율은 20 내지 70%로 조절될 수 있다.

도 1은 20℃ 내지 80℃의 온도 범위에서 보존계수(G')(전단계수의 탄성부)의 온도 의존 경로를 나타낸다.

이하, 본 발명은 일부 실시예를 참조로 하여 상세하게 설명한다. 본 발명에 따르면, 열가소성 드레싱 재료의 제조 중에, 열민감성 마이크로캡슐화 염료는 적합한 용융점 및 응고점을 갖는 열가소성 폴리머에 첨가되며, 이로 인해 상기 염료가 폴리머 매트릭스 내에서 최대한 균일하고 미세하게 분포된다. 열가소성 드레싱 재 료의 제조는 독일 특허 공보 DE 199 07 043 B4호에 개시되며, 상기 공보는 본 발명의 참조 문헌으로서 포함된다.

이하, 열가소성 폴리머의 제조가 설명되며, 상기 열가소성 폴리머는 코팅 목적, 함침 또는 직물 재료와의 결합을 위해 사용된다. 폴리머 매트릭스 내의 마이크로캡슐의 충분히 미세한 분배 및 그로 인한 만족스런 색상 균일성을 달성하기 위해, 마이크로캡슐은 용해된 폴리머 내부로 직접 교반되지 않거나 또는 압출기에 분말로서 첨가되지 않는 것이 바람직한 반면에, 전 단계에서 마스터 배치(농축된 마이크로캡슐/마이크로캡슐의 20 - 50%의 비율을 구비한 폴리머 혼합물)로 가공되거나 액상안료 조제(30 - 70% 비율의 마이크로캡슐과 적합한 불활성 유체 내의 마이크로캡슐을 슬러리함)로서 제공된다.

실시예 1: 마스터 배치로부터 측정된 첨가.

마스터 배치는 캐리어 폴리머, 색상 안료, 및 충전재, 윤활제, 가공 보조제와 같은 (선택적인) 첨가물을 일반적으로 포함한다. 실시예에 있어서, 열가소성 드레싱 재료를 제조하는 역할도 하는 동일한 열가소성 폴리머는 마이크로캡슐/염료 마스터 배치의 제조를 위한 캐리어 폴리머로 사용된다.

이후, 영국, 워링턴시 솔베이 인터록스사의 폴리카프로락톤(CAPA 640, 용융점 57℃)의 중량으로 50 부분은 흰색 과립(4 mm 크기의 펠렛) 형태로 고형물 혼합기에서 실온으로 배치되고 마이크로캡슐화 청색 염료(영국 플린트셔 서모그래픽 메저먼트 주식회사(TMC)의 마이크로캡슐화 크로마존 분말(CHROMAZONE powder), 색상 변환 온도 47℃, 히스테리시스 범위 5.4 K)의 중량으로 50 부분과 균일하게 혼합된 다. 균일화를 개선하기 위해, 1 내지 2 g의 윤활제가 왁스, 오일, 에스테르유뿐만 아니라 대전방지제(antistatic agent)의 형태로 첨가될 수 있다. 균일화된 혼합물은 깔때기 또는 공급 메커니즘을 통해 단축 압출기 또는 이축 압출기에 첨가되고 100℃에서 용융된 후 적합한 교반기, 스크류 내의 혼합부 및 이송부에 의해 압출기 내에서 추가로 균일화된다. 용융 재료의 온도가 마이크로캡슐화 시온 염료의 색변환 온도 이상이므로, 무색의 용융 폴리머 재료가 압출기의 단부에서 배출되며, 상기 재료는 둥근 다이(round die)(직경이 3 mm)에 의해 무한 스트랜드(endless strand)로 압출되며 냉각을 위한 냉간 수조를 통해 즉시 발송된다. 용융물은 고화되어 진한 청색의 굳은 스트랜드를 형성하며, 상기 청색은 가역 색상 변화로 인해 회복된다. 스트랜드는 펠리타이저(pelletizer)(회전날을 구비한 단절기)로 직접 공급되며 4 mm의 길이와 3 mm의 직경을 갖는 원통형 펠렛으로 절단된다. 다른 다이 지오메트리와 펠릿 장치(벨트 입자제조기, 헤드 입자제조기)를 사용하여 사각형 펠렛 또는 볼록 렌즈형 펠렛을 제조할 수 있다. 추가적으로, 압출기를 떠나는 용융물은 예를 들어 30 × 30 × 50 cm의 가장자리 길이를 갖는 블록을 형성하기 위해 통(tub)에서 고화될 수 있으며, 이후 상기 블록은 냉각되고 펠렛 조각으로 연마될 수 있으므로, 2 내지 10 mm의 불규칙한 형상의 펠릿의 입자 크기 분포를 달성한다. 공식에 따르면, 이러한 방식으로 제조되는 마스터 배치는 50 중량% 부분의 마이크로캡슐 염료를 포함한다.

