KR100716658B1 - 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법 - Google Patents

폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법 Download PDF

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주식회사 원바이오젠
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Abstract

본 발명은 창상, 화상 등의 상처부위를 보호하며 상처치유를 도와주는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법에 관한 것으로, 특히 본 발명은 폼 드레싱재의 물성은 기존 방법에 비해 우수하거나 적어도 동등하면서 기존 방법에 비해 생산성 및 가공 효율성을 크게 향상시킨 새로운 제조공정을 개발하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 본 발명에서는, 수분산 폴리우레탄의 제조단계; 상기 수분산 폴리우레탄을 기계적으로 발포시키는 발포 혼합액의 준비단계; 상기 발포 혼합액을 이형지 상에서 시트성형하여 폴리우레탄 폼 층을 얻는 단계; 별도로 상기에서 얻은 수분산 폴리우레탄 용액의 기포를 제거한 후 이형지 상에서 시트성형하여 무공형의 방수성 폴리우레탄 필름 층을 얻는 단계; 상기에서 얻은 폼 층과 필름 층을 합지하는 단계를 포함하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법이 제공된다. 본 발명에 따르면 수분산 폴리우레탄의 기계적 발포와 시트성형을 이용한 새로운 제조공정으로 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조에 있어 생산성 및 가공 효율성을 크게 향상시킬 수 있어 폼 드레싱재의 대량생산이 가능하고 이에 따라 생산비가 크게 절감되어 저렴한 비용으로 폼 드레싱재를 공급할 수 있다.
드레싱, 폴리우레탄, 상처, 창상피복재

Description

폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법 {The Method for Manufacturing and Apparatus of Polyurethane Foam Dressing}
도 1a 내지 1d는 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 드레싱재의 모식도이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 드레싱재의 주사전자 현미경 사진이다.
도 3은 폼 드레싱재의 제조장치의 모식도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 개방기공(Open Cell)이 형성된 폼 층
11 : 상처면 접촉층 12 : 내부 흡수층
P : 기공(Pore) 20 : 방수성의 외측 필름 층
30A,B : 이형지 100A,B : 제1, 제2 이형지 공급부
200A,B : 제1, 제2 고분자 공급부 300A,B : 제1, 제2 건조부
400 : 압착롤러 500 : 권취부
본 발명은 창상, 화상 등의 상처부위를 보호하며 상처치유를 도와주는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법에 관한 것이다.
상처의 처치는 의학의 기초로, 오랜 역사를 가지고 있다. 파피루스(Papyrus)에 의하면 기원전 5000년 전부터 상처 치료를 위하여 동물기름이나 벌꿀, 면화를 이용했다고 기록되어 있다. 역사가 흐르면서 상처의 치료기술에도 많은 연구와 기술 개발이 이루어졌다. 1962년 동물학자 윈터(Winter)가 상처를 건조하여 딱지를 앉게 하는 것보다 상처를 습윤하게 유지하는 것이 더 치유에 도움이 된다는 연구 논문을 발표한 이후로, 습윤 상처 처치의 유용성이 계속적으로 입증되고 강조되어 왔다. 상처에서 분비되는 체액이 탈수되거나 건조되지 않도록 하는 습윤 환경 상처처치(Wet dressing)방법은 상처 치료를 용이하게 하는 것으로 확인되어 있다.
이상적인 드레싱재는 상처와 드레싱재 사이의 습윤 환경 유지, 적절한 흡수성 및 투습성이 있어야 하며 상처면의 건조를 막고 주변 정상 피부의 침연(짓무름)이 일어나지 않아야 한다. 또한 가스의 교환, 외부로부터의 세균침입 방지 등의 기능성을 갖고, 교환시 상처면에 달라붙어 신생조직 등에 손상을 입히지 않아야 한다. 이 밖에도 상처 치유 상태를 용이하게 관찰 할 수 있고 무자극성이며 사용이 용이하고 경제적이라면 이상적인 드레싱재가 될 수 있다. 그러나 이러한 이상적인 조건들을 모두 만족시키는 드레싱재는 아직까지 없으며, 이러한 조건들을 만족시키기 위해 새로운 드레싱재에 대한 연구개발이 계속되고 있다.
비교적 최근에 사용하게 된 드레싱 재료들을 살펴보면 다음과 같다. 1970년 대 초기에 반투과성인 투명한 얇은 막(Film)으로서, 상처부위를 습한 상태로 유지하여 괴사조직의 용해와 육아조직의 형성을 촉진하여 상처치유를 촉진시킨다는 “OpSite”(상품명)가 소개 되었다. 그러나 상처주위에 지나치게 많은 삼출물이 고임으로써 주위의 피부가 짓무르게 되고, 삼출물이 밖으로 새어 나오게 되어 임의로 배출시켜 주어야 하는 문제점이 있었다.
1982년에 미국에서 “DuoDERM”(상품명) 이라는 제품이 소개 되었는데 이는 하이드로콜로이드 드레싱으로서 상처부위에 부착시, 삼출물과 반응하여 겔(Gel)형태의 습한 환경을 제공하여 창상의 상피화를 촉진시키는 장점이 있다. 그러나 산소와 이산화탄소 같은 가스와 수증기는 통과시키지 못하기 때문에 과다한 삼출물이 고이는 단점이 있으며, 드레싱 교환시 겔(Gel)이 상처면에 남을 수 있다는 문제점이 있다.
고분자를 이용한 드레싱재는 주로 겔화 방법이 제조되어 왔으나 최근에는 폴리우레탄 등의 합성고분자를 발포시켜 개방기공(Open Cell)을 형성시키는 폼 제조방법도 사용되고 있다. 미국특허 제 5,674,917과 제 5,744,509에서는 폴리우레탄 폼에 고흡수능을 갖게 하기 위하여 고흡수성 고분자(Super absorbent Polymer)를 첨가하였다. 그러나 이는 삼출물 흡수 후에 고흡수성 고분자(Super absorbent Polymer)가 팽윤(Swelling)되어 폼 드레싱재의 부피 팽창을 일으켜 상처면에 압박을 가하게 되고, 또한 드레싱에 압력을 가하게 되면 고흡수성 고분자(Super absorbent Polymer)가 빠져나오거나 상처면에 잔류물로 남을 수 있어 오히려 상처 치유에 나쁜 영향을 미치는 문제점이 있어 드레싱재로 사용하기엔 적당하지 않다. 대한민국 특허 제 10-0404140호에서는 이소시아네이트(Isocyanate) 말단을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머(Prepolymer)와 가교제, 발포제, 첨가제등을 혼합 교반한 뒤 몰드(Mold)에 주입하여 발포하는 방식으로 폴리우레탄 폼 드레싱재에 관한 제조방법이 기술되어 있다.
