KR100617908B1 - 치과 인상용 특수 접착제의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 치과 인상용 특수 접착제의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 제조방법은 a) 유기용매 40 ~ 80 중량%와 오가노폴리실록산 고무 4 내지 20 중량%, 지방족 불포화 오가노폴리실록산 수지 50 내지 90 중량%, 감압점착 오가노폴리실록산 5 내지 20 중량% 및 오가노폴리실록산 가교제 0.1 내지 2 중량%로 구성되는 실록산 혼합물 60 ~ 20 중량%를 함유하는 혼합용액을 제조하는 단계; b) 상기 혼합용액에 상기 실록산 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%의 히드로실레이션 촉매를 첨가하고, 60 내지 120℃에서 2 내지 8시간 반응시키는 단계; 를 가진다. 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 치과용 인상재의 접착제는 접착강도가 우수하며 접착제 코팅 후 많은 시간이 흐른 후 인상재를 올려도 접착력이 저하되지 않으므로 사용이 자유롭고 오랫동안 접착력을 유지할 수 있으며 기존의 접착제보다 제조방법의 번거로움, 경제적 손실 등을 줄일 수 있는 장점이 있다.

치과, 인상용, 접착제, 실리콘, 촉매, 백금

Description

치과 인상용 특수 접착제의 제조방법{Process for preparing impressions using these adhesives}

도 1은 본 발명에 따른 제조방법에 의하여 제조된 접착제와 종래의 접착제(GC 사, 일본)와의 접착강도 비교(A: 실시예 1, B: 비교예 2)한 그래프이다.

본 발명은 치과임상에서 치아나 구강조직의 인상채득을 위하여 사용하는 폴리실록산(polysiloxane), 폴리설파이드(polysulfide), 폴리에테르(polyether) 등과 같은 고무류 인상재를 플라스틱이나 금속 등의 재료로 만들어진 인상 트레이에 부착하는 특수 접착제에 관한 것이다.

인상재를 인상 트레이에 부착시키지 않으면 인상에 변형이 생기어 치수가 정확한 인공치아를 만들 수 없는 문제점이 발생한다. 그러므로 정확한 인상채득을 위하여는 인상재를 인상 트레이에 고정 부착하기 위한 무독성 무자극성의 접착제가 필요하다. 일반적으로 인상재는 실온경화형 오가노폴리실록산(organopolysiloxane) 탄성중합체가 널리 사용되는데, 이것은 수소기 함유 오가노폴리실록산, 불포화오가노폴리실록산, 백금촉매 등을 함유하며 두 부위로 나뉘어 있다가 사용 전 혼합하여 분사되는 것이 보통이다. 인상용 트레이는 보통 플라스틱이나 금속으로 만들어졌으며 적용하고자 하는 구강모양(대개 U자형)에 맞게 제작한 후 그 위에 인상재를 분사하여 올린 다음 인상재가 굳기 전에 인상재가 든 트레이를 입 안에 넣고 물어서 치료하고자 하는 부위에 인상 작업을 하는 것이다. 시간이 지나 인상재가 굳으면 구강으로부터 트레이를 떼어내는데, 이때 트레이와 인상재의 접착력이 치아의 표피조직과 인상재와의 접착력보다 약하면 인상재가 트레이로부터 벗어나 정확한 인상 작업을 할 수 없게 된다.

일반적으로 인상재는 인상용 트레이와의 접착력이 매우 약하므로 둘 사이의 접착력을 향상시키기 위한 접착제가 필요하게 된다. 그러나 인상용 트레이 표면과 인상재 표면 모두에 충분한 접착력을 갖는 접착제를 제조하는 것은 매우 어렵다.

미합중국 특허 제 6,251,966호는 치과용 인상 작업에 적용시키기 위하여 치과용 접착제 조성물을 기술하고 있으나, 이들 접착제 조성물의 접착 강도가 만족스럽지 못하며, 특히 이들 조성물은 인상 트레이 위에 코팅 후 4 시간이상 경과하면 인상재와의 접착력이 저하되는 문제가 있다. 이들 조성물은 접착제 제조과정에 여과 공정을 거쳐야 하는 등 제조단계에서의 번거로움이 있으며, 이는 이들 조성물 제품의 제조비를 높이는 결과를 초래한다.

