KR100451331B1 - 저밀도의 개선된 치실 및 그의 제조 방법 - Google Patents

저밀도의 개선된 치실 및 그의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀도가 약 0.7g/cc 미만인 다공성 PTFE 섬유를 포함하는 치실에 관한 것이다. 본 발명의 치실은 내마모성이고, 파악성(grippable)이며, 손에 대하여 부드러운 감촉을 가지고 구강내에서는 거친 감촉을 갖는다. 치실은 비정질 로킹(locking)이 일어나는 후속 팽창동안의 비접촉 가열을 포함하는 압출 공정에 의해 제조된다.

Description

저밀도의 개선된 치실 및 그의 제조 방법{IMPROVED DENTAL FLOSS HAVING LOW DENSITY AND METHOD OF MAKING SAME}
본 출원은 1999년 8월 31일자로 출원된 미국 특허출원 제09/387,691호의 일부 계속이다.
치실의 사용은 잇몸 질환을 예방하고 제어하는 가장 권장되는 방식중 하나이다. 몇가지 유형의 치실이 현재 알려져 있으며 사용되고 있다. 이들 치실은 나일론, 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 및 팽창 PTFE(ePTFE)와 같은 물질로 만들어진다. 이들중, ePTFE 치실 및 특히 모노필라멘트 ePTFE 치실이 특히 바람직한데, 그 부분적인 이유는 본질적으로 낮은 마찰 특성으로 인하여 치아 사이에 더 쉽게 미끌어져 들어가기 때문이다.
몇몇 특징이 전형적으로 치실에 바람직한 것으로 간주된다. 첫째, 치실은 사용자의 치아 사이를 통과할 때 찢어지거나 닳거나 또는 사용중에 달리 파괴되지 않도록 내마모성이어야 한다. 효과적으로 사용되기 위해서는, 치실은 또한 파악성(grippable)이어야 한다. 즉, 손 또는 다른 장치에서 미끌어지지 않고 사용자의 손 또는 치아 사이에서 조작하기 위한 다른 장치에 의해 붙잡힐 수 있어야 한다. PTFE 치실을 더 쉽게 잡을 수 있게 하려는 몇몇 시도가 있었다. 돌란(Dolan) 등에게 허여된 미국 특허 제5,518,012호에 논의된 바와 같이, 예를 들어 치실을 더 파악성으로 만들기 위하여 PTFE 섬유상에 왁스 처리 코팅제가 가해질 수 있다. 커티스(Curtis) 등에게 허여된 미국 특허 제5,911,228호에서는, 임의의 코팅을 요하지 않고도 섬유를 파악성으로 만들기 위하여 PTFE 섬유 구조내에 고체 첨가제가 도입된다. PTFE 치실을 파악성으로 만들기 위하여 섬유를 코팅하거나 섬유내에 첨가제를 사용하지 않은 파악성 PTFE 치실이 바람직할 것이다.
치실은 또한 사용자에게 우수한 "감촉"을 주는 주관적인 이점을 가져야 한다. 감촉은 섬유의 전체적인 취급 특징 뿐 아니라 치아를 청소할 때 사용자의 구강내에서의 섬유의 인식된 효과를 포함한다. 바람직하게는, PTFE 치실은 사용자의 치아 사이에서 편안하게 미끌어지도록 부드럽고 순응성인 동시에, 잇몸 아래에서 조작될 때 사용자에게 문지름 또는 청소 감각을 제공하여야 한다. 치실은 손에는 부드러운 감촉을 주고 구강내에서는 거친 감촉을 주어야 한다.
이러한 모든 이점 및 특징을 갖는 PTFE 치실이 바람직할 것이다.
발명의 요약
본 발명은 100 내지 3,500데니어이고 밀도가 약 0.8g/cc 미만, 또 다른 실시양태에 있어서는 약 0.7g/cc 미만, 약 0.6g/cc 미만, 약 0.5g/cc 미만, 약 0.4g/cc 미만, 약 0.3g/cc 미만 및 약 0.2g/cc 미만인 섬유를 포함하는 치실을 제공한다. 치실은 치실로서 사용하기에 적합한 강도, 전형적으로 약 1.5lbs보다 큰 강도, 또 다른 실시양태에 있어서는 약 2lbs보다 크고, 약 2.5lbs보다 크고, 약 3lbs보다 크고, 약 5lbs보다 크고, 약 7.5lbs보다 크고, 약 10lbs보다 큰 강도를 갖는다. 치실은 임의의 바람직한 단면, 예를 들어 실질적으로 타원형 또는 직사각형인 단면을 갖는 중공형 섬유일 수 있다. 치실은 또한 내마모성인데, 여러 실시양태에서 2.8×10-3lbs/데니어보다 크거나, 3.0×10-3lbs/데니어보다 크거나, 4.0×10-3lbs/데니어보다 크거나, 5.0×10-3lbs/데니어보다 크거나 또는 6.0×10-3lbs/데니어보다 큰 평균 마모 파단 강도를 갖는다. 본 발명의 치실은 평균 조도가 약 0.3미크론보다 크고(바람직하게는 약 1.3미크론), 제곱 평균의 제곱근 조도가 약 0.35미크론보다 크고(바람직하게는 약 1.6미크론), 고저간(peak to valley) 거리가 약 1.7미크론보다 큰(바람직하게는 약 6.3미크론) 증가된 표면 조도를 갖는다. 치실은 치실에 적합한 임의의 물질일 수 있으며, 다공성 PTFE, 특히 팽창 PTFE가 바람직하다. 치실내에는 각각 동일하거나 상이한 조성을 갖는 다수의 섬유가 있을 수 있다. 치실은 충전제를 포함할 수 있다.
다른 양상으로, 본 발명은 PTFE 수지를 제공하는 단계, 이 수지를 압출하여 압출물을 형성하는 단계, 및 이 압출물을 전술한 특성을 갖는 섬유로 팽창시키는 단계를 포함하는 치실의 제조 방법을 제공한다. 압출은 압출기내의 맨드릴(mandrel)을 사용하여 바람직한 실시양태로 수행된다. 여러 실시양태에서 압출기의 압하율은 150:1보다 크거나, 200:1보다 크거나, 250:1보다 크거나, 300:1보다 크거나 또는 500:1보다 클 수 있다. 압출물은 공정중에 열원에 닿지 않도록 비접촉 가열에 의한 팽창중에 가열된다.
또 다른 양상으로, 본 발명은 전술한 특성 및 조성을 갖는 필라멘트를 제공한다.
또 하나의 양상으로, 본 발명은 개선된 바느질실, 직조용 섬유, 및 베어링(bearing) 및 부싱(bushing) 용도의 구조를 위한 필라멘트를 제공한다.
본 발명은 치실 및 더 구체적으로는 저밀도의 치실에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 전형적인 실시양태에 따른 치실의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 전형적인 실시양태에 따른 치실의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 섬유를 제조하는데 사용된 압출기의 측면 단면도이다.
도 3A는 도 3에 설명된 압출기의 일부의 측면 단면도이다.
도 3B는 도 3A의 일부의 상세도이다.
도 3C는 실시예 2에 사용된 팁(tip) 연장부의 상세도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 전형적인 실시양태에 사용된 장치의 측면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 방법의 다른 전형적인 실시양태에 사용된 장치의 측면도이다.
도 6은 치실의 내마모성을 측정하는데 사용된 시험 기계의 사시도이다.
도 7은 도 6의 시험 기계의 측면도이다.
도 8은 본 발명의 전형적인 실시양태에 따른 치실 샘플의 표면의 100배 확대 주사 전자 현미경 사진이다.