그러나 종래의 폼 형태의 드레싱재는 드레싱재의 제조에 사용되는 프리폴리머(Prepolymer)의 보관이 어려워 시간이 지날수록 이소시아네이트가 대기중의 수증기(H2O) 등과 반응을 하여 NCO함량(%)가 떨어지고 나아가 제조후의 폼의 물성변화사 생길 수 있는 문제점, 몰드(Mold)에 프리폴리머를 넣고 가교제와 발포제를 첨가하고 교반하면 그 순간 반응이 진행되어 발포가 진행되므로 가사시간(Pot Life)이 매우 짧아 가공성이 좋지 못하며 한번 교반하게 되면 그 즉시 성형을 해야 하는 제조공정상의 불편한 문제점, 몰드발포라는 한계성 때문에 크기와 모양의 변화가 제약되는 문제점, 분리된 여러 단계의 공정을 거치게 되는 제조공정상의 번잡함으로 제품의 생산성 및 가공 효율성이 크게 떨어지는 문제점 등이 있었다. 그리고 이러한 문제점들은 한편 제품 가격의 상승으로 이어져 종래 폼 드레싱재는 환자들이 일반적으로 사용하기에는 상당한 비용 부담이 되어왔다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에서는 간단하고 효율적인 새로운 제조공정을 개발하여 폼 드레싱재의 물성은 기존 방법에 비해 보다 우수하거나 적어도 동등하면서 동시에 생산성 및 가공 효율성을 크게 향상시켜 대량생산을 가능하게 하고 생산비를 낮추어 저렴한 비용으로 폼 드레싱재를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 무독성이고 환경친화적인 수분산 폴리우레탄(Waterborne Polyurethane)을 사용하여 드레싱재를 만들고, 프리폴리머의 NCO 함량(%) 변화로 인한 제조 후 폼의 물성변화 염려가 없는 드레싱재를 만드는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은 새로운 제조공정으로 다양한 크기와 형태로의 성형이 용이한 폼 드레싱재의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는,
(a) 폴리올과 다이올, 잠재적 이온기를 갖는 화합물의 혼합용액에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 반응시킨 후 중화시키고 이를 탈이온수(DIW)에 수분산시켜 NCO 말단 그룹을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머 분산체를 얻은 다음 아민계 쇄연장제와 반응시켜 폴리우레탄의 사슬을 연장시키는 수분산 폴리우레탄의 제조단계;
(b) 상기 (a)에서 얻은 수분산 폴리우레탄 70~90 중량부에, 계면활성제 2~10 중량부를 혼합하고 교반하여 기계적으로 발포시킨 후 점증제를 가하여 30℃에서 10,000~25,000cps로 점도를 조절하는 발포 혼합액의 준비단계;
(c) 상기 (b)의 발포 혼합액을 이형지 위에 도포한 후 열풍 건조시켜 폴리우레탄 폼 층을 얻는 단계;
(d) 상기 (a)에서 얻은 수분산 폴리우레탄 용액에 점증제를 가하여 3,000~8,000 cps로 점도를 상승시킨 후 기포를 제거하고 이형지에 도포한 후 반건조시켜 무공형(Non Porous)의 방수성 폴리우레탄 필름 층을 얻는 단계; 및
(e) 상기 (c)에서 얻은 폴리우레탄 폼 층과 (d)에서 얻은 폴리우레탄 필름 층을 합지하는 단계;를 포함하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법이 제공된다.
또한 본 발명에서는,
제1의 이형지를 공급하는 제1 이형지 공급부; 상기 공급된 제1의 이형지 위에 합성 고분자 발포액을 균일하게 도포시키는 제1 고분자 공급부; 상기 제1의 이형지 위에 도포된 발포액을 열풍 건조시키는 제1 건조부;를 포함하는 폼 형성부와,
제2의 이형지를 공급하는 제2 이형지 공급부; 상기 공급된 제2의 이형지 위에 기포가 제거된 고분자 용액을 균일하게 도포시키는 제2 고분자 공급부; 상기 제2의 이형지 위에 도포된 고분자 용액을 열풍 건조시키는 제2 건조부;를 포함하는 방수성 고분자 필름 형성부와,
상기 폼 형성부에서 제조된 합성 폼과 상기 필름 형성부에서 제조된 방수성 고분자 필름을 압착롤러를 사용하여 합지하는 합지부를 포함하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조장치가 제공된다.
본 발명의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
수분산 폴리우레탄의 제조
폼 드레싱재는 폴리우레탄, 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈, 실리콘수지, 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌 등의 합성고분자를 기계적, 물리적 또는 화학적으로 발포하여 제조할 수 있다. 그러나 화학적 안정성이나 기계적인 물성변화를 쉽게 조절할 수 있는 점, 투습성 등의 소재 특성을 고려할 때 폴리우레탄은 이중에서도 가장 바람직한 소재라고 할 수 있다. 본 발명에서는 폴리우레탄을 사용하며, 특히 무독성이고 환경친화적인 수분산 폴리우레탄(Waterborne Polyurethane)을 사용한다.
본 발명에 사용되는 수분산 폴리우레탄(Waterborne Polyurethane)은 프리폴리머혼합공정(Prepolymer Mixing Process)을 이용하여 합성하는데, 먼저 잠재적 이온기를 도입하여 프리폴리머를 제조한 후 이를 이온화하여 물에 분산시켜 프리폴리머 분산체를 형성시킨 다음 아민계 쇄연장제(Chain Extender)로 메인폴리머(Main Polymer)를 제조한다.
상기 잠재적 이온기로는 음이온성기를 도입한다. 사용할 수 있는 대표적인 음이온성기로는 COO-와 SO3-가 있으며, 이중에서도 COO-는 좋은 수분저항성과 우수한 분산성을 가지므로 가장 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 디메틸올프로피온산(DMPA)을 사용하였다. 디메틸올프로피온산(DMPA)은 이온화를 통해서 폴리우레탄구조에 친수성을 부여할 수 있는 특징이 있다. 또한 디메틸올부탄산(DMBA)을 사용할 수도 있다.
구체적인 제조예는 다음과 같다. 먼저 폴리올과 다이올, 잠재적 이온기를 갖는 화합물(예컨대, 디메틸올프로피온산(DMPA))과 아세톤(Aceton)을 투입하여 교반 속도 100 RPM으로 교반하면서 90℃까지 승온시킨 후 디메틸올프로피온산(DMPA) 이 완전히 녹으면 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 질소 분위기하에서 NCO 함량(%)이 이론치에 도달할 때까지 반응시킨다. 그런 다음 반응물의 온도를 상온으로 냉각시키고 중화제를 떨어뜨려 중화시킨 후, 교반속도 500 RPM으로 교반하면서 탈이온수(Distilled Ionized Water, DIW)를 떨어뜨려 수분산시켜 NCO 말단 그룹을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머 분산체를 얻었다. 제조한 폴리우레탄의 사슬을 연장시키기 위하여 반응하지 않고 남아 있는 사슬 말단 NCO와 같은 양론비의 아민(Amine)류 쇄연장제(Chain extender)를 투입하여 2시간 동안 상온에서 교반속도 200 RPM으로 교반하면서 반응시켰다. 반응 종결 후 수분산 폴리우레탄에 남아있는 아세톤(Aceton)은 회전증발기에서 진공상태로 12시간 동안 초기의 투입량이 나올 때까지 제거하였다.
