KR100934958B1 - 내충격성이 우수한 의치상용 레진 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 의치상용 레진 조성물은, 관능성 단량체 및 가교제를 포함하는 액상 성분과, PMMA, 개시제, 및 내충격성을 보강하기 위한 코어-쉘 입자를 포함하는 고상 성분을 포함하는 의치상용 레진 조성물로서, 상기 코어-쉘 입자는 우레탄계 수지의 코어 및 PMMA와 친화성이 높은 물질의 쉘로 이루어져 있고, 상기 조성물의 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 함량으로 혼입되어 있는 것을 특징으로 하는 바, 의치상에 적합하도록 투명성이 저하되지 않으면서도 내충격성이 매우 우수하다는 장점이 있다.

Description

내충격성이 우수한 의치상용 레진 조성물 {Resin Composition for Denture Base with Excellent Impact Resistance}

본 발명은 내충격성이 우수한 의치상용 레진 조성물로서, 더욱 상세하게는, 관능성 단량체 및 가교제를 포함하는 액상 성분과, PMMA, 개시제, 및 내충격성을 보강하기 위한 코어-쉘 입자를 포함하는 고상 성분을 포함하는 의치상용 레진 조성물로서, 상기 코어-쉘 입자는 우레탄계 수지의 코어 및 PMMA와 친화성이 높은 물질의 쉘로 이루어져 있고, 상기 조성물의 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 함량으로 혼입되어 있는 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물에 관한 것이다.

폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지는 가시광선의 약 95% 정도를 투과시킴으로써 투명성이 우수할 뿐 아니라, 표면 외관성 및 유리전이온도가 비교적 높아서 기계적 물성이 우수하기 때문에 유리 대용의 성형재료로 응용되고 있으며, 정상 구강환경에서 안정적이고, 물성도 구강 내 적용이 적합하여 1940년대 이후 대부분의 의치상은 PMMA 수지로 제작하고 있다.

그러나, 의치상용 복합재료로 사용하기 위해서는 내충격성 및 투명도를 모두 만족시킬 수 있어야 함에도 불구하고, PMMA 수지는 충격강도가 약하여 낙하충격 같은 외력에 의해 쉽게 파단되는 단점이 있다. 또한, 낮은 표면강도와 취약성으로 인하여 표면의 마모나 긁힘이 발생하기 쉽기 때문에 투명성이 저하되는 결점이 있다.

이에, PMMA의 내충격성을 보강하기 위한 여러 가지 연구 및 논의들이 진행되어 왔다.

예를 들어, 물성이 변하기 시작하는 온도인 유리전이온도가 낮은 고분자와 PMMA를 혼합 또는 공중합시키거나, 고무상이 강해서 충격에 잘 견디는 고분자를 PMMA에 물리적으로 분산시키는 블렌드법 등이 논의되고 있다.

그러나, 공중합체에 의해 PMMA의 물성을 강화시키는 경우에는 유리전이온도가 낮은 고분자의 단량체에 의해 특성이 좌우되는 경우가 많으므로, 표면 강도 및 내충격성 등 기계적 물성의 향상을 크게 기대할 수 없다. 또한, 블렌드법은 고무상이 강한 고분자와 PMMA 사이에 상분리가 일어나서 투명도가 저하되는 문제점이 있다.

PMMA 수지의 충격 강도를 높이기 위한 또 다른 시도로서, 금속 물질 또는 섬유보강재를 첨가하는 기술에 대한 연구들이 논의되어 왔으며, 예를 들어, 미국 등록특허 제6,103,779호는 PMMA에 섬유보강재를 도입함으로써, 의치상의 충격강도를 향상시키고자 하는 기술을 개시하고 있다. 그러나, 상기 기술은 PMMA 수지의 투명성을 저하시키거나, 기재로 사용된 고분자 화합물과의 호환성이 떨어져 상분리가 되는 문제들이 발생한다는 것이 밝혀졌다.

따라서, 투명도에 영향을 미치지 않으면서도 내충격성 및 기재로 사용된 PMMA와의 호환성이 우수한 의치상용 재료에 대한 기술 개발이 절실한 실정이다.

따라서, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

구체적으로, 본 발명의 목적은 PMMA 기반의 의치상용 레진 조성물에 있어서, 특정한 코어-쉘 입자가 소정량으로 혼입되어 있어서 투명성이 저하되지 않으면서도, PMMA와의 호환성이 뛰어나며, 내충격성이 우수한 의치상용 레진 조성물을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 의치상용 레진 조성물은, 관능성 단량체 및 가교제를 포함하는 액상 성분과, PMMA, 개시제, 및 내충격성을 보강하기 위한 코어-쉘 입자를 포함하는 고상 성분을 포함하는 의치상용 레진 조성물로서, 상기 코어-쉘 입자는 우레탄계 수지의 코어 및 PMMA와 친화성이 높은 물질의 쉘로 이루어져 있고, 조성물의 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 함량으로 혼입되어 있는 것으로 구성되어 있다.

