【０００１】
技術分野
本発明は、患者の体温を維持するために使用する発熱布を製造する方法に関するものであり、より詳しくは、本発明は、化学重合法（chemical polymerization）及び電気重合法（electrical polymerization）を使用し、ポリピロール（polypyrrole）、ポリアニリン（polyaniline）及びポリチオフェン（polythiophene）などの電気伝導性物質を生地上に塗布し、少なくとも４０±５℃の温度で１乃至４時間にわたって、この温度を安全に維持することが可能な発熱布を製造する方法に関する。
【０００２】
背景技術
一般に、中央集中式の冷暖房システムを備えている現代的な病院環境においては、患者個々人の状態に適合した体温管理が不可能であるため、病室で薄いガウンだけを着用して長時間を過ごす患者の体温維持及び管理が必要となる。特に、手術直後の患者は、手術によるストレス及び出血、また長時間、身体内の臓器が外部に露出するため、体温調節が困難な状態になる。
【０００３】
しかし、病院の室内温度は、一年中２２乃至２４℃に維持されるので、手術直後の体温損失による震え（shivering）及び低酸素症（hypoxia）によって深刻な結果を招く恐れがある。
【０００４】
患者に、かかる深刻な症状が生じることを防止するため、従来の手術室では、手術直後の患者の体温維持において、通常は、低体温制御システム（hypothermic control system）や加温空気膨張ブランケット（warming air inflation blanket）などが使用される。
【０００５】
しかし、前記の低体温制御システムの場合、これは温水をゴムマットレスの中へ循環させる装置であって、洗濯機程度の大きさの本体に連結され、価格も高く、使用が制限される。
【０００６】
また、前記加温空気膨張ブランケットは、両側面のカバーの間に暖かい空気を吹き込むものであって、これもやはり高価で、使い捨てであるため環境問題が発生し得る。また、材質がビニールと不織布（non-woven fabrics）とからなり、皮膚に接する感触が良くない。更に、暖かい空気が注入されると膨張し、手術患者の身体に掛けるには不便であることが知られている。
【０００７】
一方、一般に保温用として使用される電気ブランケットは、電磁波の発生により患者に有害性である疑いがあり、手術室内の精密機器にも直接的、間接的な電磁波の干渉効果を招く危険もあるため、病院内での使用は禁止される。また、生理食塩水の使用や多量の出血によって患者が感電する危険があり、制御装置の故障による火災の危険もある。
【０００８】
本発明の課題は、従来の体温維持システムの各種の欠点及び問題点を解決することであり、電気伝導性高分子物質の発熱特性を利用した安全な発熱布の製造方法を提供することである。
【０００９】
発明の開示
本発明に基づいて、電気伝導性高分子物質を利用した患者の体温維持用発熱布の製造方法が提供されることで上記課題が達成され、この製造方法は、ナイロン或いはポリエステルのような合成繊維、または合成繊維と天然繊維とからなる生地を、高温、高圧下で、ドーパント、蒸留された重合性単量体、及び酸化剤を含む溶液として処理し、生地上に電気伝導性高分子膜を塗布する化学的重合工程と、前記生地を水で洗浄して弱く結合した高分子性物質を分離させ、生地の露出した領域上に高分子性被覆が厚く生成されるように、生地を磁性パターン化シートで被覆する電気的重合工程と、前記の生地に温度センサ、コントローラ、及び携帯用の電源供給部を配設する設置工程と、を含んでなる。
【００１０】
本発明は、生地繊維に電気伝導性高分子膜を塗布する化学的重合工程と、磁性のパターン化シートを使用し、高分子性被覆を生成させる電気的重合工程とを必需的に含むように構成される。
【００１１】
前記の化学的重合工程において、電気伝導性高分子膜は、約５０乃至１５０℃の温度、１乃至３kgf／cm2の圧力下で、ドーパント、重合性単量体、及び酸化剤を含む浴槽に生地繊維を沈積させることで形成される。生地繊維としては、ナイロン或いはポリエステルのような合成繊維を使用するのが好ましい。このような工程で、生地繊維に通電できるので、これは電気的重合工程において電極として利用される。
【００１２】
前記の電気的重合工程は、重合浴槽の攪拌のために、窒素ガスでバブリング（bubbling）しながら、電極に１乃至９ｍＡ／ｃｍ2の電流密度を印加することにより行われる。
【００１３】
生地に柔軟性及び効率的な発熱構造を付与するために、生地繊維上に高分子性被覆パターンが形成される。このため、生地繊維を磁性のパターン化シートで被覆し、生地が露出した領域上に高分子を厚く形成する。
【００１４】
本発明の重合物質としては、電気伝導性のポリピロール、ポリアニリン及びポリチオフェンを使用するのが好ましい。化学的重合工程と電気的重合工程を併用することにより、一以上の電気伝導性高分子が塗布される。携帯用のバッテリを発熱布に取り付けることにより、発熱布を４０乃至４５℃の温度に上昇させることができる。
【００１５】
また、４５℃を超えた温度で、１時間以上を皮膚が露出している場合には、皮膚火傷を負うことがあるので、発熱布の温度を４５℃以下に制御できる温度センサ及びコントローラを取り付ける。これにより、発熱布を安全に使用することができる。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照して実施例を挙げ、本発明を具体的に説明するが、本発明がこれに限定されるものではない。