상기 폴리올로는 폴리프로필렌옥사이드글리콜, 폴리에틸렌옥사이드글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리테트라하이드로퓨란/에틸렌옥사이드 공중합체, 폴리테트라하이드로퓨란/프로필렌옥사이드 공중합체, 폴리부틸렌카보네이트글리콜, 폴리헥사메틸렌카보네이트글리콜, 폴리카프로락톤글리콜, 폴리에틸렌아디페이트, 폴리부틸렌아디페이트, 폴리네오펜틸아디페이트, 폴리헥사메틸렌아디페이트 등이 단독으로 또는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다. 바람직하게는 2개의 수산기를 갖고 분자량이 500~5,000인 폴리에틸렌옥사이드글리콜과 폴리프로필렌옥사이드글리콜을 몰비(mole ratio)로 4:6~8:2로 혼합하여 사용하거나 또는 에틸렌옥사이드 함량이 40%~80% 이상인 에틸렌옥사이드/프로필렌옥사이드 공중합체를 사용한다.
상기 이소시아네이트로는 방향족, 지방족 및 치환족 이소시아네이트 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 예를 들면, 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트, 메틸렌디페닐디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 토리딘디이소시아네이트, 헥사메틸렌-1,6-디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 크시렌디이소시아네이트, 시클로헥실렌-1,4-디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 테트라메틸렌-크실렌디이소시아네이트를 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 이소포론디이소시아네이트, 시클로헥실렌-1,4-디이소시아네이트 등을 사용하며, 이중에서도 내광성과 특히 무황변성이 우수하고 물성 및 열적 성질이 우수한 이소포론디이소시아네이트를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기의 다이올 화합물로는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 트리에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 디부틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 2-메틸-1,3-펜탄디올 등을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올 중 어느 하나 또는 이들을 2종 이상 혼합하여 사용한다.
상기에서 중화제(neutralizing agents)는 음이온성기를 수분산이 가능하도록 염(salt)으로 변환시키기 위해 사용된다. 중화제로는 트리메틸아민, 트리에틸아민, 트리이소프로필아민, 트리부틸아민, 엔,엔-디메틸시클로헥실아민 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 트리에틸아민을 사용한다.
상기 아민(amine)류 쇄연장제(chain extender)로는 히드라진, 에틸렌디아민, 피페라진, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 펜타에틸렌헥사민, 구아니딘, 멜라민, 2,4,6-트리아미노피리미딘, 디프로필렌트리아민, 테트라프로필렌펜타민, 트리프로필렌테트라민, 1,4-부탄디아민, 1,6-헥산디아민, 1,8-옥탄디아민, 1,10-데칸디아민, 2-메틸펜타메틸렌디아민, 1,12-도데칸디아민, 이소포론디아민 등이 단독 또는 혼합 사용될 수 있다. 바람직하게는 에틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, 1,6-헥산디아민 중 어느 하나 또는 이들의 2종 이상 혼합물을 을 사용한다.
폴리우레탄 발포 혼합액의 제조
상기에서 제조된 수분산 폴리우레탄에 계면활성제를 가하여 기계적으로 발포시킨다. 수분산 폴리우레탄 용액 70~90 중량부에 계면활성제 2~10 중량부를 첨가한 후에 고속으로 교반을 하게 되면 계면활성제의 영향으로 거품이 형성되면서 부풀어 오르게 된다. 이때 바람직하게는 거품 형성을 용이하게 할 수 있는 임펠러(Impeller)(일명 “거품기”)가 구비된 교반기를 사용한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상용화된 기계적 교반기인 메카니칼 스터러(Mechanical stirrer)를 사용하였다. 발포시 폼의 밀도는, 교반하면서 첨가량 중량 대비 부풀어 오르는 부피의 비를 조절함으로써 쉽게 조절할 수 있다. 또한 기공(Pore)의 크기와 모양은 교반속도와 임펠러의 모양에 따라 달라질 수 있는데, 일반적으로 일정한 저속으로 교반할수록, 그리고 거품기를 이용할수록 기공(Pore)의 크기는 작아지고 일정하게 된 다.
상기에서 계면활성제는 기포형성을 용이하게 하고 기포가 안정적으로 유지 될 수 있도록 한다. 계면활성제로는 에틸렌옥사이드/프르필렌옥사이드 블록 공중합체인 F-68, F-87, F-88, F-108, F-127과 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 라우릴알코올, 폴리옥시에틸렌라우릴이써세틸알코올, 스테아릴알코올, 오레일알코올, 카라기난 수용액 등이 단독으로 또는 2종 이상 혼합 사용될 수 있다.
발포 후에는 점증제를 가하여 혼합액의 점도를 30℃에서 10,000~25,000cps 정도로 조절하는데, 점증제는 수분산 폴리우레탄의 점도를 높여 제품 성형이 완료될 때까지 일정한 형체를 유지하도록 하여 가공을 용이하게 한다. 점증제로는 폴리아크릴산나트륨, 알긴산프로필렌글리콜, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 카르복시메틸셀룰로오스칼슘, 카르복시메틸스타치나트륨, 알긴산나트륨, 알긴산암모늄, 알긴산칼륨, 알긴산칼슘, 카제인나트륨, 구아검, 로커스트콩검, 잔탄검, 시클로덱스트린, 아라비아검, 젤란검, 카라기난, 카라야검, 카제인, 타라검, 타마린드검, 트라가칸스검, 펙틴, 글루코만난, 가티검, 아라비노갈락탄, 퍼셀레란, 풀루란, 글구코사민, 카르복시메틸셀룰로오스, 키틴, 키토산, 소듐알지네이트, 히아루론산 등의 천연고분자 및 이들 유도체 등의 합성고분자가 단독으로 또는 혼합 사용될 수 있다. 처음부터 점증제를 넣고 한꺼번에 혼합 교반하게 되면 점도가 상승되어 거품형성이 잘되지 않으므로, 먼저 수분산 폴리우레탄과 계면활성제의 혼합액을 고속으로 교반시켜 원하는 부피만큼 거품을 충분히 형성시킨 후, 점증제는 나 중에 첨가하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 점증제를 소량씩 첨가하여 가공하기에 적당한 범위까지 혼합액의 점도를 상승시킨다. 점증제를 첨가한 후의 혼합액의 최종 점도는 30℃에서 10,000~25,000cps 정도가 적합하나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 점도는 용도 및 필요에 따라 조정될 수 있다. 그러나 10,000cps 이하일 경우는 열풍 건조시 배합액에 유동성이 생겨 흘러내릴 위험성이 있고, 25,000cps 이상일 경우 점도가 너무 높아 이형지에 성형하기가 어렵다.