도 9는 통상의, 종래 기술의 치실 샘플의 표면의 100배 확대 주사 전자 현미경 사진이다.
도 10은 본 발명의 전형적인 실시양태에 따른 치실 샘플의 표면의 500배 확대 주사 전자 현미경 사진이다.
도 11은 통상의, 종래 기술의 치실 샘플의 표면의 500배 확대 주사 전자 현미경 사진이다.
본 발명은 0.8g/cc 미만의 밀도를 갖는 ePTFE 치실을 제공한다. 본 발명의 치실은 내마모성이고, 파악성이며, 사용자에게 우수한 감촉을 준다.
PTFE 치실은 전형적으로 비교적 큰 PTFE 테이프를 압출 및 팽창시킨 다음, 테이프를 치실에 바람직한 크기의 섬유로 가느다랗게 쪼갬으로써 만들어진다. 이러한 제조 방법은, 예를 들어 돌란 등에게 허여된 미국 특허 제5,518,012호에 기술되어 있다. 본 발명에 따르면, 본 발명의 치실은 신규 방법에 의해 제조된다.
특히, 본 발명에 따르면, PTFE 치실은 바람직한 치수의 PTFE 섬유(테이프와 반대인)를 압출한 다음 섬유를 팽창시켜 섬유내에 팽창 PTFE의 특징인 마디 및 피브릴 구조를 생성함으로써 제조된다. 팽창된 섬유는 치실의 바람직한 최종 치수를 갖는다. 이러한 방식으로, 쪼개는 단계를 사이에 넣을 필요없이 압출기로부터 치실 자체가 제조된다.
본 발명에 따른 PTFE 섬유 치실은 다음과 같이 제조된다. 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 본원에 참조로 인용된, 고어(Gore)에게 허여된 미국 특허제3,953,566호에 기술된 방법에 따라 압출용 PTFE 수지를 준비한다. 압출기는 도 3에서 (10)에 도시된 것과 같은 통상의 페이스트 튜빙(paste tubing) 압출기일 수 있다. 압출기(10)는 그의 중앙 부분에 맨드릴(11)을 포함한다. 맨드릴(11)은 압출기(10)의 개구에서 다이(13)로 연장되는 팁(12)(도 3A)을 갖는다. 압출기(10)는 배럴(7) 및 트랜지션(transition)(8)을 갖는다. 배럴은 도시된 바와 같은 내경(1)을 갖는다. 도 3A는 맨드릴 직경(5)을 설명한다. 도 3B는 포함된 다이 랜드(land) 직경 치수(2), 및 팁 랜드 직경 치수(4)를 설명한다. 도 3C는 평평화된 팁 랜드를 설명한다.
맨드릴(11)(및 따라서 팁(12))은 압출기(10)로부터의 압출물이 중공형이 되도록 다이(13)내로 완전히 연장될 수 있다. 또 다르게는, 맨드릴(11)(및 팁(12))은 압출물내의 중심 구멍 또는 보어(bore)의 상대적 크기를 줄이거나 또는 비중공형 단면을 제공하도록 다이(13)로부터 빠져 압출기(10) 자체로 돌아갈 수 있다. 본 발명의 중요한 양상은 PTFE가 압출도중 중요한 작업에 노출된다는 것이다. 중합체에 가해진 일의 양은 압출기의 압하율에 의해 영향받는다. 압하율은 압출기의 작업 면적을 다이의 면적으로 나눈 것이다. 본 발명의 바람직한 특성을 얻기 위하여, 압하율은 150:1보다 크고, 바람직하게는 200:1보다 크고, 더 바람직하게는 250:1보다 크고, 더욱 더 바람직하게는 300:1보다 크고, 가장 바람직하게는 500:1보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명에 따라 중공형 섬유가 생성되든 그렇지 않든 간에, 이론에 결부됨이 없이, PTFE 섬유의 압출에 팁(12)을 갖는 맨드릴(11)을 사용하는 것은, 본원에 기술된 압출물의 이로운 특성에 기여하는, PTFE에 대한 추가의 일을 제공하는 것으로 생각된다.
압출기(10)의 임의의 바람직한 공정 조건을 사용하여 적합한 압출물을 제조할 수 있다. 바람직한 조건은 본원의 실시예에 기술된다.
압출기(10)로부터 빠져 나온 후, 압출물은 감기 스풀(take-up spool)(40)에서 감긴다(도 4). 그 다음 압출물(도 4에서 (41)에 도시된)은 스풀(40)로부터 풀려 오븐(42), 바람직하게는 강제 대류 오븐을 통과한다. 오븐(42)을 통과하는 압출물(41)의 속도를 조절하기 위하여 캡스턴(capstan)(43 및 44)이 바람직하게 사용된다. 압출물은 오븐(42)을 통과함에 따라 팽창된다. 임의의 바람직한 팽창(또는 연신) 비(캡스턴 속도비에 의해 결정됨)가 사용될 수 있는데, 예를 들어 2:1 내지 120:1 또는 그 이상이다. 또 다른 실시양태로, 도 5에 도시된 2개의 별개의 오븐(51 및 52), 및 2개의 별개의 상응하는 팽창부가 사용될 수 있다. 어느 경우에서나, 공정에 의해 최종 감기 스풀(50)에서 감길 수 있는 본 발명의 섬유(49)가 제조된다.
본 발명의 중요한 특징은 압출물(41)(또는 섬유(49))의 모든 가열은 압출물(41)을 수축시키지 않고 일어난다는 것이다. 특히, 본 발명은 강제 대류 오븐(42)(또는 51 및 52)을 사용하여 그를 통해 압출물(41)이 오븐의 벽에 접촉되지 않고 통과한다. 이는 열전달을 이루기 위해 섬유를 가열된 판위로 끄는 것을 포함하는 현재 인정되고 있는 PTFE 치실 제조 방법과 반대이다. 이론에 의해 한정됨이 없이, 이러한 가열된 판과의 접촉은 PTFE 섬유의 표면을 손상시키거나 또는 달리매끄럽게 함으로써 낮은 표면 마찰 및 종래의 PTFE 치실의 불편한 파악성에 기여하는 것으로 생각된다. 이하에 더 상세하게 기술하겠지만, 본 발명의 섬유의 비접촉 가열은 판 접촉 가열로 얻는 것보다 섬유에 더 거친 표면을 생성하게 하는 것으로 생각된다. 이러한 더 거친 표면은 본 발명의 더 큰 표면 마찰 및 더 우수한 파악성에 기여한다.
팽창 후, 섬유는 치실의 바람직한 최종 특징을 갖는다. 이러한 최종 특징은, 예를 들어 0.0015" 내지 0.04"의 두께(도 1에서 "B"로 나타냄), 0.3 내지 4㎜(0.01" 내지 0.16")의 너비(도 1에서 "A"로 나타냄) 및 100 내지 3,500의 데니어이다. 가장 중요하게는, 섬유는 0.8g/cc 미만의 밀도, 또 다른 실시양태에서는 약 0.7g/cc 미만, 약 0.6g/cc 미만, 약 0.5g/cc 미만, 약 0.4g/cc 미만, 약 0.3g/cc 미만, 약 0.2g/cc 미만의 밀도를 가져야 한다. 이들 특징은 각각 통상의 방식으로 측정된다. 두께는 캘리퍼스, 스냅 게이지(snap gage), 광학 비교측정기, 또는 심지어 주사 전자 현미경의 사용과 같은 임의의 통상의 수단에 의해 결정될 수 있다. 밀도는 섬유 샘플(임의의 코팅제 또는 첨가제가 없는)의 측정된 질량을 샘플의 계산된 체적으로 나눔으로써 결정될 수 있다. 체적은 실질적으로 직사각형인 단면의 경우 샘플의 측정된 길이, 너비 및 두께를 곱하거나, 또는 다른 단면 형태의 경우에는 공지된 다른 계산법에 의해 계산하여 가장 정확한 근사치를 얻을 수 있다. 데니어는 길이 9000미터당 그램으로 측정된 샘플의 질량(임의의 코팅제 또는 첨가제가 없는)이다.