열가소성 드레싱 재료를 제조하기 위해, 다시 한 번 CAPA 640이 흰색 펠렛 형태로 열가소성 폴리머로서 사용된다. 색상 공정을 준비하기 위해, 95 중량%의 흰 색 입자와 5 중량%의 상기 마스터 배치의 혼합물이 혼합기 내에서 제조된 후 균일화된다. 마스터 배치 입자는 기존의 중량 측정 유닛(gravimetric metering unit)을 통해 흰색 폴리머 펠렛에 연속적으로 혼합될 수 있다. 혼합물은 코팅 시스템 상의 단축 압출기 내에서 140℃에서 용융되고 무색 필름으로서 적합한 슬롯 다이에 의해 배출되며, 상기 필름은 제1 직물 웨브 상에 직접 배치된다. 이어서, 제2 직물 웨브가 적층되며, 최종 복합물은 냉각 롤러를 통해 진행된다. 획득된 열가소성 드레싱 재료는 상기 재료가 냉각함에 따라서 그 색상이 무색으로부터 청색으로 다시 변경된다. 시트는 10 cm 너비를 갖는 2.50 미터 길이의 스트립으로 절삭되고 붕대로 권취된다.

붕대를 적용하기 위해, 붕대는 70℃의 수조에서 7분 동안 가열되며, 폴리머 코팅의 색상은 청색으로부터 투명으로 변화하고 상기 붕대는 전체적으로 흰색(직물의 기본 색상)으로 나타난다. 이러한 색상 변화는 붕대의 완결된 열적 활성을 나타내며, 이제 성형 가능하므로 인체에 적용할 실제 사용이 준비된다. 이러한 상태에서, 재료는 그 자체에 추가로 최소한 접착된다. 인체에 감겨지는 경우에, 각 층은 층 복합체를 형성하도록 서로 달라붙는다. 드레싱은 10 분의 시간 내에서 서서히 냉각되어 다시 한 번 고화되며, 마이크로캡슐화 시온 염료의 색변환 온도로서 연속적으로 다시 나타나는 청색은 더 이상 부합되지 않으므로, 드레싱의 강화와 치료될 인체의 향상된 지지 효과/안정성을 시각적으로 나타낸다. 실온으로 완전히 냉각한 이후에, 최종 지지 드레싱은 최초 붕대의 초기 청색을 갖는다. 청색으로부터 흰색 다시 청색으로의 색상 변화는 냉각된 지지 드레싱이 예를 들어 모서리를 부드럽게 하거나 드레싱의 형성을 변화시키기 위해 열적(헤어 드라이어, 핫 에어 건)으로 재가공되는 경우에 발생하며, 이렇게 함으로써 마이크로캡슐화 시온 염료의 색변환 온도가 먼저 초과되며 냉각 중에 다시 한번 부합되지 않는다. 이는 사용자에게 개별 색상을 기반으로 한 시각적 신호를 제공하며, 상기 신호는 열가소성 재료의 활성 상태를 나타내므로 성형성/가소성 또는 강성을 나타낸다. 이와 유사하게, 색상 변화를 기초로 하여 환자는 드레싱이 예를 들어 강력한 열(일광욕, 사우나) 효과 아래서 연화되어 지지 효과가 약화될 위험이 있는 경우에 시각 신호가 제시된다.