또한 상기 발포 혼합액에는, 드레싱재의 물성을 좋게 하거나 원하는 기능성을 부여하기 위한 첨가제가 5 내지 15 중량부의 범위로 추가로 포함될 수 있다. 첨가제로는 필요에 따라 보습제, 항균제, 상처치유촉진인자 등 창상치료를 위한 공지의 약품 등이 공지된 사용량의 범위로 포함될 수 있으며, 이밖에도 드레싱재의 물성을 좋게 하기 위한 공지의 첨가제가 통상의 방법으로 포함될 수 있다. 점증제와 마찬가지로, 이러한 첨가제는 먼저 수분산 폴리우레탄과 계면활성제의 혼합액을 고속으로 교반시켜 원하는 부피만큼 거품을 충분히 형성시킨 후 나중에 첨가되는 것이 바람직하다.
구체적으로 보습제 및 상처치유보조제로, 히아루론산, 아미노산, L-아스파라긴산, L-아스파라긴산나트륨, DL-알라닌, L-이소로이신, 염산리진, 글리신, 글리세린, L-글루타민, L-글루타민산, L-글루타민산나트륨, 피리진산, L-트레오닌, 세리신, 세린, L-티로신, 헤파린, 콘드로이틴황산나트륨, 소듐알지네이트, 키틴, 키토산 및 젤라틴, 섬유아세포증식인자(FGF), 간섬유증식인자(HGF), 표피세포증식인자 (EGF) 등의 육아형성촉진제 등이 공지된 사용량 범위로 상기 발포 혼합액에 포함될 수 있다.
또한 정균작용과 육아증식 작용을 하는 당류가 첨가제로 포함될 수 있다. 당류로는 정제당, 백당 등의 수크로오스와, 솔비톨, 만니톨, 과당, 포도당, 자일리톨, 유당, 맥아당, 말티톨, 트레할로오스 등이 단독으로 또는 혼합 사용될 수 있다.
잡균의 감염 및 증식을 방지하는 항균제로는 설파디아민은, 포비돈 요오드, 요오드, 요오드화물 이온염, 황산플라디오마이신, 아크리놀, 클로로헥시딘, 염화벤잘코늄, 염화벤젠토늄 등이 공지의 사용량 범위(일반적으로 0.05~5 중량%)로 혼합물에 포함될 수 있다. 이밖에도 알려져 공지의 약품이 본 발명의 드레싱재에 치료 및 예방 목적으로 포함될 수 있다.
이밖에도 폴리우레탄 폼의 흡수성을 증가시키기 위해 공지의 고흡수성고분자(Super Absorbent Polymer) 등을 첨가제로 포함할 수 있다.
폴리우레탄 폼 층의 성형 제조
상기에서 준비된 폴리우레탄 발포 혼합액을 이형지 위에 도포한 후 열풍 건조시켜 시트성형으로 폴리우레탄 폼 층을 얻는다.
먼저 폴리우레탄 발포 혼합액을 코팅 게이지 등을 이용하여 이형지 위에 일정한 두께로 도포한다. 이형지로는, 한정되는 것은 아니나, 실리콘으로 처리된 이형지가 사용될 수 있다. 이형지 위에 발포 혼합액을 도포한 후 일정시간 열풍 건 조시키면 개방기공(open cell)을 가진 폴리우레탄 폼 층이 만들어진다. 이때 건조 온도는 한정되는 것은 아니나 50℃~80℃가 가장 바람직하다. 50℃ 이하일 경우는 건조 속도가 너무 느리고 80℃ 이상에서는 폼 층이 함몰되어 포아(Pore)가 없는 층이 형성되거나 표면이 갈라지는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
무공형의 방수성 폴리우레탄 필름 층의 제조
상기에서 제조된 수분산 폴리우레탄 용액에 점증제를 가하여 30℃에서 3,000~8,000cps 정도로 점도를 상승시킨 후 기포를 제거한다. 본 발명의 일 실시예에서는 진공교반탈포기로 탈포하여 기포를 제거하였다. 이렇게 기포가 제거된 폴리우레탄 용액을 코팅 게이지 등을 이용하여 이형지 위에 일정한 두께로 도포한 후 건조(Dry)시키면 무공형의 방수성 폴리우레탄 필름 층이 얻어진다. 바람직하게는 점착성이 있는 상태로 반건조시켜 다음 단계에서 폼층과의 합지를 보다 용이하게 한다. 본 발명에서 "반건조"는 완전히 건조시키지 않는 것을 의미한다. 본 단계에서 사용하는 폴리우레탄 원료는 상기 단계에서 친수기가 도입되도록 제조된 것이므로, 얻어진 방수성 폴리우레탄 필름은 400~3,000g/㎡/day(상대습도 10~90%, 37℃, Desiccant Method) 정도의 고투습도를 갖게 된다. 이 폴리우레탄 필름 층은 본 발명에 따라 제조되는 드레싱재의 외측을 형성하게 된다.
폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조
상기에서 제조된 폴리우레탄 폼 층과 무공형의 투습방수성 폴리우레탄 필름 층의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 합지하면 본 발명의 폴리우레탄 폼 드레싱재가 된다. 바람직하게는 폴리우레탄 폼 층과 폴리우레탄 필름 층을 열압착롤러를 이용하여 전사시키는 방법으로 합지한다. 열압착롤러를 사용하면 접착제를 사용하지 않고도 간단하게 합지시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 폴리우레탄 폼과 폴리우레탄 필름의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 서로 맞닿게 한 후 일정한 온도와 압력을 가한 상태로 열압착롤러를 통과시키고 열풍건조기에서 숙성시켜 본 발명의 폴리우레탄 폼 드레싱재를 완성하였다. 이렇게 얻어진 드레싱재는 폴리우레탄 필름층에 접한 이형지를 박리한 후 원하는 크기와 모양으로 절단하여 제품화하게 된다. 폴리우레탄 폼층에 접한 이형지는 드레싱재의 사용시 박리되어 이형지가 제거된 면이 창상면을 덮게 된다.