본 발명에 따라 제조된 치실은 또한 개선된 내마모성을 갖는다. 내마모성은도 6 및 도 7에 설명된 장치(60)를 사용하여 측정된다. 장치(60)는 스테인레스강으로 만들어진 기판(61)을 갖는다. 연장 조립체(62 및 63)는 기판(61)으로부터 돌출되고 볼트(69)에 의해 기판에 조절가능하게 결합된다. 각각의 연장 조립체(62 및 63)는 볼트(69)에 의해 결합된 롤러(64,65)를 갖는다. 미국 캘리포니아주 로스앤젤레스 소재의 마이크로-100 인코포레이티드(Micro-100, Inc.)로부터 입수가능한 부품 번호 AL-8인 미립자 카르바이드(micro grain carbide) 블레이드 (66)은 기판(61)내에 형성된 홈(68)에 탑재된 지지체(67)에 지지된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 치실(70)이 세 지점, 즉 롤러(64), 블레이드(66) 및 롤러(65)에서 장치(60)와 접촉되도록 치실(70)의 샘플을 장치(60)위에 놓는다. 연장 조립체(62 및 63)의 각도는 치실(70)이 기판(61)에 실제로 닿지 않으면서 가능한 기판(61)과 가깝도록 정해진다. 치실(70)의 한 쪽 끝을 429g의 추(100)에 부착하고, 치실(70)의 다른 쪽 끝은 장치(60)위로 치실(70)을 반복적으로 당기는 왕복 선형 작동기(도시되지 않음)에 부착한다. 왕복 선형 작동기는 13/16"의 스트로크 길이 및 1.5스트로크/초의 속도를 갖는다(각각의 스트로크는 1회의 전후 주기임). 10스트로크를 수행한다. 그 다음, 왕복 선형 작동기를 중지시키고, 블레이드(66)로부터 치실(70)을 수거하고, 블레이드를 깨끗한 면 타월로 닦는다. 그 다음, 치실(70)을 다시 탑재하고 10스트로크를 더 실행한다. 그 다음, 왕복 선형 작동기를 중지시키고, 치실(70)을 다시 수거하고, 블레이드(66)를 깨끗한 면 타월로 닦은 다음, 치실(70)을 다시 탑재하고, 최종 10스트로크를 실행한다. 따라서, 2회의 중간 세정 닦기와 총 30스트로크가 수행된다.
장치(60)로부터 치실(70)을 수거하고, 미국 매사츄세츠주 캔톤 소재의 인스트론 캄파니(Instron Co.)로부터 입수가능한 인스트론 모델 1130의 섬유 죠(jaw)(뿔형) 사이에서 연장시킨다. 치실(70)을 마모된 부분이 죠 사이의 중앙에 오도록 탑재한다. 인스트론의 게이지 길이는 10"이고, 크로스헤드 속도는 10"/분이다. 파단시 하중(파운드·힘)을 측정하고 시험된 각 샘플에 대하여 "마모 파단 강도"로서 기록한다. 각각의 섬유 샘플의 길이에 대하여 5회의 이러한 시험(마모 및 파단)을 실행하고, 5회의 평균을 보고한다. 마모 파단 강도를 시험된 샘플의 데니어로 나누어 데니어-정규화된(denier-normalized) 파단 강도를 만들 수 있다. 본원에 사용된 "내마모성"이란 용어는 상기 시험에 따른 데니어-정규화된 파단 강도가 약 2.8×10-3lbs/데니어보다 큼을 뜻한다. 시험된 샘플의 데이터를 하기 표 7에 보고한다.
본 발명의 치실은 종래의 PTFE 섬유보다 상당히 더 파악성이다. 따라서, 본 발명의 치실은 임의의 파악성 향상 코팅제 또는 첨가제를 요하지 않고도 몇몇 치실 기능, 예를 들어 일회용 치실에서의 용도를 제공할 수 있다. 그러나, 파악성을 더 향상시키기 위하여 본 발명의 치실에 소량의 왁스 코팅제(예를 들어 밀랍 또는 임의의 다른 공지된 파악성 향상 코팅제 또는 첨가제 2 내지 3중량%)를 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 섬유 자체의 증가된 파악성때문에, 본 발명의 치실에 적용되어야 하는 왁스 또는 다른 첨가제 또는 코팅제는 종래의 PTFE 치실의 경우 필요한 양보다 상당히 줄어든다.
이론에 의해 한정됨이 없이, 본 발명의 치실의 개선된 파악성은 종래의 PTFE 치실에 비하여 증가된 표면 조도 및 낮은 밀도의 결과라고 생각된다. 적어도 부분적으로는 본 발명의 방법에 따른 섬유의 비접촉 가열의 결과인 본 발명의 섬유의 증가된 표면 조도는 이후 논의되는 주사 전자 현미경에서 설명된다.
섬유의 표면 조도는 프로필 측정법(profilometry)에 의해 측정된다. 측정은 샘플의 너비 쪽(도 1 및 도 2에서 "A"로 나타냄)의 500미크론×500미크론의 대표 면적으로부터 취한다.
프로필 측정법 측정은 500×500미크론 면적에 걸쳐 샘플을 제공하는 텐코르 프로필러 모델(Tencor Profiler Model) P_10으로 수행하였다. 텐코르 프로필러에는 마이크로헤드 에스알 교환가능한 측정 헤드(Mircohead sr Exchangeable Measurement Head)(촉침 팁 반경 20미크론 및 각도 60도)가 설치되었다. 프로필 측정기의 메뉴 방법 설정은 다음과 같았다:
주사 길이: 500미크론
x의 데이터 간격: 0.40미크론
y의 데이터 간격: 0.20미크론
잡음 필터 차단: 0.250미크론
표면 기복 차단 필터: 250미크론
표면 조도 측정치는 이후 보고한다.
본 발명의 치실의 인장 강도(본원에서 또한 "파단 강도" 또는 간단히 "강도"로서 부름)는 치실로서 사용하기에 적합하여야 한다. 바람직한 강도는 1.5lbs보다크다. 바람직하게는, 강도는 2.0lbs보다 크거나, 2.5lbs보다 크거나, 3.0lbs보다 크거나, 5.0lbs보다 크거나, 7.5lbs보다 크거나, 또는 10lbs보다 크다. 치실의 강도는 상기 언급된 인스트론 기계와 같은 인장 시험기에 의해 측정된다. 인장 시험기의 크로스헤드 속도는 10"/분이다. 게이지 길이는 뿔형 죠의 접선 지점으로부터 접선 지점으로 측정된 10"이었다. 강도는 시험동안 섬유에 대한 최대 하중인 것으로 간주된다.
다공성 PTFE 샘플의 매트릭스 인장 강도는 식 (2.2g/cc×인장 강도)/밀도에 의해 결정되며, 식중 2.2g/cc는 비공질 PTFE의 밀도인 것으로 생각한다.
강성력(tenacity)은 파단 강도를 lb·힘으로부터 g·힘으로 환산하고, 필라멘트의 파단 강도(g·힘)를 필라멘트의 데니어로 나눔으로써 계산한다.