실시예 2: 액상안료로부터 측정된 첨가.

액상안료를 제조하기 위해, 안료 분말로 존재하는 마이크로캡슐화 염료는, 예를 들어 광유, 에스테르유, 지방산 에스테르, 지방 알코올, 플리에틸렌 글리콜 등과 같은 불활성 유체 내에서 계면활성제 또는 안정제 또는 요변성제와 같은 보조제를 첨가함과 동시에 분산제의 도움을 받아 균일한 용액으로 변환되며, 그로 인해 마이크로캡슐화 시온 염료가 미세하게 분산된 형태, 다시 말해서 안료 축적물이 없는 형태로 유체 내에 제공된다. 교반 속도와 전단 조건은 마이크로캡슐의 케이싱이 손상되지 않아서 캡슐이 손상되지 않은 상태로 남도록 조정되어야 한다. 액상안료에서의 염료를 구비한 마이크로캡슐의 중량 비율은 20 내지 70 중량%로 바람직하게 조정된다. 하지만, 마이크로캡슐화 시온 염료를 포함하는 이러한 유형의 액상안료는 침전되기 쉬우므로 충분한 균질성을 보장하기 위해 사용 전 교반을 필요로 한다.

방금 기술한 방식에서, 아래의 액상안료 조제(F1 및 F2)가 준비된다.

F1: 30 중량 부분의 마이크로캡슐화 청색 염료(영국 플린트셔 서모그래픽 메저먼트 주식회사(TMC)의 마이크로캡슐화 크로마존 안료(CHROMAZONE pigment), 색상 변환 온도 47℃, 히스테리시스 범위 5.4 K)가 70 중량 부분의 n-옥틸 카프릴레이트로 분산되며, 그 결과 마이크로캡슐화 시온 염료(색상: 진한 청색)의 30%의 액상안료가 획득된다.

F2: 50 중량 부분의 마이크로캡슐화 적색 염료(영국 플린트셔 서모그래픽 메저먼트 주식회사(TMC)의 마이크로캡슐화 크로마존 안료(CHROMAZONE pigment), 색상 변환 온도 31℃, 히스테리시스 범위 7.5 K)가 50 중량 부분의 n-옥틸 카프릴레이트로 분산되며, 그 결과 마이크로캡슐화 시온 염료(색상: 진한 적색)의 50%의 액상안료가 획득된다.

상기 2개의 조제(F1 및 F2)는 별도의 가압 저장소에 충전되며 초과 공기압을 적용함으로써 별도의 압력 호스를 통해 펌프로 퍼올리며, 여기서 니들 밸브(needle valve)가 각 호스의 단부에 제공되어 제어 솔레노이드를 통해 개폐된다. 초과 압력으로 인해, 액상안료의 균일한 흐름은 밸브가 개방되는 경우에 배출된다.

직물 캐리어를 코팅하기 위하여, 실시예 1에 사용된 장치에 해당하는 장치가 사용된다. 흰색 CAPA 640 열가소성 폴리머의 색상 과정은 아래와 같이 수행된다. 액상안료의 가압된 공급 저장소에 연결된 2개의 니들 밸브들은 흰색 폴리머를 용융하는 데 사용되는 압출기 헤드 내에서 서로에 대해 이웃하게 설치된다. 니들 밸브들은 전자 제어 유닛에 의해 개별적으로 제어될 수 있으므로, 니들 밸브 개폐 사이클 시간을 통해 소정의 액상안료 유동이 흰색 폴리머 용융물의 유동으로 배출되며, 다시 말해서 폴리머 유동으로의 각 액상안료의 계량된 첨가가 가능하다.