본 발명에 따라 제조되는 폴리우레탄 폼 드레싱재는 폴리우레탄 발포 폼으로 이루어지는 폼 층과 폴리우레탄 필름 층을 갖게 된다. 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 드레싱재의 구조를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따라 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 모식도이다. 도 1a는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 단면 모식도로, 폴리우레탄 발포 폼으로 이루어지는 폼 층(10)과 무공형의 방수성 폴리우레탄 필름 층(20)으로 이루어지며, 폼 층(10)은 다시 직경 1~50㎛의 미세 개방기공(Open Cell)이 형성된 피부 접촉층(11)과 직경 1~600㎛의 다수의 개방기공(Open Cell)이 형성된 내부 흡수층(12)의 자연스러운 2층 구조를 갖게 된다. 이는 제조공정에서 폴리우레탄 발포 혼합액과 이형지가 접한 면에서는 접하지 않은 부분에 비해 보다 미세한 개방기공(Open Cell)이 형성된 필름 형태의 층을 형성함으로써 자연스럽게 폼 층이 2층 구조를 갖게 된 것이다. 도 1b는 이형지가 부착된 상태의 폴리우레탄 폼 드레싱재로, 필름 층(20)에 부착된 이형지는 최종 제조과정에서 박리된 후 제품화되고, 폼 층(10)에 부착된 이형지는 사용시 제거되어 이형지가 제거된 면의 상처면 접촉층(11)이 피부에 직접 접촉되게 된다. 도 1c는 피부 접촉층(11)의 표면 모식도이고, 도 1d는 내부 흡수층(12)의 표면 모식도이다.
본 발명의 폼 드레싱재에서 상처면 접촉층(11)은 직경 1~50㎛ 의 미세기공을 가지며, 삼출물을 흡수하는 역할을 하고, 상처면 비부착 특성을 갖는다. 내부 흡수층(12)은 직경 1~600㎛의 다수의 개방기공을 갖고, 자기 무게의 100~1,000 중량%를 흡수 저장할 수 있으며, 밀도 0.1~0.5g/㎤의 범위를 가진다.
외측 필름 층(20)은 무공형(Non Porous)으로 방수성을 지니면서 동시에 사용된 폴리우레탄 자체에 친수기가 도입되어 있어 투습성을 갖는 투습·방수성 필름이다. 이 필름 층(20)은 400~3,000g/㎡/day(상대습도 10~90%, 37℃, Desiccant Method)의 고투습도를 가지면서, 동시에 방수성으로 외부로부터의 박테리아(Bacteria) 및 세균 등의 침입을 방지하고 삼출물의 외부 누출을 방지하며 상처면에 습윤환경(Moisture Environment)을 조성하는 기능을 갖는다.
도 1에 도시된 것은 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 드레싱재의 예시적인 형태일 뿐으로, 본 발명의 드레싱재는 용도에 따라 크기 및 형태를 다양하게 제조할 수 있다. 즉, 본 발명의 드레싱재는 상기와 같은 제조과정을 거쳐 폼 드레싱재가 완성된 후 이형지가 부착된 상태로 권취되고, 그런 다음 폴리우레탄 필름 층에 접한 이형지(도 1b의 30B)를 박리한 후 원하는 크기와 모양으로 절단하여 제품화하게 된다. 따라서 기존의 몰드 발포형 드레싱재와 달리 몰드의 형상에 제한되지 않고 간단한 공정으로 다양한 크기와 형태로 제품화하는 것이 가능한데, 이는 신체부위별 용도와 같은 다양한 용도와 소비자의 기호를 반영할 수 있는 본 발명 폼 드레싱재의 또 다른 특징이다.
도 2는 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼 드레싱재의 주사전자 현미경 사진으 로, 도 2a는 상처면 접촉층(11)의 사진이고, 도 2b는 내부 흡수층(12)의 사진이며, 도 2c는 외측 필름층(20)의 사진이다. 내부 흡수층(12)은 상처면 접촉층(11)에 비해 크고 많은 개방 기공이 형성되어 있음을 확인할 수 있다. 외측 필름층(20)은 방수가 가능하도록 무공형(Non Porous)임을 확인할 수 있다.
폼 드레싱재의 제조장치
본 발명에 따른 폼 드레싱재의 제조공정은 본 발명에서 제공하는 제조장치를 사용하여 보다 효율적으로 수행될 수 있다. 본 발명에 따른 폼 드레싱재의 제조장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
도 3은 폼 드레싱재의 제조장치의 모식도이다. 본 발명의 폼 드레싱재의 제조장치는 크게 폼 형성부(A), 방수성 필름 형성부(B), 합지부(C)로 이루어진다.
먼저 폼 형성부(A)는 제1의 이형지를 공급하는 제1 이형지 공급부(100A)와; 상기 공급된 제1의 이형지 위에 합성 고분자 발포액을 균일하게 도포시키는 제1 고분자 공급부(200A)와; 상기 제1의 이형지 위에 도포된 발포액을 열풍 건조시키는 제1 건조부(300A);를 포함한다. 먼저 제1 이형지 공급부(100A)에서 실리콘 등으로 처리된 이형지가 공급되고, 제1 고분자 공급부(200A)로부터 수분산 폴리우레탄, 점증제, 계면 활성제, 첨가제 등이 혼합된 폴리우레탄 발포 혼합액이 공급되어 상기 공급된 이형지 위에 일정한 두께로 도포된다. 폴리우레탄 발포 혼합액이 도포된 이형지는 제1 건조부(300A)를 지나면서 열풍 건조되어 시트형태의 폴리우레탄 폼 층(10)이 만들어지게 된다.
방수성 필름 형성부(B)는 제2의 이형지를 공급하는 제2 이형지 공급부(100B)와; 상기 공급된 제2의 이형지 위에 기포가 제거된 고분자 용액을 균일하게 도포시키는 제2 고분자 공급부(200B)와; 상기 제2의 이형지 위에 도포된 고분자 용액을 건조시키는 제2 건조부(300B)를 포함한다. 먼저 제2 이형지 공급부(100B)에서 이형지(예컨대, 주름무늬의 이형지)가 공급되고, 제2 고분자 공급부(200B)로부터 기포가 제거된 폴리우레탄 용액이 공급되어 상기 공급된 이형지 위에 일정한 두께로 도포된다. 기포가 제거된 폴리우레탄 용액이 도포된 이형지는 제2 건조부(300B)를 지나면서 반건조(Semi-dry)되어 시트형태의 방수성 고분자 필름층(20)을 형성하게 된다.
합지부(C)는 열압착롤러(400)를 포함한다. 상기 폼 형성부(A)에서 제조된 합성 폼(10)과 상기 필름 형성부(B)에서 제조된 고분자 필름(20)의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 합지부(C)에서 맞닿게 한 후 일정한 온도와 압력으로 열압착롤러(400)를 통과시켜 합지(Lamination)한다. 바람직하게는 합지부(C)에 이어 권취부(500)를 두어 합지된 것을 롤형태 등으로로 권취한다. 이렇게 권취된 제품은 바람직하게는 일정한 온도로 숙성을 시킨 후 방수성 필름 층(20)에 접한 이형지(30B)를 박리하고 원하는 크기와 모양으로 절단하여 완성된 제품인 폴리우레탄 폼 드레싱재를 만든다.