【００１６】
実施例 １
第１図に示すような高温高圧システム３において、本発明の一実施例による化学重合を実施した。第１図に示したように、本発明の発熱布の母材繊維として使用される生地繊維１を、ドーパント、蒸留された重合性単量体、及び酸化剤が含まれている浴槽２を繰り返し通すようにして、浴槽２において化学的重合反応が生じるようにした。化学的重合を促進するために、ヒーター４を使用して浴槽２を加熱した。化学的重合の間、システム３を、約５０乃至１５０℃の温度で、１乃至３kgｆ／cm2の圧力下となるように、３乃至１００分間維持した。かかる高温、高圧の条件を適用する理由は、収得された電気伝導性高分子が、一般的な染色法の場合のような常温常圧下よりも、高温高圧下では生地組織内にさらに活発に含浸するように加速されるからである。化学重合により生成された高分子の大部分は、物理的な吸着力で生地組織に付着する。化学重合が完了すると、生地１に弱く結合された高分子性物質を分離するように、生地１を水で洗浄した。その後、生地１を常温またはオーブンで乾燥させ、電気伝導性高分子含浸形生地１’を得た。
【００１７】
実施例２
第２図には、本発明の他の一実施例による電気重合の際、利用される重合浴システムを示す。前記の重合浴システムにおいて、前記の実施例１の生地１’に対して電気重合を実施した。ここで、浴槽の底面から窒素ガスを供給してバブリングさせ、浴槽を攪拌しながら、動作電極（working electrode）に１乃至９ｍＡ／cm2の電流密度を印加した。生地上に被覆される電気伝導性重合物質の量を増加させ、且つ被覆の質を向上させるために、磁石を使用して生地をパターン化した。このとき、好ましいパターン化結果を得るために、ローラー５の回転速度を適宜、調節することができる。重合浴内のイオンが陽に荷電されているため、陰極のＮ極が相対電極７に対向する場合、形成された磁気場の影響で、重合浴内の陽イオンが動作電極の方向へ引っ張られ、動作電極と密着している生地上にコーティングされる。その結果、顕微鏡観察では、膜自体の表面形状が改善されたことが確認された。
また、生地１’の表面抵抗は、大略１０Ω／cm2であって、パターン化シートによる電気重合で得られた生地より、さらに低い値を示した。
【００１８】
実施例３
第３図は、パターン化シート６を示す側面図であり、本発明の更に他の一実施例による電気重合の際、生地上にパターンが形成されるものである。 パターン化は、生地に柔軟性を付与するために実施される。これに関連して、第３図に示したような磁性のパターン化シート（patterning sheet）で生地を被覆し、生地が露出した領域に高分子性被覆が厚く形成されるようにした。
【００１９】
従って、生地ローラーは、生地がパターン部分９を通過する毎に、より速く回転する。一応、生地の通過が終了すると、前記パターン化シート６によるパターンを形成しながら、電気重合が実施される。このとき、重合浴内の陽イオンが陰極に荷電されているＮ極へより多く引っ張られるので、Ｎ極の隣接領域上に電気伝導性高分子物質がより多くコーティングされることになる。
【００２０】
実施例４
第４図は、本発明に基づいて製造され、温度センサ、温度コントローラ、及び電源供給部８を配設して完成した発熱布の概略図である。
【００２１】
化学重合のみによる生地の抵抗値は、約１０0乃至１０2ＫΩ／cm2の値を有する。しかし、前記パターン化シートでパターン化された前記生地の塗布領域は、約１０-2乃至１０2Ω／cm2の抵抗値を有することが測定された。それゆえ、発熱布上の電気的経路は、電気重合のために使用したパターン化された部分１０に沿って形成される。
ジュール加熱（joule heating）によると、前記の発熱布の熱量は、次式 Ｑ＝０.２４Ｉ2・Ｒｔ（cal）であらわされる。材料によって、前記発熱布の温度は次式に従って増大する。Ｑ＝ＣmｍΔＴここで、Ｃmは熱容量を、ｍは質量を示す。
【００２２】
実施例５
第５図は、本発明に基づいて製造された発熱布の時間による温度曲線、及び電流曲線を示すものである。温度曲線を得るために作製された発熱布上に、１２Ｖのリチウムイオンのバッテリを取り付けて発熱テストを行った。温度曲線に示されるように、発熱布はバッテリからの電源供給後、直ぐに４０℃以上に発熱し、８時間またはそれ以上にわたって、４０℃以上の温度を維持した。
【００２３】
以上、本発明において、発熱布は患者の体温維持のために使用されるものとして記述したが、第６図に示すように手袋、衣類、靴、テントなどを含む多様な製品にこれを適用することができる。また、本発明の用途について前記実施例を挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。従って、本発明の要旨を離脱しない範囲内で多様な変形が可能である。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明における発熱布は、化学的重合工程及び電気的重合工程を結合し、人体に有害な電磁波動の発生がない電気伝導性高分子物質を生地に塗布して製造することができる。
【００２４】
また、発熱布には、熱を発生させるために携帯用の電源供給部が取り付けられ、温度を制御するために温度センサ及びコントローラが取り付けられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による電気伝導性単量体の化学重合のための高温高圧システムの概略図である。
【図２】本発明の他の一実施例による電気重合時の重合浴システムを示す概略図である。