본 발명의 목적은 종래의 치과 인상용 접착제 보다 인상재와 인상 트레이 사이의 접착 강도를 향상시키고 그 접착력을 오랜 동안 지속시키기 위한 치과용 실리콘 접착제를 제공하는 것이. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은 치과 임상에 사용함에 있어서 용이하고 신속히 경화되고, 그 제조과정에 있어서는 공정을 줄이는 등 보다 단순화함으로써 기존 제품보다 경제성을 향상시키는 치과인상용 접착제의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 치과 인상용 특수 접착제의 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 제조방법은 a) 유기용매 40 ~ 80 중량%와 오가노폴리실록산 고무 4 내지 20 중량%, 지방족 불포화 오가노폴리실록산 수지 50 내지 90 중량%, 감압점착 오가노폴리실록산 5 내지 20 중량% 및 오가노폴리실록산 가교제 0.1 내지 2 중량%로 구성되는 실록산 혼합물 60 ~ 20 중량%를 함유하는 혼합용액을 제조하는 단계; b) 상기 혼합용액에 상기 실록산 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%의 히드로실레이션 촉매를 첨가하고, 60 내지 120℃에서 2 내지 8시간 반응시키는 단계; 를 갖는 치과인산용 특수접착제의 제조방법 및 그로부터 얻어지는 접착제에 관한 것이다.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

접착제 구성물 중 하나인 오가노폴리실록산 고무는 분자량이 큰 물질로써 불포화 오가노폴리실록산 고무로서, 상기 불포화기는 비닐기인 것이 바람직하며, 특 히 하기의 화학식 1 화합물이 더욱 바람직하다.

상기 화학식 1에서 R₁ 내지 R₇은 C₁~C₄알킬기, 알콕시기, 하이드록시기 또는 비닐기로서, 상기 식에서 비닐기를 반드시 포함하며, 특히, R₁ 내지 R₃ 중에 비닐기를 함유하는 것이 반응성에서 더욱 바람직하며, 예를 들면, 메틸비닐 오가노폴리실록산으로 137 mils의 가소성을 가지며 비중이 1.23, 장력이 1.6 Mpa, 절단강도가 27 kN/m의 물성을 가진 것을 사용한다.

또한 상기 R₁ 내지 R₃ 로부터 선택되는 하나가 알콕시 또는 하이드록시기로 치환되는 것도 본 발명의 범위에 포함된다.

본 발명에서 함량은 치과용 접착제에 들어있는 실록산 혼합물에 대하여 4 내지 20 중량%가 바람직하며, 접착강도의 특성상에서 가장 바람직한 양은 10 내지 12 중량%이다. 상기 불포화 오가노폴리실록산 고무의 첨가량은 오가노폴리실록산 고무 제품의 종류 및 제조사에 따라 약간씩 달라질 수 있으며 함께 첨가되는 감압점착제의 양에 비례하여 첨가하는 것이 바람직하다.

접착제 구성물중 하나인 감압점착 오가노폴리실록산은 통상 감압점착제(PSA)로도 불리는 것으로 용매가 마르면 끈적거리는 성질을 나타내며 하기 화학식 2에 도시된 바와 같이 말단에 OH기를 갖는 실란올 말단 오가노실록산 오일(silanol-terminated organosiloxane fluid)과 메틸 및 실란올 치환체 등을 함유한 실리콘 레진을 지방족 유기용매와 함께 혼합하여 열을 가함으로써 얻어지는 것이다. 아래 그림에서 R은 알킬기로서, 메틸기인 것이 좋다.