섬유의 신도는 인스트론 기계에 의해 계산한다. 변형률은 인스트론 기계에서 샘플의 파단시 길이를 샘플의 원래 길이로 나눔으로써 계산한다.
본 발명에 따라 제조된 전형적인 섬유의 단면을 도 1에 도시한다. 섬유(20)는 도 1에서 실질적으로 직사각형인 단면을 갖는다. 압출기(10)로부터 압출되면, 압출물은 둥근 단면을 가질 수 있지만, 압출물이 섬유로 연신되어 스풀에 감긴 후에는, 도 1에 도시된 실질적으로 직사각형인 형태로 다소 압축된다. 압출 기술의 숙련자라면 임의의 단면 형태의 압출물 및 섬유가 제조될 수 있음을 알 것이다.
도 2는 전술한 방법에 따라 형성된 다른 전형적인 섬유(30)를 도시하는데, 이때 중공형 단면을 생성하기에 꽤 충분할 만큼 맨드릴이 다이에 삽입된다. 섬유가 팽창되고 스풀에 감긴 후에 섬유의 중공형 코어가 궁극적으로 압축될 수 있지만, 섬유는 처음에는 압출기(10)를 빠져 나올 때 섬유(30)의 중앙에 개구(31)를 갖는다. 도 1 및 도 2에서, 너비 치수는 일반적으로 A로서 나타내고, 두께 치수는 일반적으로 B로서 나타낸다. 단면적은 이러한 실질적으로 직사각형인 단면의 경우 A×B로서 계산된다. 이들 치수는 전술한 바와 같이 밀도를 계산할 때 사용된다.
PTFE, 및 특히 팽창 PTFE는 본 발명에 따른 치실로서 사용하기에 바람직한 물질이지만, 폴리에틸렌, 초고분자량 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 나일론을 포함한 다른 물질을 사용하여 본원에 정의된 본 발명의 특성을 갖는 치실을 제조할 수도 있다.
본 발명에 따라 제조된 임의의 본 발명의 섬유는 첨가제로도 불리는 하나 이상의 충전제를 포함할 수 있다. 섬유는 상호연결된 통로 및 경로를 한정하는 피브릴에 의해 상호연결된 마디의 구조를 갖는다. 충전제는 ePTFE 자체의 매트릭스내에 포함되거나, 또는 상기 구조에 의해 한정된 통로 및 경로내에 함유되거나, 또는 두 경우 모두일 수 있다. 중공형 코어(본원에서 중심 보어 또는 구멍으로서 불림)를 갖는 본 발명의 섬유의 경우, 충전제는 중심 보어내에 또한 함유되거나 또는 선택적으로 함유될 수 있다.
바람직한 충전제 또는 첨가제로는 착색제, 향미제, 의약, 항미생물제, 항생물질, 항세균제, 항진균제, 치약, 재석화제, 미백제, 면역 제제, 치석 또는 충치 방지제, 플라그 억제제, 리소자임, 항염증제, 지혈제, 진통제, 플루오르화 나트륨, 염화 아연, 테트라나트륨 피로포스페이트, 나트륨산 피로포스페이트, 테트라칼륨 피로포스페이트, 비타민 K, 수용성 칼슘 염, 응혈 다단계를 개시하는 혈액 인자, 아미노카프로산, 트라넥삼산, 아드레날린, 백반, 노르아드레날린, 철 염 및 칼슘 알기네이트, 나트륨 모노플루오로포스페이트, 플루오르화 주석, 클로르헥시딘, 헥사클로로펜, 세틸 피리디늄 클로라이드, 벤즈에토늄 클로라이드, 우레아제, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 오르토인산, 인산 일나트륨, 인산 일칼륨, 인산 이나트륨, 인산 이칼륨, 인산 헤미나트륨, 벤조토늄, 염화물, 아세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드, 생귀나리아, 트리클로산, 테트라사이클린, 세틸 피리디늄 클로라이드, 벤조토늄 클로라이드, 디메티콘의 용융 유화액, 및 이들의 혼합물이 있을 수 있다. 본 발명의 치실을 잡기 더 쉽게 만들기 위하여 임의의 적합한 파악제(예: 실리카, 열분해법 실리카 또는 플루오르화 나트륨) 또는 코팅제(예: 왁스)가 사용될 수도 있지만, 본원에 논의된 바와 같이, 본 발명의 치실은 이러한 제제 또는 코팅제 없이도 종래의 치실보다 더 파악성이다.
하기의 실시예는 추가의 설명을 위하여 제시되며, 이들은 본 발명을 어떤 식으로든 제한하려는 것이 아니며 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
실시예 1(중공형 치실 실시예)
미국 델라웨어주 윌밍톤 소재의 ICI로부터 입수가능한 CD123 PTFE 수지 5파운드를 10메쉬의 체를 통해 2갤론들이의 유리병(carboy)에 체질하고, 이소파(Isopar) K 675㎖(PTFE 수지의 건조 중량에 대하여 윤활유 22.6중량%)와 블렌딩하였다. 유리병을 경사면 텀블 블렌더에 넣고 30분간 텀블링시켰다. 블렌더로부터 유리병을 꺼내어 펠렛화하기 전에 밤새 정치시켰다. 예비성형체를 300psi의 압력으로 압축하고, 펠렛화기로부터 꺼내고, 밀폐된 관에 넣어 예비가열하였다. 예비성형체를 압출하기 전에 16시간동안 40℃로 가열하였다. 사용된 압출기는 2인치 배럴을 사용하는 통상의 페이스트 튜빙 압출기이었다. 배럴 및 다이 온도는 40℃로 설정되었다. 실험에 사용된 다이의 랜드 직경은 0.153인치이었다. 사용된 팁은 랜드 직경이 0.142인치이었고, 0.750인치 맨드릴에 의해 제자리에 고정되었다. 설치를 위한 계산된 압하율은 1095:1이었다. 습윤된 압출물이 생성되었다. 압출기와 스풀 사이에 처짐이 일어나지 않게 하기에만 충분한 장력을 사용하여 4인치 코어 직경의 스풀에 습윤된 압출물을 감았다. 압출 속도는 약 40피트/분이었다. 압출물의 벽 두께는 다이 팽창을 포함하여 약 0.013인치이었다. 습윤된 압출물의 스풀을 인장 페이오프(tension payoff)에 놓고, 직경 5인치의 1조의 캡스턴 휠(wheel) 주위에 공급되었다. 캡스턴으로부터, 압출물은 길이 4피트 및 내경 1인치의 강제 대류 오븐으로 오븐의 벽에 접촉하지 않도록 통과되었다. 오븐을 나온 후, 압출물은 직경 7인치의 1조의 캡스턴 휠 주위에 감겼다. 그 다음, 캡스턴 휠로부터 압출물은 길이 4피트 및 내경 1인치의 제2 강제 대류 오븐으로 오븐의 벽에 접촉하지 않도록 통과되었다. 오븐을 나온 후, 압출물은 직경 7인치의 1조의 캡스턴 휠 주위에 감기고, 7.5인치 코어 직경의 스풀을 사용하여 인장 권취되었다. 오븐은 9피트3/분의 기류로 설정된 역류 오븐이었다. 오븐의 섬유 출구의 온도는 380℃로 설정되었고, 오븐의 섬유 입구의 온도는 220 ℃로 설정되었다. 캡스턴 1과 캡스턴 2의 초기 속도비는 5:1이었고, 제1 캡스턴 속도는 2피트/분으로 설정되었다. 제1 캡스턴 속도는 전체 시험에서 2피트/분으로 유지되었다. 캡스턴 2와 캡스턴 3의 속도비는 이 실시예에서 1.2:1로 설정되었다. 캡스턴 1과 캡스턴 2의 비는 15:1의 속도비가 될 때까지 5단계로 상승되었다. 물질의 길이는 속도비를 20:1로 올리기 전에 이 설정치에서 실행하였다. 이 공정을 25:1 내지 30:1의 속도비에서 반복하였다. 속도비에 따라 오븐 온도를 상승시키는데, 15:1의 속도비에서 출발하여 물질의 비정질 로킹(locking)을 유지하도록 5도씩 상승시켰다. 캡스턴 1과 캡스턴 3의 속도비가 36:1일 때, 제3 캡스턴의 속도는 72피트/분이고, 오븐의 섬유 출구의 온도는 400℃이었다. 압출물이 감길 때 어디에서 변화가 일어났는지를 확인하기 위하여 압출물에 표지를 하였다. 압출물이 스풀에 감김에 따라, 섬유는 실질적으로 도 1에 도시된 형태로 평평해지는 경향이 있었다. 이 공정에 의해 얻어진 섬유를 너비, 두께, 데니어 및 강도에 대하여 시험하였다. 이 결과는 표 1에 보고된다. (강도를 측정하기 전에, 샘플을 2% 천연 밀랍으로 코팅하였다. 밀랍은 미국 펜실바니아주 스프링 시티 소재의 케조마 인터내쇼널 인코포레이티드(Cezoma International, Inc.)로부터 입수가능한 권취 및 왁스처리 기계 모델 CE-1487을 사용하여 샘플에 적용되었다. 밀랍을 97℃로 가열한 후에 샘플에 적용하였다.)