【図３】本発明の更に他の一実施例による磁性のパターン化シートの平面図である。
【図４】発熱布に温度センサ、調節機及び電源供給部を取り付けて完成された発熱布の概略図である。
【図５】完成された患者用発熱布における時間による温度曲線及び電流曲線を示す図である。
【図６】本発明の製造方法により製造した発熱布の多様な使用例を示す図である。[0001]
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a heating fabric for use in maintaining the body temperature of a patient, and more particularly, the present invention relates to chemical polymerization and electrical polymerization. And apply an electrically conductive material such as polypyrrole, polyaniline, and polythiophene onto the fabric and safely bring this temperature to a temperature of at least 40 ± 5 ° C. for 1 to 4 hours. The present invention relates to a method of manufacturing a heating cloth that can be maintained.
[0002]
Background Art Generally, in a modern hospital environment with a centralized cooling and heating system, it is impossible to manage the body temperature according to the patient's individual condition. It is necessary to maintain and manage the temperature of the patient who spends time. In particular, a patient immediately after surgery is in a state where it is difficult to adjust body temperature due to stress and bleeding due to surgery, and internal organs exposed to the outside for a long time.
[0003]
However, since the hospital room temperature is maintained at 22-24 ° C. throughout the year, it can have serious consequences due to shivering and hypoxia due to body temperature loss immediately after surgery.
[0004]
In order to prevent patients from experiencing such severe symptoms, traditional operating rooms usually maintain a hypothermic control system or warming air inflation blanket in maintaining the patient's temperature immediately after surgery. air inflation blanket) is used.
[0005]
However, in the case of the hypothermia control system described above, this is a device that circulates hot water into a rubber mattress, and is connected to a main body that is about the size of a washing machine, and is expensive and limited in use.
[0006]
The warming air expansion blanket blows warm air between the covers on both sides, which is also expensive and disposable, which may cause environmental problems. In addition, the material is made of vinyl and non-woven fabrics, and the touch on the skin is not good. Furthermore, it is known that when warm air is infused it expands and is inconvenient to hang on the surgical patient's body.