상기 감압점착 오가노폴리실록산의 성질은 레진/오일(고무) 비가 증가하면 점도가 낮아지며 벗겨짐 억제력과 전단력이 증가하는 반면 끈적거림은 낮아지는 경향이 있으며, 본 발명에 따른 제조방법에 사용된 감압점착 오가노폴리실록산은 고형분 함량이 40 ~ 70 중량%, 좋게는 50 ~ 60 중량%의 용액상을 사용한다. 본 발명의 상기 구조를 갖는 PSA는 비중이 0.95 ~ 1.05이고, 점도가 10000 ~ 70000 cps이고 점착력이 600 ~ 2000g/㎠의 것이 본 발명의 목적에 부합된다.

본 발명의 접착제 제조 시 사용되는 감압점착 오가노폴리실록산의 양은 이의 종류 및 제조사에 따라 차이가 있으나 전체 실록산 혼합물에 대하여 5 내지 20 중량%가 바람직하며, 13 내지 14%일 때 접착강도의 특성이 가장 좋다. 비슷한 성분일 경우 고체 함량이 높은 감압점착제일수록 접착제 제조 시 첨가되는 양은 감소되며, 또한 함께 첨가되는 실리콘 고무의 양에 비례한다.

본 발명의 또 다른 구성성분인 지방족 불포화 작용기 오가노폴리실록산 수지(MQ 수지)는 하기 화학식 3에 도시된 통상 많은 양의 M 단위체와 Q 단위체뿐만 아니라 소량의 D와 T 단위체도 함유하며 높은 분자량을 갖는 고체로써 실온에서 유기용매에 잘 녹는 특성을 갖는 수지이다. MQ 수지는 톨루엔이나 크실렌과 같은 유기용매 안에서 디 또는 폴리 실록산과 오가노실리케이트와의 반응으로 생성되며 디 또는 폴리 실록산의 말단기가 비닐 라디칼인 것이 가장 바람직하며, 상기 비닐화 MQ 수지는 0.5 내지 3 중량%의 불포화 작용기가 들어 있는 것을 사용하는 것이 우수한 접착강도를 갖는 접착제를 제조할 수 있다. 본 발명에서는 바커 실리콘사(Wacker Silicones Corp.)의 MQ 804 제품을 사용하였으며, 전체 실록산 혼합물에 대하여 MQ 수지의 양은 50 내지 90 중량%가 바람직하며, 특히 71 내지 76 중량%가 접착강도 특성이 가장 바람직하다.

본 발명의 또 다른 구성성분인 오가노폴리실록산 가교제는 규소와 결합된 수소원자를 가지는 것으로, 오가노하이드로실록산이며, 비닐기를 포함하는 실리콘을 경화시키는 작용을 한다. 상기 성분의 Si-H 함량이 3 내지 5 mmol/g의 범위를 갖는 오가노하이드로실록산이 좋으며, 바람직하기로는 4.2-4.3 mmol/g을 사용하는 것이 접착강도를 얻을 수 있다. 본 발명에서의 가교제 첨가량은 전체 실록산 혼합물에 대하여 0.1 내지 2 중량%이고 0.5 내지 1 중량%일 때 가장 좋은 효과를 나타내었다. 1% 이상부터는 첨가량을 늘려도 접착력에 별 차이를 나타내지 않았다.

본 발명에 사용되는 하이드로실레이션(hydrosilylation) 촉매는, 백금촉매로써 촉매 전체성분에 대하여 백금 함유량이 1 ~ 3 중량%인 제품을 사용하였다. 본 발명에서 접착제 제조 시에 첨가되는 촉매의 양은 전체 혼합용액에 대하여 0.01 중량 0.5%에 해당되며 가장 바람직한 촉매 양은 0.05 내지 0.2%이다.

본 발명에 따른 인상용 접착제의 제조방법에서 첨가되는 상기 구성 성분들을 용해시키는 유기용매는 톨루엔이나 자일렌, n-헥산, 아세톤 등을 사용할 수 잇으며, 용매의 끓는점이 너무 높거나 휘발성이 낮으면 접착제의 경화시간이 늦어지고 끓는점이 너무 낮거나 휘발성이 높은 용매는 온도 상승의 한계 때문에 반응을 느리 게 하고 수득율의 손실도 초래한다. 따라서 용매 선택은 접착제의 경화시간 및 반응에 참여하는 구성 성분들과의 용해도 등을 고려하여 몇 개의 용매를 혼합한 혼합 용매를 사용하는 것이 효과적일 수 있으며, 노말헥산/톨루엔 5:5 혼합용매가 가장 바람직하다. 접착제에 함유된 유기 용매의 양은 접착제에 함유된 오가노폴리실록산의 총 중량대비 40 내지 80 중량%가 바람직하며 그 중에서도 55 내지 65% 중량일 때 가장 바람직하다.