실시예 2(중공형이고 실질적으로 타원형 단면인 실시예)
실시예 1에서와 동일한 블렌딩된 수지를 사용하여, 압출은 실시예 1에서와 동일한 다이를 가지고 수행하였고 도 3C에서 (200)에 도시된 프로파일을 갖는 평평화된 팁을 사용하였다. 이 설비의 압하율은 약 265:1이었다. 압출물은 그 길이를 통하여 'D'형 구멍을 가져 중공형 섬유를 형성하였다. 습윤된 압출물의 스풀을 인장 페이오프에 놓고, 실시예 1과 유사한 방식으로 가공하였다. 캡스턴 1과 캡스턴 2의 속도비는 4:1로 고정되었고, 캡스턴 2와 캡스턴 3의 속도비는 표 2에 기재된 바와 같이 변하였다. 섬유는 스풀에 감김에 따라, 실질적으로 도 2에 도시된 형태로 평평해지는 경향이 있었다. 이러한 실시예 2에 따라 생성된 섬유의 스풀을 너비, 두께, 데니어 및 강도에 대하여 시험하였고, 그 결과를 표 2에 보고하였다. (강도를 측정하기 전에, 샘플을 실시예 1과 관련하여 기술된 바와 같이 2% 천연 밀랍으로 코팅하였다.)
실시예 3(비중공형이고 실질적으로 직사각형 단면인 실시예)
실시예 1에서와 동일한 블렌딩된 수지를 사용하여, 0.075"×0.037" 직사각형 다이 랜드 단면을 사용하여 압출을 수행하였다. 팁은 점으로 가늘어지고, 접촉점으로부터 약 0.5인치 물러나 직사각형 비드(비중공형)가 압출되었다. 배럴 크기는 0.850인치이고, 맨드릴은 0.315인치이며, 계산된 압하율은 176:1이었다. 배럴 및 다이 온도는 이 실시예에서 45℃로 설정되었다. 습윤된 압출물을 실시예 1의 방법을 사용하여 감았다. 습윤된 압출물의 스풀을 인장 페이오프에 놓고 실시예 1과 유사한 방식으로 가공하였다. 이러한 실시예 3에 사용된 속도비를 표 3에 나타내었다. 이 공정을 사용하여 얻어진 섬유를 너비, 두께, 데니어 및 강도에 대하여 시험하였다. 그 결과를 표 3에 보고하였다. (강도를 측정하기 전에, 샘플을 실시예 1과 관련하여 기술된 바와 같이 2% 천연 밀랍으로 코팅하였다.)
실시예 4(비중공형이고 실질적으로 원형 단면인 실시예)
실시예 1에서와 동일한 블렌딩된 수지를 사용하여, 압출은 0.057"의 랜드 직경을 갖는 원형 단면 다이를 사용하여 수행하고 실시예 3에 사용된 것과 동일한 팁을 사용하여 원형 비드(비중공형)가 압출되었다. 배럴 크기는 0.650인치이고, 맨드릴은 0.315인치이며, 계산된 압하율은 99:1이었다. 배럴 및 다이 온도는 이 실시예에서 45℃로 설정되었다. 습윤된 압출물을 실시예 1의 방법을 사용하여 감았다. 습윤된 압출물의 스풀을 인장 페이오프에 놓고 실시예 1과 유사한 방식으로 가공하였다. 이러한 시험에 사용된 속도비를 표 4에 나타내었다. 이 공정을 사용하여 얻어진 섬유를 너비, 두께, 데니어 및 강도에 대하여 시험하였다. 그 결과를 표 4에 보고하였다. (강도를 측정하기 전에, 샘플을 실시예 1과 관련하여 기술된 바와 같이 2% 천연 밀랍으로 코팅하였다.)
실시예 5(첨가제를 포함하는 비중공형 섬유)
CD 123 PTFE 수지를 SiO210중량%와 블렌딩하였다. 그 다음, 이 수지를 이소프로필 알콜 320㎖/lb와 블렌딩하고, 펠렛화하기 전에 밤새 정치시켰다. 예비성형체를 0.850인치 배럴에 대하여 300psi의 압력으로 압축하고, 45℃로 예비가열하였다. 예비성형체를 0.850인치 배럴, 0.315인치 맨드릴, 0.098인치 랜드 직경의 다이 및 0.050인치 랜드 직경의 팁을 사용하여 압출하였다. 이러한 조합의 계산된 압하율은 87:1이었다. 배럴 및 다이 온도는 이 실시예에서 45℃로 설정되었다. 습윤된 압출물을 다음과 같이 변형된 실시예 1의 방법을 사용하여 감고 가공하였다. 제1 캡스턴 속도는 2ft/분으로 설정하고, 10ft3/분의 오븐 기류를 갖는 하나의 강제 공기 오븐을 사용하고, 오븐 출구 온도가 375℃이었다. 속도비 2:1, 5:1, 10:1, 14:1, 18:1 및 27:1로 별개의 실시예를 제조하여 물질을 가공하였다. 이 실시예의 공정을 사용하여 생성된 샘플을 너비, 두께, 데니어 및 강도에 대하여 시험하였다. 그 결과를 표 5에 보고하였다. (강도를 측정하기 전에, 샘플을 실시예 1과 관련하여 기술된 바와 같이 2% 천연 밀랍으로 코팅하였다.)
본 발명의 샘플에 대하여 측정된 특성과 비교하기 위하여 죤슨앤죤슨(J&J) 리치(Reach, 등록상표명) 이지 슬라이드(Easy Slide, 등록상표명) 민트(Mint) 치실의 비교용 샘플을 특정 특성에 대하여 시험하였다. 이 비교용 샘플 측정의 결과를 표 6에 보고하였다. 알 수 있듯이, 단 1조의 조건을 제외한 모든 조건하에서 본 발명의 섬유는 비교용 샘플의 밀도보다 상당히 낮은 밀도를 나타내었다.