[0007]
On the other hand, an electric blanket generally used for heat insulation is suspected of being harmful to the patient due to the generation of electromagnetic waves, and there is also a risk of causing direct and indirect electromagnetic interference effects on precision instruments in the operating room. In-hospital use is prohibited. In addition, there is a risk of electric shock to the patient due to the use of physiological saline and a large amount of bleeding, and there is also a risk of fire due to failure of the control device.
[0008]
An object of the present invention is to solve various disadvantages and problems of the conventional body temperature maintenance system, and to provide a safe method for manufacturing a heating cloth using the heat generation characteristics of an electrically conductive polymer substance. .
[0009]
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, the above object is achieved by providing a method for producing a heating cloth for maintaining the body temperature of a patient using an electrically conductive polymer material. A synthetic fiber or a fabric made of synthetic fiber and natural fiber is treated as a solution containing a dopant, a distilled polymerizable monomer, and an oxidizing agent at a high temperature and a high pressure. A chemical polymerization process for applying a molecular film, and washing the dough with water to separate the weakly bound polymeric material so that a thick polymer coating is formed on the exposed areas of the dough. And an installation process of disposing a temperature sensor, a controller, and a portable power supply unit on the cloth.
[0010]
The present invention inevitably includes a chemical polymerization process for applying an electrically conductive polymer film to a fabric fiber and an electrical polymerization process for producing a polymer coating using a magnetic patterned sheet. Composed.
[0011]
In the chemical polymerization process, the electrically conductive polymer film is placed in a bath containing a dopant, a polymerizable monomer, and an oxidizing agent at a temperature of about 50 to 150 ° C. and a pressure of 1 to 3 kgf / cm 2. It is formed by depositing fabric fibers. As the fabric fiber, it is preferable to use a synthetic fiber such as nylon or polyester. In such a process, the fabric fiber can be energized, and this is used as an electrode in the electropolymerization process.
[0012]
The electropolymerization process is performed by applying a current density of 1 to 9 mA / cm 2 to the electrode while bubbling with nitrogen gas for stirring the polymerization bath.
[0013]
In order to give the fabric a flexible and efficient heat generating structure, a polymeric coating pattern is formed on the fabric fibers. For this reason, the fabric fiber is covered with a magnetic patterned sheet, and the polymer is formed thick on the region where the fabric is exposed.
[0014]
As the polymerized material of the present invention, it is preferable to use electrically conductive polypyrrole, polyaniline and polythiophene. By using the chemical polymerization step and the electric polymerization step in combination, one or more electrically conductive polymers are applied. By attaching a portable battery to the heating cloth, the heating cloth can be raised to a temperature of 40 to 45 ° C.
[0015]
Also, if the skin is exposed for more than 1 hour at a temperature exceeding 45 ° C, skin burns may be caused, so attach a temperature sensor and controller that can control the temperature of the heating cloth to 45 ° C or less. . Thereby, a heating cloth can be used safely.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
[0016]
Example 1
In the high-temperature and high-pressure system 3 as shown in FIG. 1, chemical polymerization according to one embodiment of the present invention was performed. As shown in FIG. 1, the dough fiber 1 used as the base fiber of the heating cloth of the present invention is repeated with the bath 2 containing the dopant, the distilled polymerizable monomer, and the oxidizing agent. A chemical polymerization reaction was caused to occur in bath 2. To promote chemical polymerization, the heater 2 was used to heat the bath 2. During chemical polymerization, the system 3 was maintained at a temperature of about 50 to 150 ° C. under a pressure of 1 to 3 kgf / cm 2 for 3 to 100 minutes. The reason for applying such high temperature and high pressure conditions is that the obtained electroconductive polymer is more actively impregnated into the fabric tissue at high temperature and high pressure than at normal temperature and pressure as in the case of general dyeing methods. It is because it is accelerated to do. Most of the polymer produced by chemical polymerization adheres to the dough tissue by physical adsorption force. When the chemical polymerization was completed, the dough 1 was washed with water so as to separate the polymer substance weakly bonded to the dough 1. Thereafter, the fabric 1 was dried at room temperature or in an oven to obtain an electrically conductive polymer-impregnated fabric 1 ′.