상기 함유량은 본 발명의 구성물 중의 하나인 감압점착 오가노폴리실록산 등에 본래 함유되어있는 용매는 포함하지 않으며 만일 이러한 구성물들의 상업적 용매 함유량을 포함하여 접착제에 함유된 유기용매의 양를 조절하고, 유기용매의 양이 지나치게 많으면 경화시간이 지연되고, 접착제의 점도가 감소하여 사용에 어려움이 있으며, 용매의 양이 적으면 점도가 지나치게 증가하고 경화시간이 짧아 인상작업이 불편한 문제가 있다.

앞서 상세히 언급한 본 발명에 따른 인상용 접착제 제조 방법을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

다음의 실시예는 본 발명을 보다 명확히 하기 위함 것으로서, 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용되어서는 안 된다.

[실시예 1]

비닐기를 함유하는 오가노폴리실록산 고무(다우코닝사 GP-70; 가소성: 137 mils, 비중: 1.23, 장력: 7.1 Mpa, 전단강도: 27 kN/m) 0.9 g을 노말 헥산/톨루엔 5:5 혼합액 12 g에 용해한다. 고무가 충분히 용해된 후 지방족 불포화 오가노폴리실록산 MQ 수지(MQ 804)를 6 g, 오가노폴리실록산 감압접착제(GE실리콘사 PSA-518; 실리콘고체 함량: 56%, 비중: 0.98, 점도: 17,000 cps, 점착성: 1420 g/㎠, 용매: 톨루엔)를 2 g 첨가한 후에 완전히 용해될 때 까지 5 내지 10분간 교반을 시킨다. 여기에 오가노폴리실록산 가교제로 한스케미칼사 실로프렌 U-430(Si-H 함량: 4.2 mmol/g, 점도: 40 cps, 밀도: 0.97 g/㎤)를 50 mg 첨가한 후 다시 5분가량을 교반하고 나서 백금 촉매(Umicore Precious Metals Japan 사 PT-VTSC-2.OPS; 백금 함유량: 2 무게%)를 25 mg 투여한 후에 이 혼합액을 80 ℃에서 약 3 시간 동안 반응 시킨다. 접착제 제조 과정 및 보관에 있어서 접착제는 되도록 수분이나 외부의 공기에 노출되지 않는 것이 좋다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 오가노폴리실록산 고무 (다우코닝사 GP-700) 0.8 g 및 감압접착제(GE실리콘사 PSA-6574; 실리콘고체 함량: 55%, 비중: 0.99, 점도: 65,000 cps, 점착성: 910 g/㎠, 용매: 크실렌)를 2.0 g을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교예 1]

촉매를 첨가하지 않은 것을 제외하고 실시예 1의 제조과정과 동일하게 제조하였다.

[비교예 2]

미합중국 특허 제 6,251,966 B1호에 개시된 치과용 인상 작업에 적용시키기 위한 접착제를 상기 명세서에서 기술한 최상의 배합비와 방법대로 제조하였다. Elastosil R401/70 오가노폴리실록산 고무 0.5 g을 질소가스를 채운 용기 내에서 Isoparaffinic hydrocarbons인 6.43 g의 Isopar E(Wacker Silicon 사 제품)에 녹인 후, MQ 804 3.52 g과 PSA45525VP 2.16 g, 가교제인 525 0.25 g을 첨가하고, 상기의 혼합물을 4시간 동안 빠른 속도로 혼합하고, 생성물을 150 mesh 백필터로 여과하였다.