상기 실시예들로부터의 임의의 샘플을 전술한 시험을 사용하여 내마모성에 대하여 별개로 시험하였다. 본 발명의 샘플을 마모 시험하기 전에 2% 천연 밀랍으로 코팅하였다. 밀랍은 미국 펜실바니아주 스프링 시티 소재의 케조마 인터내쇼널 인코포레이티드로부터 입수가능한 권취 및 왁스처리 기계 모델 CE-1487을 사용하여 샘플에 적용되었다. 밀랍을 97℃로 가열한 후에 샘플에 적용하였다. 죤슨앤죤슨 리치 이지 슬라이드 민트 치실의 비교용 샘플도 또한 내마모성에 대하여 시험하였다. 그 결과를 표 7에 보고하였다.
결과로부터 본 발명의 섬유의 더 높은 데니어-정규화된 파단 강도에 의해 알 수 있듯이 본 발명의 섬유의 샘플은 비교용 샘플보다 큰 내마모성을 가짐을 알 수 있다. 내마모성 시험 후에 재시험하였을 때, 본 발명의 섬유는 또한 훨씬 더 높은 보유 강도를 나타내었다. 이 수치는 표 7에 강도 감쇠로서 보고한다. (원래 섬유샘플은 파단 강도를 결정하기 위한 마모 시험에서 파괴되었기 때문에, 마모 시험에서 실행된 형제 샘플을 이 비교에 사용하였음에 주의한다. 임의의 겉보기 강도 증가는 실험 오차내인 것으로 간주하고 0으로서 보고한다.) 따라서 "강도 감쇠"는 본원에 기술된 마모 시험을 겪은 후의 섬유에 의한 강도 손실율로서 본원에 정의된다. 표 7에서 알 수 있듯이, 본 발명의 섬유는 유리하게는 비교용 샘플에 비하여 낮은 강도 감쇠를 나타낸다. 비교용 치실에 비하여 본 발명의 치실의 상당히 개선된 강도 감쇠는 사용자의 구강내에서의 성능을 모의한다. 사용자가 치아 사이에서 치실을 반복적으로 움직여 치실이 마모될 때, 치실은 가능한 파손되지 않을 정도의 강도를 보유하는 것이 중요하다. 본 발명의 치실은 개선된 강도 감쇠에 의해 나타난 바와 같이 더 큰 강도를 보유할 것이다.
도 8은 100배 배율로 본, 실시예 1(전체 속도비 24:1의 샘플)의 본 발명의 치실의 표면을 나타낸다. 유의적인 표면 조도를 볼 수 있다. 도 8을, 동일한 배율로 본 종래의 PTFE 치실(치실을 크실렌에 10분동안 담근 후 공기 건조시켜 표면 코팅제를 제거한 후의 죤슨앤죤슨의 리치 이지 슬라이드 민트 치실)의 표면을 나타내는 도 9와 비교한다. 도 8의 본 발명의 치실과 도 9의 비교용 치실 사이의 표면 형태에서 두드러진 차이는 놀랍고 예상외다. 본 발명의 표면 형태의 증가된 조도의 예상외의 결과는 본 발명의 치실의 개선된 파악성 뿐만 아니라 다른 유리한 특성을 가져오는 것으로 생각된다. 도 10 및 도 11은 또한 이 점을 표면 형태를 500배 배율에서 동일하게 비교함으로써 설명한다. 도 10에 나타낸 실시예 1의 본 발명의 치실(전체 속도비 24:1의 샘플)의 표면은 도 11의 비교용 샘플(표면 코팅제를전술한 바와 같이 제거한 후의 죤슨앤죤슨 리치 이지 슬라이드 민트 치실)의 표면보다 상당히 더 거친 것으로 보인다.
실시예 1의 본 발명의 치실(전체 속도비 24:1의 샘플) 및 비교용 샘플(죤슨앤죤슨 리치 이지 슬라이드 민트)의 표면 조도를 측정하였다. 두 샘플은 치실을 크실렌에 10분동안 담근 다음 공기 건조시켜 제조하였다. 그 결과를 전술한 조건하에서 장치에 의해 측정된 평균 조도, 제곱 평균의 제곱근 조도 및 고저 비에 대하여 보고하였다.
측정 본 발명의 섬유 죤슨앤죤슨 이지 슬라이드 민트
평균 조도(Ra) 1.306미크론 0.283미크론
제곱 평균의 제곱근 조도(Rq) 1.570미크론 0.348미크론
고저 비(Rt) 6.316미크론 1.706미크론
데이터로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 섬유는 보고된 모든 특징에 의해 나타난 바와 같이 비교용 샘플보다 상당히 큰 조도를 나타낸다.
이론에 의해 한정됨이 없이, 종래의 PTFE 치실에 비하여 본 발명의 PTFE 치실의 저밀도 및 다른 특징은 치실의 개선된 특성에 상당히 기여하는 것으로 생각된다. 본 발명의 이러한 특징은 손에 대한 바람직한 부드러운 압축성 감촉과 함께 향상되게 인식되는 효능으로 구강내에서의 거친 감촉을 가지면서 제조시 재료를 상당히 절약하게 하는 파악성 치실을 제공하게 한다. 본 발명자들은 0.8g/cc보다 큰 밀도를 갖는 기존의 PTFE 치실은 섬유 강도를 상당히 감소시키지 않고는 이미 공지된 제조 방법에 따라 더 낮은 밀도를 갖도록 할 수 없음을 발견하였다. 본 발명은 본원에 언급된 이점을 가질 뿐 아니라 치실로서 사용하기에 적합한 강도를 갖는 저밀도 PTFE 섬유를 제공한다.
추가의 이점으로서, 본 발명자들은 본 발명의 치실이 습윤되어 있을 때 훨씬 크게 인식되는 파악성을 나타냄을 발견하였다. 이는 또한 사용자가 치실을 사용할 때 잡을 수 있는 능력을 향상시킨다.
상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 치실의 특히 유리한 용도는 치실 장치와 함께 사용하기 위한 것이다. 본 발명의 치실의 개선된 표면 조도 및 파악성으로 인하여, 파악성 향상 코팅제 또는 첨가제를 요하지 않는 본 발명의 치실이 보유된 장치가 주조될 수 있다. 본 발명자들은 본 발명의 ePTFE 치실을 가지고 실질적으로 유럽 특허출원 공고공보 EP 922440 A2 호에 기술된 바와 같이 폴리프로필렌으로 만들어진 이러한 치실 장치의 샘플을 제조하였고, 치실은 선호도 시험에서 사용자가 선택한 바에 따른 장치에 적절히 보유되었다.
또한, 본 발명의 방법 및 섬유를 다양한 다른 용도에 사용할 수 있다. 모노필라멘트 치실과 관련하여 본원에 기술하였지만, 본 발명에 따른 다수의 섬유로 다필라멘트 치실을 제조할 수 있다. 본 발명의 섬유는 또한 종래의 치실 섬유와, 예를 들어 꼬임에 의해 혼합되거나 또는 결합제와 함께 결합되어, 복합 치실을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 고 다공성 특징을 사용하여 개선된 바느질실이 제공된다. 바느질실은 바느질 공정동안 그의 가공성을 증진시키기 위하여 전형적으로 왁스, 오일 또는 다른 윤활제로 코팅되거나 함침된다. 종래의 ePTFE 바느질실에 비하여 증가된 다공성에 의해 더 다량의 윤활제를 도입 및 적용하게 한다. 또한, 본 발명의 증가된 거친 표면 형태는 윤활제 및(또는) 다른 코팅제가 필라멘트 표면에 존재할 수 있는 보호된 영역을 제공한다. 이들 영역은 바느질 공정 및 다른 제조 공정 뿐만 아니라 필라멘트 사용 도중 필라멘트의 표면에서 코팅제가 없어지는 경향을 최소하는데 도움이 될 수 있다. 윤활제 또는 다른 코팅제의 지속 또는 함침에 대한 개선은 섬유의 더 많은 하중 및 그의 증가된 표면 조도로 인해 또한 증가되는 것으로 생각된다.