이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 다음의 실시예에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기 술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 물론이다.
수분산 폴리우레탄의 합성 ( 합성예 1)
다음 표 1의 조건과 방법으로 수분산 폴리우레탄을 합성하였다.
Figure 112005064936704-pat00001
수분산 폴리우레탄의 합성 ( 합성예 2)
다음 표 2의 조건과 방법으로 수분산 폴리우레탄을 합성하였다.
Figure 112005064936704-pat00002
수분산 폴리우레탄의 합성 ( 합성예 3)
다음 표 3의 조건과 방법으로 수분산 폴리우레탄을 합성하였다.
Figure 112005064936704-pat00003
수분산 폴리우레탄의 합성 ( 합성예 4)
다음 표 4의 조건과 방법으로 무공형의 방수성 폴리우레탄 필름을 합성하였다.
Figure 112005064936704-pat00004
제조예 1
(1) 눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 3에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반을 하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반을 하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지 위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시켜 폼 층을 제조하였다.
(2) 합성예 4에서 제조한 수분산 폴리우레탄 100 중량부에 점증제로 아크리졸 알엠-825™(상품명, 롬엔하스사) 0.5 중량부, 안료 5 중량부를 첨가하고 교반한 다음 진공교반 탈포기로 기포를 제거하였다. 기포를 제거한 액을 이형지 AR-175™(상품명, 아사히롤사)에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 100℃ 열풍건조기에서 5분 동안 반건조시켜 무공형의 방수성 필름 층을 제조하였다.
(3) 상기 (1)에서 제조한 폼 층과 (2)에서 제조한 필름 층의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 서로 맞닿게 한 후 100℃ 압착롤러에 압력 0.5kg/㎠, 속도 4m/min로 통과시켜 합지한 후 100℃ 열풍건조기에서 30분 동안 숙성시키고, 필름 층에 접한 이형지를 박리하여 방수성 외측 필름층이 형성된 본 발명의 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다.
제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 외측 필름 층의 두께는 10㎛이었다. 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 다음에 예시된 방법에 의하여 측정하였으며, 측정된 실험 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
① 기계적 물성(인장강도, 신장율)
만능시험기(Universial Test Machine, Instron)를 이용하여 로드셀(Load Cell) 50N, 시편의 폭은 20mm, 시편의 길이(Gauge Length)는 30mm, 크로스헤드의 속도(Cross Head Speed)는 100mm/min로 하여 측정하였다.
② 흡수도(%)
드레싱재를 5cm×5cm의 크기로 취하여 상온에서 24시간 동안 방치 후 초기무게(A)를 측정하고 37℃ 증류수에 24시간 동안 함침 보관한 후 꺼내어 표면의 물기를 닦아낸 후 무게(B)를 측정하였다. 최종적으로 다음 식을 이용하여 계산하였다.
흡수도(%) = (B-A)/A × 100
③ 투습도
항온합습기를 이용하여 ASTM E 96-94(Desiccant Method)에 의거하여 측정하였으며, 이때 항온항습기의 온도는 37℃로 하였고 상대 습도는 80%로 하였다.
④ 모폴로지(Morphology)
주사전자현미경을 사용하여 본 발명의 폴리우레탄 폼 드레싱재의 포아(pore)모양과 크기 및 필름층의 두께를 측정하였다.
⑤ 창상 치유 효과의 측정
생후 6~8주경의 체중 250~300g 레트를 사용하여 실험하였다. 레트는 램부탈로 복강마취 시켰다. 기관 내 삽관이나 산소의 공급은 별도로 하지 않고 자발적으로 실내공기를 호흡하도록 하였다. 옆구리 등 부위를 삭모하고 제모기로 털을 완전히 제거한 후 수술부위를 포비돈 및 알코올로 소독하였으며 가능한 한 무균적 수술을 시행하였다. 등 부위에 100π㎟의 피부 결손을 만든 후 창상 부위를 생리식염수로 세척하고 마른 거즈로 닦은 후 창상부위보다 약 1cm 넓게 드레싱재를 부착시키고 그 위에 거즈 2장을 덮어 주었으며 드레싱재가 탈락되는 것을 방지하기 위하여 몸통에 탄력붕대로 가볍게 고정을 하였다. 드레싱 후 3, 6, 9, 12, 15일째 드레싱 교환을 하였으며 시간경과에 따른 피부결손 부위의 상피화 형성의 정도 및 드레싱 교환시 신생조직의 탈리 현상, 광학 현미경을 이용한 조직 생검을 실시하여 창상치유 효과를 측정하였다.
제조예 2
(1) 눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 3에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가한 뒤 보습제로 글리세린 20 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반을 하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반을 하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지 위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시켜 폼 층을 제조하였다.
(2) 합성예 4에서 제조한 수분산 폴리우레탄 100 중량부에 점증제로 아크리졸 알엠-825™(상품명, 롬엔하스사) 0.5 중량부, 안료 5 중량부를 첨가하고 교반한 다음 진공교반 탈포기로 기포를 제거하였다. 기포를 제거한 액을 이형지 AR-175™(상품명, 아사히롤사)에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 100℃ 열풍건조기에서 5분 동안 반건조시켜 방수성의 필름 층을 제조하였다.
(3) 상기 (1)에서 제조한 폼 층과 (2)에서 제조한 필름 층의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 서로 맞닿게 한 후 100℃ 압착롤러에 압력 0.5kg/㎠, 속도 4m/min로 통과 시킨 후 100℃ 열풍건조기에서 30분 동안 숙성시키고, 필름 층에 접한 이형지를 박리하여 방수성의 외측 필름층이 형성된 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다.
상기와 같이 제조한 폴리우레탄 폼 드레싱재의 외측필름층 두께는 10㎛이었다. 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 제조예 1에 예시된 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
제조예 3
(1) 눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 3에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가한 뒤 보습제로 글리세린 20 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반을 하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시켜 폼 층을 제조하였다.
(2) 합성예 4에서 제조한 수분산 폴리우레탄 100 중량부에 점증제로 아크리졸 알엠-825™(상품명, 롬엔하스사) 0.5 중량부, 안료 5 중량부를 첨가하고 교반을 한 다음 진공교반 탈포기로 기포를 제거하였다. 기포를 제거한 액을 이형지 AR-175™(상품명, 아사히롤사)에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 100℃ 열풍건조기에서 5분 동안 반건조시켜 방수성의 필름 층을 제조하였다.
(3) 상기 (1)에서 제조한 폼 층과 (2)에서 제조한 필름 층의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 서로 맞닿게 한 후 100℃ 압착롤러에 압력 0.5kg/㎠, 속도 4m/min로 통과 시킨 후 100℃ 열풍건조기에서 30분 동안 숙성시키고, 필름 층에 접한 이형지를 박리하여 방수성의 외측 필름층이 형성된 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다.