본 발명의 실시예에 있어서, 제어기는 평균 초과 시간에 1g의 액상안료(F1)와 1g의 액상안료(F2)가 98g의 폴리머 재료로 계량되도록 조정된다. 회전 압출기 다이의 효과 하에서, 액상안료는 140℃ 핫 폴리머 용융물 내로 균일하게 분포된다. 마이크로캡슐화 시온 염료의 색변환 온도가 초과되므로, 압출기의 단부에서 슬롯 다이로부터 배출된 용융물은 다시 한 번 투명해진다.

냉각된 상태(22℃ 실온)에서, 실시예 1에 상응하게 제조된 열가소성 드레싱 재료는 적색과 청색의 감색(subtractive color)으로서 획득되는 자주색을 갖는다.

코팅된 직물 웨브로부터 제조된 붕대를 적용하기 위해, 붕대는 70℃의 수조에서 7분 동안 가열되며, 여기서 폴리머 코팅의 색상은 자주색으로부터 짧게 청색으로 이어서 투명색으로 변화되며 붕대는 전체적으로 흰색(직물의 기본 색상)으로 나타난다. 이러한 색상 변화는 붕대의 완전한 열적 활성을 나타내며, 이는 이제 성형 가능하므로 인체에 적용할 실제 사용이 준비됨을 나타낸다. 인체 상으로 감겨지는 경우에, 층들은 서로 접착되며, 이러한 층 복합체에 있어서 드레싱은 냉각되어 다시 한 번 고화되며, 여기서 47℃에서 마이크로캡슐화 시온 염료(F1)의 색변환 온도로서 연속적으로 다시 나타나는 청색은 더 이상 부합되지 않으므로, 치료될 인체의 향상된 지지 효과/안정성을 표시된다. 실온으로 추가 냉각하자마자, 마이크로캡슐화 시온 염료(F2)의 적색 기반 색상은 31℃에서 복귀되며, 이는 이전의 청색 색상이 자주색 혼합 색상으로 변화하도록 한다. 완전히 냉각한 이후에, 실온(22℃)에서의 최종 지지 드레싱은 초기 붕대의 원래 자주 색상을 다시 한 번 갖는다.

자주색으로부터 청색으로 흰색으로 청색으로 다시 자주색으로의 변화는 가열 사이클/냉각 사이클 중에 매번 가역적으로 발생하며 지지 드레싱이 그 시간(마이크로캡슐화 시온 염료의 각 색변환 온도의 히스테리시스 범위 내에서)에 갖는 개별 온도를 나타낸다. 여러 색상 변화는 열가소성 드레싱의 개별 상태의 보다 정밀한 평가를 가능하게 한다. 청색 색상은 이미 적용된 붕대의 시작 응고를 나타내며, 추가 냉각 중에 발생하는 자주색으로의 색상 변화는 드레싱의 최대 최종 강도/안정성이 도달될 때의 상태를 나타낸다. 헤어 드라이어 등에 의한 열적 가공 중에, 여러 색상 변화는 사용자로 하여금 각 색상을 기초로 하여 열가소성 드레싱 재료의 온도 및 강성에 대한 상세 정보를 제공하며 그로 인해 성형성/가소성 또는 안정성 수준의 등급 표시에 대한 상세 정보를 제공한다. 이와 유사하게, 여러 색상 변화를 기초로 하여, 환자에게 예를 들어 강력한 열(일광욕, 사우나) 효과 아래서 연화되어 지지 효과가 소실될 위험이 있는 경우에 경고 또는 간섭 한계로서 역할을 할 수 있는 시각적 정보를 제공한다.