본 발명은 또한 증가된 필라멘트 다공성 및 특히 부싱의 경우 섬유를 에폭시로 함침하는 능력으로 인하여 개선된 베어링 및(또는) 부싱 물질을 제공한다. 필라멘트는 샥(sock) 형태로 직조되고, 직조된 샥 주위에 에폭시가 적용된다. 직조된 샥과 에폭시 사이에 결합이 형성됨이 중요하다. 본 발명은 에폭시의 부착을 허용하는 증가된 표면 조도를 갖는 표면을 제공한다. 또한, 본 발명의 증가된 다공성은 에폭시 또는 다른 유동성 물질이 다공성 필라멘트내로 들어가 부착될 수 있게 한다.
전기 전도성 또는 열전도성 물질로 충전될 때, 본 발명은 증가된 전기저항성 및 내열성 대 밀도 비를 갖는 필라멘트를 제공한다. 게다가, 본 발명은 더 낮은 밀도를 갖는 필라멘트를 제공하는데, 그 범위내에서 후속 압축 또는 팽창 또는 당업계에 공지된 다른 수단에 의해 충전제 함량 및 밀도를 변화시킬 수 있기 때문에, 필라멘트의 전도성 및 그의 저항성은 더 광범위하게 변화될 수 있다.
지금까지 본 발명의 특정 실시양태를 설명하고 기술하였지만, 본 발명은 이러한 설명 및 기술에 한정되지 않아야 한다. 변화 및 변경은 하기 청구의 범위의 범주내에 포함된 본 발명의 일부로서 도입되고 구체화될 수 있음을 알아야 한다.
제1 ER 제2 ER 총 ER 두께(in) 너비(㎜) 중량(g/ft) 데니어(g/9000m) 밀도(g/cc) 파단강도(lb) 강성력(g/데니어) MTS(psi)
10 1.2 12 0.015 2.2 0.107 3159 0.42 10.2 1.47 40323
20 1.2 24 0.007 1.8 0.055 1624 0.56 7.8 2.18 59989
30 1.2 36 0.005 1.1 0.032 945 0.75 5.7 2.74 75346
ER=팽창비(1에 대한 값으로서 보고된 결과, 즉 "10"으로 보고된 값은 "10:1"을 뜻함)MTS=매트릭스 인장 강도
제1 ER 제2 ER 총 ER 두께(in) 너비(㎜) 중량(g/ft) 데니어(g/9000m) 밀도(g/cc) 파단강도(lb) 강성력(g/데니어) MTS(psi)
4 2.5 10 0.018 2.6 0.132 3898 0.36 13.5 1.57 43261
4 5 20 0.009 1.5 0.063 1860 0.60 8.8 2.15 59085
4 7.5 30 0.006 1 0.044 1299 0.95 7.4 2.59 71141
4 10 40 0.005 0.8 0.029 856 0.94 5.7 3.02 83141
4 15 60 0.005 0.5 0.022 650 1.14 4.3 3.01 82677
ER=팽창비(1에 대한 값으로서 보고된 결과, 즉 "10"으로 보고된 값은 "10:1"을 뜻함)MTS=매트릭스 인장 강도
제1 ER 제2 ER 총 ER 두께(in) 너비(㎜) 중량(g/ft) 데니어(g/9000m) 밀도(g/cc) 파단강도(lb) 강성력(g/데니어) MTS(psi)
10 1.2 12 0.017 1.5 0.079 2333 0.40 5.3 1.03 28379
20 1.2 24 0.01 1.3 0.039 1152 0.39 3.85 1.52 41758
30 1.2 36 0.006 1.3 0.028 827 0.46 2.7 1.48 40789
40 1.2 48 0.007 1.5 0.033 974 0.41 3.1 1.44 39736
40 2 80 0.008 0.7 0.037 1093 0.85 3 1.25 34297
40 2.5 100 0.003 0.3 0.01 295 1.44 1.3 2 54990
ER=팽창비(1에 대한 값으로서 보고된 결과, 즉 "10"으로 보고된 값은 "10:1"을 뜻함)MTS=매트릭스 인장 강도
제1 ER 제2 ER 총 ER 두께(in) 너비(㎜) 중량(g/ft) 데니어(g/9000m) 밀도(g/cc) 파단강도(lb) 강성력(g/데니어) MTS(psi)
20 1.2 24 0.01 1.1 0.041 1211 0.48 2.5 0.94 25793
30 1.2 36 0.007 1.1 0.023 679 0.39 2.2 1.47 40461
40 1.2 48 0.0045 1 0.019 561 0.55 1.6 1.29 35621
40 2 80 0.004 0.8 0.014 413 0.57 1.4 1.54 42300
ER=팽창비(1에 대한 값으로서 보고된 결과, 즉 "10"으로 보고된 값은 "10:1"을 뜻함)MTS=매트릭스 인장 강도
ER 두께(in) 너비(㎜) 중량/피트(g/ft) 밀도(g/cc)
0 0.035 3.9 0.828 0.78
2 0.033 3.5 0.378 0.42
5 0.023 3.3 0.185 0.32
10 0.008 3 0.042 0.23
14 0.013 2.9 0.07 0.24
18 0.013 3 0.027 0.1
27 0.009 2.6 0.045 0.25
ER=팽창비(1에 대한 값으로서 보고된 결과, 즉 "10"으로 보고된 값은 "10:1"을 뜻함)
비교용 죤슨앤죤슨 샘플
두께(in) 너비(㎜) 중량(g/ft) 데니어(g/9000m) 밀도(g/cc) 파단강도(lb) 파단신도(%) 강도(g/데니어) MTS(psi)
0.0015 2.7 0.044 1300 1.4 6.61 12.3 2.31 63546
MTS=매트릭스 인장 강도
샘플 소스 데니어(g/9000m) 밀도(g/cc) 파단강도(lbs) 평균 마모파단 강도(lbs) 평균 마모파단 강도/데니어(×1000) 강도 감쇠(%)
실시예 1 945 0.75 5.7 5.98 6.03 0
실시예 2 1299 0.95 7.4 7.16 5.47 3.2
실시예 3 1152 0.39 3.85 3.76 2.95 2.3
실시예 3 827 0.46 2.7 2.72 3.39 0
죤슨앤죤슨 1300 1.4 6.61 4.18 2.77 37

Claims (68)

100 내지 3500데니어이고 밀도가 약 0.7g/cc 미만인 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 섬유를 포함하는 치실.
제1항에 있어서, 밀도가 약 0.6g/cc 미만인 치실.
제1항에 있어서, 밀도가 약 0.5g/cc 미만인 치실.
제1항에 있어서, 밀도가 약 0.4g/cc 미만인 치실.
제1항에 있어서, 밀도가 약 0.3g/cc 미만인 치실.
제1항에 있어서, 밀도가 약 0.2g/cc 미만인 치실.
제1항에 있어서, 밀도가 약 0.6g/cc인 치실.
제1항에 있어서, 섬유가 팽창 PTFE를 포함하는 치실.