[표 1]접착제의 구성 성분비 예

* 성분 (a)-(d) 각각의 함량은 접착제 내의 오가노폴리실록산(a-d)의 총 무게에 대한 각각의 조성물의 상대적인 무게의 비율

* 촉매 (e) 및 유기용매 (f)의 함량은 접착제 전체 조성물 무게(a-f)에서 (e) 및 (f) 가 차지하는 무게의 비율

[실시예 3]

실시예 1과 실시예 2에 의해 제조된 인상용 접착제와 비교예1, 비교예 2에 의해서 제조 인상용 접착제를 각각 인상트레이 위에 바르고 실온에서 접착제의 유기용매가 모두 휘발되면 그 위에 인상재를 도포한 다음 40℃에서 3분간 기다렸다 접착력을 시험해 본 결과를 표 2에 나타내었다. 표 2에서 알 수 있는 바와 같이 실시예 1과 실시예 2에 의해 제조된 인상용 접착제의 접착력이 비교에 1과 비교예 2에서 제조된 인상용 접착제 보다 접착력이 월등히 우수하였다. 특히 촉매 이외의 구성성분이 동일한 경우인 실시예 1과 비교예 1의 접착력을 비교해보면 촉매의 존재 유무에 따라 접착력에 차이가 큰 것을 알 수 있으며, 또한 기존의 접착제에 해당하는 비교예 2 보다 실시예 1과 실시예 2에 의해 제조된 접착제의 접착력이 우수함을 알 수 있다.

기존의 제품에 해당하는 비교예 2는 접착제를 인상 트레이 위에 바른 후 4 시간이 지나면 접착강도가 약해지는 반면 실시예 1과 실시예 2로부터 제조된 접착제는 접착제 코팅 후 24시간 이상이 지나 인상재를 도포하여도 접착력이 떨어지지 않았다.

[표 2]접착강도 실험 결과

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 치과 인상용 접착제의 제조방법에 의하여 제조된 인상용 접착제는 접착강도가 우수하며 접착제 코팅 후 오랜 시간 지나도 인상 작업에 이용하는데 문제가 없을 만큼 접착력이 그대로 유지되기 때문에 치과 인상작업 현장에서 시간에 구애받음 없이 폭넓게 사용될 수 있는 장점이 있고, 기존의 접착제보다 제조방법의 번거로움, 경제적 손실 등이 감소되는 장점이 있다.

Claims (5)

1. a) 유기용매 40 ~ 80 중량%와 오가노폴리실록산 고무 4 내지 20 중량%, 지방족 불포화 오가노폴리실록산 수지 50 내지 90 중량%, 감압점착 오가노폴리실록산 5 내지 20 중량% 및 오가노폴리실록산 가교제 0.1 내지 2 중량%로 구성되는 실록산 혼합물 60 ~ 20 중량%를 함유하는 혼합용액을 제조하는 단계;

   b) 상기 혼합용액에 상기 실록산 혼합물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 0.5 중량%의 히드로실레이션 촉매를 첨가하고, 60 내지 120℃에서 2 내지 8시간 반응시키는 단계;

   를 가지는 치과 인상용 오가노폴리실록산 접착제의 제조 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   하이드로실레이션 촉매는 백금촉매인 것을 특징으로 하는 치과 인상용 오가노폴리실록산 접착제의 제조 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 유기용매는 톨루엔, 자일렌, n-헥산 및 아세톤, 또는 그 혼합용매로터 선택되는 것을 특징으로 하는 치과 인상용 오가노폴리실록산 접착제의 제조 방법.
4. 제 2항에 있어서,

   오가노폴리실록산 고무는 메틸비닐 오가노폴리실록산이고, 감압점착 오가노폴리실록산은 OH기를 갖는 실란올 말단 오가노실록산 오일(silanol-terminated organosiloxane fluid)이 메틸기로 치환된 것이고, 지방족 불포화 오가노폴리실록산 수지는 디 또는 폴리 실록산의 말단기가 비닐 라디칼인 것을 특징으로 하는 치과 인상용 오가노폴리실록산 접착제의 제조 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항에서 선택되는 어느 한 항에 의해 제조되는 치과인상용 오가노폴리실록산 접착제.

Images