상기와 같이 제조한 폴리우레탄 폼 드레싱재의 외측필름층 두께는 20㎛이었다. 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 제조예 1에 예시된 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
제조예 4
(1) 눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 3에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가한 뒤 보습제로 글리세린 20 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지 위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시켜 폼 층을 제조하였다.
(2) 합성예 4에서 제조한 수분산 폴리우레탄 100 중량부에 점증제로 아크리졸 알엠-825™(상품명, 롬엔하스사) 0.5 중량부, 안료 5 중량부를 첨가하고 교반을 한 다음 진공교반 탈포기로 기포를 제거하였다. 기포를 제거한 액을 이형지 AR-175™(상품명, 아사히롤사)에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 100℃ 열풍건조기에서 5분 동안 반건조시켜 방수성의 필름 층을 제조하였다.
(3) 상기 (1)에서 제조한 폼 층과 (2)에서 제조한 필름 층의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 서로 맞닿게 한 후 100℃ 압착롤러에 압력 0.5kg/㎠, 속도 4m/min로 통과 시킨 후 100℃ 열풍건조기에서 30분 동안 숙성시키고, 필름 층에 접한 이형지를 박리하여 방수성의 외측 필름층이 형성된 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다.
상기와 같이 제조한 폴리우레탄 폼 드레싱재의 외측필름층 두께는 40㎛이었다. 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 제조예 1에 예시된 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
제조예 5
(1) 눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 3에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가한 뒤 보습제로 글리세린 20 중량부, 항균제로 설파디아민은 0.2 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시켜 폼 층을 제조하였다.
(2) 합성예 4에서 제조한 수분산 폴리우레탄 100중량부에 점증제로 아크리졸 알엠-825™(상품명, 롬엔하스사) 0.5 중량부, 안료 5 중량부를 첨가하고 교반한 다음 진공교반 탈포기로 기포를 제거하였다. 기포를 제거한 액을 이형지 AR-175™(상품명, 아사히롤사)에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 100℃ 열풍건조기에서 5분 동안 반건조시켜 방수성의 필름 층을 제조하였다.
(3) 상기 (1)에서 제조한 폼 층과 (2)에서 제조한 필름 층의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 서로 맞닿게 한 후 100℃ 압착롤러에 압력 0.5kg/㎠, 속도 4m/min로 통과 시킨 후 100℃ 열풍건조기에서 30분 동안 숙성시키고, 필름 층에 접한 이형지를 박리하여 방수성의 외측 필름층이 형성된 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다.
상기와 같이 제조한 폴리우레탄 폼 드레싱재의 외측필름층 두께는 40㎛이었다. 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 제조예 1에 예시된 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
제조예 6
(1) 눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 3에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가한 뒤 보습제로 글리세린 20 중량부, 항균제로 설파디아민은 0.2 중량부, 상처 치유 보조제로 소듐알지네이트 5 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시켜 폼 층을 제조하였다.
(2) 합성예 4에서 제조한 수분산 폴리우레탄 100 중량부에 점증제로 아크리졸 알엠-825™(상품명, 롬엔하스사) 0.5 중량부, 안료 5 중량부를 첨가하고 교반한 다음 진공교반 탈포기로 기포를 제거하였다. 기포를 제거한 액을 이형지 AR-175™(상품명, 아사히롤사)에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 100℃ 열풍건조기에서 5분 동안 반건조시켜 방수성의 필름 층을 제조하였다.
(3) 상기 (1)에서 제조한 폼 층과 (2)에서 제조한 필름 층의 각각 이형지와 접하지 않은 면을 서로 맞닿게 한 후 100℃ 압착롤러에 압력 0.5kg/㎠, 속도 4m/min로 통과 시킨 후 100℃ 열풍건조기에서 30분 동안 숙성시키고, 필름 층에 접한 이형지를 박리하여 방수성의 외측 필름층이 형성된 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다.
상기와 같이 제조한 폴리우레탄 폼 드레싱재의 외측필름층 두께는 40㎛이었다. 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 제조예 1에 예시된 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
비교 제조예 1
눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 1에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반을 하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반을 하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지 위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시킨 후 박리하여 폼 층으로만 구성된 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 제조예 1에 예시된 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
비교 제조예 2
눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 2에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반을 하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반을 하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지 위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시킨 후 박리하여 폼 층으로만 구성된 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 제조예 1에 예시된 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
비교 제조예 3
눈금이 있는 1리터 비이커에 합성예 3에서 제조한 수분산 폴리우레탄 200 중량부에 기포발생제로 F-127 20wt% 수용액 5 중량부와 F-68 40wt% 수용액 5 중량부, 기포안정제로 라우릴알코올 0.5 중량부와 카라기난 5wt% 수용액 10 중량부를 첨가하고 거품기가 달린 고속교반기로 2,000 RPM의 속도로 부피가 400㎖이 될 때까지 교반을 하였다. 이어서 점증제로 카르복시메틸셀룰로오스 10 중량부를 분할 투입하면서 교반속도 1,000 RPM으로 점증제가 완전히 녹을 때까지 교반을 하였다. 이와 같이 제조한 액을 실리콘으로 처리된 이형지 위에 코팅게이지를 이용하여 균일하게 도포한 후 70℃ 열풍건조 오븐에서 30분 동안 건조시킨 후 박리하여 폼 층으로만 구성된 폴리우레탄 폼 드레싱재를 제조하였다. 상기와 같이 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재의 물성을 제조예 1에 예시된 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
비교예 1
물성비교를 위해 시판중인 메디폼™(일동제약사)을 실험에 사용하였다. 물성은 제조예 1에 예시된 방법에 의해 측정하였으며 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
비교예 2
물성비교를 위해 시판중인 알레빈™(스미스앤네퓨사)을 실험에 사용하였다. 물성은 제조예 1에 예시된 방법에 의해 측정하였으며 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
비교예 3
물성비교를 위해 시판중인 메딕스 밴드™(엔에스팜사)를 실험에 사용하였다. 물성은 제조예 1에 예시된 방법에 의해 측정하였으며 결과를 하기 표 5에 나타내었다.