삭제
제1항에 있어서, 섬유의 강도가 약 1.5lbs보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도가 약 2.0lbs보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도가 약 2.5lbs보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도가 약 3.0lbs보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도가 약 5.0lbs보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도가 약 7.5lbs보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도가 약 10lbs보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유가 중공형인 치실.
제1항에 있어서, 섬유가 실질적으로 타원형인 단면을 갖는 치실.
제1항에 있어서, 섬유가 실질적으로 원형인 단면을 갖는 치실.
제1항에 있어서, 섬유가 실질적으로 직사각형인 단면을 갖는 치실.
제1항에 있어서, 섬유가 내마모성인 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 평균 마모 파단 강도가 2.8×10-3lbs/데니어보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 평균 마모 파단 강도가 3.0×10-3lbs/데니어보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 평균 마모 파단 강도가 4.0×10-3lbs/데니어보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 평균 마모 파단 강도가 5.0×10-3lbs/데니어보다 큰 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 평균 마모 파단 강도가 약 6.0×10-3lbs/데니어인 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도 감쇠가 35% 미만인 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도 감쇠가 10% 미만인 치실.
제1항에 있어서, 섬유의 강도 감쇠가 5% 미만인 치실.
제1항에 있어서, 다수의 상기 섬유가 있는 치실.
제1항에 있어서, 섬유가 하나 이상의 충전제를 함유하는 치실.
제31항에 있어서, 섬유가 상호연결된 통로 및 경로를 한정하는 팽창 PTFE 매트릭스의 구조를 가지며, 충전제가 상기 통로 및 경로내에 배치된 치실.
제31항에 있어서, 섬유가 중심 보어(bore)를 가지며, 충전제가 중심 보어내에 배치된 치실.
제31항에 있어서, 충전제가 파악성(grip) 향상 물질을 포함하는 치실.
제31항에 있어서, 충전제가 생물활성 성분을 포함하는 치실.
제31항에 있어서, 충전제가 착색제 및 향미제로 이루어진 군에서 선택된 치실.
제1항에 있어서, 섬유상에 하나 이상의 코팅제를 추가로 포함하는 치실.
제1항에 정의된 하나 이상의 섬유 및 하나 이상의 다른 섬유를 포함하고, 이때 하나의 섬유와 하나 이상의 다른 섬유가 서로 꼬이거나 또는 결합제에 의해 서로 결합된 치실.
(a) PTFE 수지를 제공하는 단계, (b) 이 수지를 압출하여 압출물을 형성하는 단계, 및 (c) 이 압출물을 치실로서 사용하기에 적합한 섬유로 팽창시키는 단계를 포함하며, 압출물을 팽창시키는 단계가 압출물의 동시 비접촉 가열을 포함하는 치실의 제조 방법.
제39항에 있어서, 수지를 압출하는 단계가 150:1보다 큰 압하율을 사용함을 포함하는 방법.
제39항에 있어서, 수지를 압출하는 단계가 200:1보다 큰 압하율을 사용함을 포함하는 방법.
제39항에 있어서, 수지를 압출하는 단계가 250:1보다 큰 압하율을 사용함을 포함하는 방법.
제39항에 있어서, 수지를 압출하는 단계가 300:1보다 큰 압하율을 사용함을 포함하는 방법.
제39항에 있어서, 수지를 압출하는 단계가 500:1보다 큰 압하율을 사용함을 포함하는 방법.
삭제
제1항에 있어서, 치실 장치에 사용되는 치실.
제1항에 정의된 치실을 포함하는 치실 장치.
100 내지 3500데니어이고 밀도가 약 0.7g/cc 미만이고 강도가 약 1.5lbs보다 큰 팽창 PTFE를 포함하는 바느질실.
100 내지 3500데니어이고 밀도가 약 0.7g/cc 미만이고 강도가 약 1.5lbs보다 큰 팽창 PTFE를 포함하는 베어링(bearing).
100 내지 3500데니어이고 밀도가 약 0.7g/cc 미만이고 강도가 약 1.5lbs보다 큰 팽창 PTFE를 포함하는 부싱(bushing).
100 내지 3500데니어이고 밀도가 약 0.7g/cc 미만이고 강도가 약 1.5lbs보다 큰 팽창 PTFE를 포함하는 직조 섬유.
평균 조도가 0.3미크론보다 크고, 제곱 평균의 제곱근 조도가 0.35미크론보다 크고, 고저간(peak to valley) 거리가 1.7미크론보다 큰 표면 특성을 갖는 팽창 PTFE 섬유를 포함하는 치실.
제52항에 있어서, 평균 조도가 약 1.306미크론인 치실.
제52항에 있어서, 제곱 평균의 제곱근 조도가 약 1.570미크론인 치실.
제52항에 있어서, 고저간 거리가 약 6.316미크론인 치실.
제1항에 있어서, 평균 조도가 약 1.306미크론이고, 제곱 평균의 제곱근 조도가 약 1.570미크론이고, 고저간 거리가 약 6.316미크론인 표면을 갖는 치실.
100 내지 3500데니어이고, 밀도가 약 0.7g/cc 미만이고, 강도가 약 1.5lbs보다 큰 팽창 PTFE를 포함하는 치실.
마디 및 피브릴의 구조를 갖는 표면적을 가지며, 표면적의 주사 전자 현미경에서 나타난 바와 같이 마디가 표면적의 약 3% 내지 약 20%를 차지하고, 피브릴의 평균 길이가 100미크론 미만인 PTFE를 포함하는 필라멘트.
제58항에 있어서, 주사 전자 현미경의 배율이 100배인 필라멘트.
제58항에 있어서, 주사 전자 현미경의 배율이 500배인 필라멘트.
제58항에 있어서, 치실인 필라멘트.
삭제
제31항에 있어서, 하나 이상의 충전제가 생물활성 성분, 의약, 항미생물제, 항생물질, 항세균제, 항진균제, 치약, 재석화제, 미백제, 면역 제제, 치석 방지제, 충치 방지제, 플라그 억제제, 리소자임, 항염증제, 지혈제, 진통제, 파악성 향상 물질, 착색제, 향미제, 응혈 다단계를 개시하는 혈액 인자, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 치실.
제31항에 있어서, 하나 이상의 충전제가 아미노카프로산, 트라넥삼산, 아드레날린, 백반, 노르아드레날린, 철 염 및 칼슘 알기네이트, 나트륨 모노플루오로포스페이트, 플루오르화 주석, 클로르헥시딘, 헥사클로로펜, 세틸 피리디늄 클로라이드, 벤즈에토늄 클로라이드, 우레아제, 탄산 칼슘, 탄산 마그네슘, 오르토인산, 인산 일나트륨, 인산 일칼륨, 인산 이나트륨, 인산 이칼륨, 인산 헤미나트륨, 벤조토늄, 염화물, 아세틸 트리메틸 암모늄 브로마이드, 생귀나리아, 트리클로산, 테트라사이클린, 세틸 피리디늄 클로라이드, 벤조토늄 클로라이드, 디메티콘의 용융 유화액, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 치실.
제31항에 있어서, 하나 이상의 충전제가 의약, 항미생물제, 항생물질, 치약, 미백제, 치석 방지제, 충치 방지제, 플라그 억제제, 착색제, 향미제, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 치실.
제31항에 있어서, 하나 이상의 충전제가 플루오르화 나트륨, 실리카 및 나트륨 피로포스페이트인 치실.
제66항에 있어서, 향미제를 추가로 포함하는 치실.
제66항에 있어서, 착색제를 추가로 포함하는 치실.
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