도 1에 따른 도면은 실시예 2와 본 발명의 상관관계를 다시 한 번 보다 자세하게 설명한다. 상변화의 전체 온도 범위를 걸친 열가소성 폴리머의 점탄성 물성의 특성을 나타내기 위해, 동적기계분석법(dynamic-mechanical analysis)이 사용되며, 여기서 폴리머는 회전식 진동 시스템(피에조 회전 진동기)에 의해 진동을 유발하는 2개의 면 평행 플레이트들 사이에 배치된다. 전단응력과 이와 관련된 힘을 측정함으로써, 복합전단계수(complex shear modulus)(G*)가 결정되며, 상기 복합전단계수는 보존계수(storage modulus, G')(탄성부)와 점성계수(loss modulus, G")(점성부) 로 구성되며, 이들은 손실각 tan δ(위상변이)을 통해 서로 연결된다. 도 1은 20℃ 내지 80℃의 온도 범위에서 이러한 방식으로 결정되는 보존계수(G')(전단계수의 탄성부)의 온도 의존 경로를 나타낸다. 실온(25℃)에서, 폴리머는 고체 상태이고 보존계수(G')의 값은 10⁷ 파스칼(Pa)의 범위이다. 가열하자마자, 전단계수는 곡선(L)을 따르며, 용융 온도(Tm)에서 고체로부터 액체로의 상 변환은 약 10⁴ Pa로의 현저한 강하를 특징으로 하며, 이러한 감소는 폴리머 용융물에 대한 80℃의 온도로 최소 하락된다. 용융물의 후속 냉각 동안에, 전단계수는 곡선(S)을 따라 이어지며, 응고 온도(Tr)에서 10⁵ 으로부터 10⁷ 으로 전단계수의 강력한 상승이 다시 한 번 관찰된다. 가열 곡선(L)과 냉각 곡선(S)의 변화는 히스테리시스 효과를 나타내며, 열가소성 폴리머의 히스테리시스 범위는 차이(△H_k = Tm -Tr)로부터 유도된다.

도 1에 있어서, 실시예 2의 마이크로캡슐화 시온 염료(F1(blue hue) 및 F2(red hue))가 도시되며, 이와 함께 개별 색변환 온도(T_u1 및 T_u2)뿐만 아니라 관련 히스테리시스 범위(△H_F1 및 △H_F2)가 도시된다. 시온 염료의 색상 포화는 히스테리시스 범위의 최저 온도 한계에서 최대이고 최고 온도 한계(투명 상태)에서 최저이다. 도면을 참조로 하여, 본 발명에 따른 효과가 도시되며, 이에 따르면 F1 및 F2로 착색된 열가소성 폴리머를 가열(곡선 L)하는 경우에 약 35℃에서 시작하여 자주 계통 색상이 염료(F2)의 색상 변화 발생으로 인해 약 35℃에서 청색 색상(F1의 기본 색상)으로 변화되며, 이어서 염료(F1)의 색상 변화에만 의해 약 50℃에서 추가 가열하는 경우에 투명색으로 된다. 용융 과정 중에, 투명은 최대 80℃까지의 온도에서 액체 폴리머에 대해 유지된다. 냉각(곡선 S)시키는 경우에, 투명으로부터 청색으로의 색상 변화가 열가소성 폴리머가 F1의 히스테리시스 범위(△H_F1)에 도달함에 따라 열가소성 수지의 여전히 용융된 상태에서 시작되며, 이는 열가소성 폴리머의 히스테리시스 범위(△H_K)의 대략적인 중간 부분이다. 이러한 최초 색상 변화는 열가소성 폴리머의 시작 응고를 나타내며, 이후 환전한 응고 이후, 즉 고체 상태로 된 경우에 이러한 온도 범위에서 청색 색상을 갖는다. 추가 냉각하여 응고 온도(Tr) 이하인 F2의 히스테리시스 범위(△H_F2)가 도달되는 경우에, 청색으로부터 자주색으로의 색상 변화가 발생한다(투명으로부터 적색으로의 F2의 색상 변화에 의해 유발). 이러한 제2 색상 변화는 열가소성 폴리머의 응고 중에 완전한 재결정화를 나타내며, 그로 인해 최종 열가소성 드레싱 재료에 있어서, 드레싱이 착용된 경우에 기능적 위상 중에 최대 지지 효과가 발생한다.