[0017]
Example 2
FIG. 2 illustrates a polymerization bath system utilized during electropolymerization according to another embodiment of the present invention. In the polymerization bath system, electropolymerization was performed on the dough 1 ′ of Example 1 described above. Here, nitrogen gas was supplied from the bottom of the bathtub to cause bubbling, and a current density of 1 to 9 mA / cm 2 was applied to the working electrode while stirring the bathtub. In order to increase the amount of electrically conductive polymer coated on the fabric and improve the quality of the coating, the fabric was patterned using magnets. At this time, in order to obtain a preferable patterning result, the rotation speed of the roller 5 can be appropriately adjusted. Since the ions in the polymerization bath are positively charged, when the N pole of the cathode faces the relative electrode 7, the cations in the polymerization bath are pulled toward the working electrode due to the influence of the magnetic field formed. , Coated on the fabric in intimate contact with the working electrode. As a result, it was confirmed by microscopic observation that the surface shape of the film itself was improved.
The surface resistance of the fabric 1 ′ was approximately 10Ω / cm 2, which was lower than that of the fabric obtained by electropolymerization using a patterned sheet.
[0018]
Example 3
FIG. 3 is a side view showing the patterned sheet 6, in which a pattern is formed on the fabric during electropolymerization according to still another embodiment of the present invention. Patterning is performed to impart flexibility to the fabric. In this connection, the fabric was covered with a magnetic patterning sheet as shown in FIG. 3 so that a thick polymer coating was formed in the exposed area of the fabric.
[0019]
Accordingly, the dough roller rotates faster each time the dough passes through the pattern portion 9. Once the passage of the fabric is completed, electropolymerization is performed while forming a pattern by the patterned sheet 6. At this time, since more cations in the polymerization bath are pulled to the N pole charged in the cathode, more conductive polymer material is coated on the adjacent region of the N pole.
[0020]
Example 4
FIG. 4 is a schematic view of a heating cloth manufactured according to the present invention and completed by disposing a temperature sensor, a temperature controller, and a power supply unit 8.
[0021]
Resistance of the fabric only by chemical polymerization has a value of about 10 0 to 10 2 KΩ / cm 2. However, it was determined that the application area of the fabric patterned with the patterned sheet had a resistance value of about 10 −2 to 10 2 Ω / cm 2 . Therefore, an electrical path on the heating fabric is formed along the patterned portion 10 used for electropolymerization.
According to joule heating, the heat quantity of the heating cloth is expressed by the following formula: Q = 0.24I 2 · Rt (cal). Depending on the material, the temperature of the heating cloth increases according to the following equation: Q = C m mΔT where C m is the heat capacity and m is the mass.
[0022]
Example 5
FIG. 5 shows a temperature curve and a current curve depending on the time of the heating cloth manufactured according to the present invention. An exothermic test was conducted by attaching a 12 V lithium ion battery on the exothermic cloth produced to obtain the temperature curve. As shown in the temperature curve, the heating cloth immediately generated heat at 40 ° C. or higher immediately after power was supplied from the battery, and maintained a temperature of 40 ° C. or higher for 8 hours or longer.
[0023]
As described above, in the present invention, the heating cloth is described as being used for maintaining the body temperature of the patient. However, as shown in FIG. 6, the heating cloth is applied to various products including gloves, clothes, shoes, tents and the like. be able to. Moreover, although the said Example was given and demonstrated about the use of this invention, this invention is not limited to this. Accordingly, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
Industrial Applicability As described above, the heating cloth in the present invention is made of an electrically conductive polymer material that combines a chemical polymerization process and an electrical polymerization process, and does not generate electromagnetic waves harmful to the human body. It can be manufactured by coating.
[0024]
In addition, a portable power supply unit is attached to the heating cloth to generate heat, and a temperature sensor and a controller are attached to control the temperature.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a high temperature and high pressure system for chemical polymerization of electrically conductive monomers according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a polymerization bath system during electropolymerization according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of a magnetic patterned sheet according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic view of a heating cloth completed by attaching a temperature sensor, a regulator, and a power supply unit to the heating cloth.
FIG. 5 is a diagram showing a temperature curve and a current curve according to time in a completed heating cloth for a patient.
FIG. 6 is a diagram showing various usage examples of the heating cloth manufactured by the manufacturing method of the present invention.