Figure 112005064936704-pat00005
* : 조건=37℃, 80%RH
** : 기존 제품
◎ : 우수 ○ : 양호 ◇ : 보통 × : 나쁨
표 5에 나타난 바와 같이, 폼 층으로만 구성된 비교제조예 1, 2, 3의 경우 폴리에틸렌글리콜의 함량이 증가하면 흡수도는 증가하지만 기계적 물성이 떨어진다. 비교제조예 3에서 합성예 3으로 제조한 폴리우레탄 폼 드레싱재는 에틸렌글리콜과 같은 다이올 화합물을 첨가하게 되면 하드세그먼트 함량이 높아져 기계적 물성이 향상되는 것으로 나타났다. 따라서 하드세그먼트 함량에 따라 기계적 물성을 조절 할 수 있음을 알 수 있었다. 비교제조예 1, 2, 3 모두 외측 필름 층이 없어서 투습도가 너무 높아 상처면에 건조한 환경을 만들게 되므로, 드레싱 교환시 상처면에 부분적으로 달라붙는 현상이 나타났다. 본 발명 드레싱재의 제조예 1, 2, 3, 4를 보면, 외측 필름층의 두께가 높아질수록 투습도는 일정하게 떨어지게 되며, 특히 보습제로 글리세린을 첨가한 제조예 2의 경우는 상처면에 달라붙지 않았지만 첨가하지 않은 제조예 1은 부분적으로 상처면에 달라붙는 현상이 관찰되었다. 따라서 보습제와 외측 필름층의 두께를 적절하게 조절함으로써 상처면에 습윤 환경을 조성할 수 있음을 알 수 있었다. 제조예 5, 6을 보면, 소듐알지네이트와 같은 상처치유보조제를 첨가하게 되면 동시에 흡수도도 높아지는 것으로 나타났다. 동물 실험 결과 제조예 1 내지 6과 비교예 1, 2는 드레싱 교환 시 신생조직의 손상으로 인한 출혈이 없었지만 비교예 3은 그물형태의 필름 구멍으로 신생조직이 파고 들어 신생조직이 손상을 입으면서 출혈이 심하였으며 투습도가 매우 높아 상처면에 가피가 형성 되었다. 제조예 5, 6의 경우는 특히 재상피화와 창상 수축이 매우 우수 했으며 상처 치유 속도도 비교예에 비하여 훨씬 빨랐다.
본 발명에 따르면 수분산 폴리우레탄의 기계적 발포와 시트성형을 이용한 새로운 제조공정으로 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조에 있어 생산성 및 가공 효율성 을 크게 향상시킬 수 있어 폼 드레싱재의 대량생산이 가능하고 이에 따라 생산비가 크게 절감되어 저렴한 비용으로 폼 드레싱재를 공급할 수 있다. 또한, 본 발명의 제조방법은 생산성을 획기적으로 향상시키면서 동시에 제조된 폼 드레싱재의 물성에 있어서도 기존 방법으로 제조된 고가의 폼 드레싱재 우수하거나 적어도 동등한 정도의 물성을 유지하며, 프리폴리머의 NCO함량(%) 변화로 인한 제조 후 폼의 물성변화 염려가 없다. 본 발명에 따라 제조된 폴리우레탄 폼 드레싱재는 저렴한 비용으로 공급될 수 있고 여기에 다양한 크기와 형태로의 성형까지 용이하여 병원 등의 의료기관에서의 사용은 물론 일반인들에 의한 직접적인 사용도 크게 활성화시킬 수 있을 것으로 생각된다.

Claims (10)

  1. (a) 폴리올과 다이올, 잠재적 이온기를 갖는 화합물의 혼합용액에 이소시아네이트(Isocyanate)를 투입하여 반응시킨 후 중화시키고 이를 탈이온수(DIW)에 수분산시켜 NCO 말단 그룹을 갖는 폴리우레탄 프리폴리머 분산체를 얻은 다음 아민계 쇄연장제와 반응시켜 폴리우레탄의 사슬을 연장시키는 수분산 폴리우레탄의 제조단계;
    (b) 상기 (a)에서 얻은 수분산 폴리우레탄 70~90 중량부에, 계면활성제 2~10 중량부를 혼합하고 교반하여 기계적으로 발포시킨 후 점증제를 가하여 30℃에서 10,000~25,000cps로 점도를 조절하는 발포 혼합액의 준비단계;
    (c) 상기 (b)의 발포 혼합액을 이형지 위에 도포한 후 열풍 건조시켜 폴리우레탄 폼 층을 얻는 단계;
    (d) 상기 (a)에서 얻은 수분산 폴리우레탄 용액에 점증제를 가하여 3,000~8,000 cps로 점도를 상승시킨 후 기포를 제거하고 이형지에 도포한 후 반건조시켜 무공형(Non Porous)의 방수성 폴리우레탄 필름 층을 얻는 단계; 및
    (e) 상기 (c)에서 얻은 폴리우레탄 폼 층과 (d)에서 얻은 폴리우레탄 필름 층을 합지하는 단계;를 포함하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 발포 혼합액에 보습제, 항균제, 상처치유보조제 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 혼합시키는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기의 잠재적 이온기를 갖는 화합물은 디메틸올프로피온산, 디메틸올부탄산 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 프리폴리머는 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트를 사용하여 합성된 것임을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 계면활성제는 에틸렌옥사이드/프르필렌옥사이드 블록 공중합체인 F-68, F-87, F-88, F-108, F-127과 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 라우릴알코올, 폴리옥시에틸렌라우릴이써세틸알코올, 스테아릴알코올, 오레일알코올로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 점증제는 폴리아크릴산나트륨, 알긴산프로필렌글리콜, 메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스나트륨, 카르복시메텔셀룰로오스칼슘, 카르복시메틸스타치나트륨, 알긴산나트륨, 알긴산암모늄, 알긴산칼륨, 알긴산칼슘, 카제인나트륨, 구아검, 로커스트콩검, 잔탄검, 시클로덱스트린, 아라비아검, 알긴 산, 젤란검, 카라기난, 카라야검, 카제인, 타라검, 타마린드검, 트라가칸스검, 펙틴, 글루코만난, 가티검, 아라비노갈락탄, 퍼셀레란, 풀루란, 글구코사민, 카르복시메틸셀룰로오스, 키틴, 키토산, 소듐알지네이트, 히아루론산을 포함하는 천연고분자와 이들의 유도체 및 합성고분자로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 항균제는 설파디아민은, 포비돈 요오드, 요오드, 요오드화물 이온염, 황산플라디오마이신, 아크리놀, 클로로헥시딘, 염화벤잘코늄 및 염화벤젠토늄으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
  8. 제2항에 있어서, 상기 보습제는 히아루론산, 아미노산, L-아스파라긴산, L-아스파라긴산나트륨, DL-알라닌, L-이소로이신, 염산리진, 글리신, 글리세린, L-글루타민, L-글루타민산, L-글루타민산나트륨, 피리진산, L-트레오닌, 세리신, 세린, L-티로신, 헤파린, 콘드로이틴황산나트륨, 소듐알지네이트, 키틴, 키토산 및 젤라틴으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
  9. 제2항에 있어서, 상기 상처치유보조제는 섬유아세포증식인자(FGF); 간섬유증식인자(HGF); 표피세포증식인자(EGF)를 포함하는 육아형성촉진제, 정제당; 백당을 포함하는 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 과당, 포도당, 자일리톨, 유당, 맥아당, 말티톨 및 트레할로오스로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 폼 드레싱재의 제조방법.
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