본 발명의 본질적 특징은 색변환 온도(Tu)와 히스테리시스 범위의 위치와 관련하여 염료(F1, F2)가 온도 스케일의 임의의 지점에 위치할 수 있으며, 그로 인해 상기 염료가 열가소성 폴리머의 히스테리시스 물성 및 색변화의 의도된 신호 효과 또는 점탄성 물성과의 관련성에 조정될 수 있다는 점이다.

전술한 방법에 있어서, 환자에게 위험한 독성 염료를 방지하기가 특히 용이하며, 특히 시온 염료를 사용하는 경우에 독성 염료를 방지하기가 용이하며, 드레싱의 상태의 변화, 추가 가공 및 재료 파라미터는 사용자 및/또는 환자에게 표시될 수 있다.

본 발명은 드레싱 재료 및 그 제조 방법에 이용될 수 있다.

Claims

제1 직물 웨브에 도포되는 열가소성 폴리머를 포함하는 드레싱 재료에 있어서,

상기 열가소성 폴리머는 제1 마이크로캡슐화 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱 재료.
제1항에 있어서,

제1 마이크로캡슐화 염료는 시온 염료인 것을 특징으로 하는 드레싱 재료.
제1항에 있어서,

열가소성 폴리머는 하나 이상의 제2 염료를 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱 재료.
제3항에 있어서,

하나 이상의 제2 염료는 마이크로캡슐화 염료인 것을 특징으로 하는 드레싱 재료.
제4항에 있어서,

제2 마이크로캡슐화 염료는 시온 염료인 것을 특징으로 하는 드레싱 재료.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

추가 직물 웨브 및 추가 열가소성 폴리머 층 중 최소한 하나가 제공되어 복합체를 형성할 수 있는 것을 특징으로 하는 드레싱 재료.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 드레싱 재료를 제조하기 위한 방법으로서,

직물 웨브를 제공하는 단계;

적어도 제1 마이크로캡슐화 염료 및 제1 마이크로캡슐화 염료를 포함하는 색상 조제 중 최소한 하나와 열가소성 폴리머를 혼합하여 코팅 화합물을 제조하는 단계;

상기 직물 웨브를 코팅 화합물로 코팅하는 단계; 및

드레싱 재료를 커스터마이징(customizing)하는 단계를 포함하는 드레싱 재료 제조 방법.
제7항에 있어서,

색상 조제는 캐리어 폴리머에 마이크로캡슐화 염료를 첨가함으로써 제조되며, 혼합물은 용융되고 균일화되며 냉각 이후에 입자화되는 것을 특징으로 하는 드 레싱 재료 제조 방법.
제8항에 있어서,

캐리어 폴리머의 용융점은 열가소성 폴리머의 용융점 이상인 10 K 내지 60K의 온도 범위인 것을 특징으로 하는 드레싱 재료 제조 방법.
제7항에 있어서,

색상 조제는 마이크로캡슐화 염료를 불활성 유체에 첨가하고 혼합물을 균일화함으로써 제조되는 것을 특징으로 하는 드레싱 재료 제조 방법.
제7항에 있어서,

코팅 화합물을 제조하기 위해, 하나 이상의 제2 염료, 하나 이상의 제2 색상 조제 및 다수의 염료를 포함한 색상 조제 중 최소한 하나가 혼합되는 특징으로 하는 드레싱 재료 제조 방법.
정형외과용 지지 드레싱을 제조하기 위해 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 드레싱 재료를 이용하는 방법.
정형외과용 지지 드레싱을 위한 붕대로서,

제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 드레싱 재료를 포함하는 붕대.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 드레싱 재료를 포함하는 정형외과용 지지 드레싱.
제7항에 있어서,

상기 코팅 화합물 상에 추가의 직물 웨브를 도포하는 단계를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 드레싱 재료 제조 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

적어도 제1 시온 염료 및 추가 시온 염료 중 최소한 하나는 그 색 변환점(Tu)에 대하여 열가소성 폴리머의 열적, 기계적 재료 및 가공 파라미터들 중 최소한 하나와 관련되는 것을 특징으로 하는 드레싱 재료.