즉, 본 발명에 따른 의치상용 레진 조성물은 소정의 코어-쉘 입자를 포함하는 바, 코어 물질인 우레탄계 수지에 의해 PMMA 기재의 내충격성을 향상시킬 수 있는 한편, PMMA와 친화력이 우수한 물질로 이루어진 쉘에 의해 PMMA 기재와의 상분리가 발생하지 않고 균일하게 분산될 수 있다. 이 때, 상기 코어-쉘 입자는 소정의 함량으로 첨가됨으로써 의치상 재료로서 적합한 성형성을 가질 수 있고, PMMA 기재의 투명도 저하를 방지할 수 있다.

상기 의치상용 레진 조성물을 중합하면 PMMA 기재가 만들어지고, 코어-쉘 입자는 그러한 PMMA 기재 상에 고르게 분산된 상태로 분포하게 된다. 상기 PMMA 기재는 고상 성분들 사이에서 액상 성분의 관능성 메타크릴레이트계 단량체가 중합되어 PMMA를 형성하면서 네트워크 구조를 형성한다.

본 발명과는 무관하지만, 종래 산업재 분야에서 PMMA 수지에 코어-쉘 입자들을 첨가하는 복합소재의 예들이 일부 존재한다. 그러나, 이러한 산업재용 PMMA 복합소재는, 용융압출 과정에서 코어-쉘 입자를 혼합하므로 쉘을 구성하는 물질이 PMMA 수지와 함께 용융되어 코어 물질 자체가 PMMA 수지에 용융 분산된 상태를 갖는다. 따라서, 본 발명의 조성물을 중합하였을 때, 코어-쉘 입자 자체가 독립된 입자 형태로 PMMA 기재에 혼입되어 있는 몰포로지와는 확연히 구별된다.

상기 코어-쉘 입자는 앞서 정의된 바와 같이, 고상 성분의 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 함량으로 포함되어 있다. 본 발명자들이 수행한 실험에 따르면, 상기 코어-쉘 입자의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우, 입자들 사이의 거리가 매우 짧아져 점도가 상승함으로써 성형성이 저하될 뿐만 아니라, PMMA 기재의 투명도를 저하시켜 의치상용 재료로서 사용하기에 적합하지 않은 것으로 확인되었다. 반면에, 상기 코어-쉘 입자의 함량이 지나치게 적은 경우에는 소망하는 내충격성 향상의 효과를 발휘할 수 없으므로, 상기 코어-쉘 입자는 고상 성분의 중량을 기준으로 0.1 ~ 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 상기 코어-쉘 입자의 코어 물질은 우수한 내충격성을 발휘할 수 있도록 우레탄계 수지로 이루어져 있고, 상기 우레탄계 수지는 바람직하게는 우레탄아크릴레이트일 수 있다.

코어 물질로서, 부틸아크릴레이트, 부타디엔, 아크릴로니트릴 등의 탄성체가 고려될 수도 있지만, 본 출원의 발명자들이 수행한 실험에 따르면, 상기 물질들의 경우 코어 입자 합성시 입자의 크기를 조절하기가 어려워 소망하는 내충격성을 발휘할 수 없을 뿐만 아니라, PMMA 쉘과의 굴절률 차이(>0.02)에 의해 투명성을 저하하는 문제가 있음을 확인하였다 (굴절률: PMMA: 1.4893, PBA(Poly Butyl Acrylate): 1.466, PUA(Poly Urethane Acrylate): 1.4914). 다만, 상기 물질들을 우레탄아크릴레이트와 공중합하여 사용하는 것은 가능하다.

더욱이, 일반적으로 PMMA와 같은 깨지기 쉬운 고분자는 분산된 탄성 입자 사이에 형성되는 shear yield에 의하여 강화되고, 보다 작은 입자를 첨가할수록 shear band를 효과적으로 유도할 수 있다고 알려져 있다.

따라서, 폴리옥시에틸렌 그룹이 있는 고분자인 우레탄아크릴레이트를 사용하여 코어 입자를 합성하는 경우, 폴리옥시에틸렌 그룹에 의해 코어 합성시 코어의 크기 제어가 가능하고, 결과적으로 코어-쉘 입자의 크기의 제어가 가능하다.

본 발명에서, 상기 우레탄아크릴레이트는 일측 말단에 PEG가 위치하고 있고, 상기 PEG 올리고머(oligomer)가 유화될 때에 폴리옥시에틸렌 그룹이 폴리머릭 계면활성제(surfactant)의 역할을 하기 때문에, PEG의 도입량을 증가시키면 코어의 사이즈가 규칙적으로 감소하는 경향을 보인다. 이러한 방법으로 코어-쉘의 코어 크기를 10 ~ 200 nm 정도로 조절할 수 있으며, 바람직하게는 10 ~ 100 nm로 조절할 수 있다.

한편, 상기 쉘 물질은 코어-쉘 입자가 기재를 이루는 성분인 PMMA와 친화성이 높은 물질이다. 여기서 친화성이 높다는 것은 PMMA와 물리화학적 특성이 유사하여, PMMA와 혼합시 잘 섞임으로써 상분리가 발생하지 않는 것을 의미한다. 이러한 쉘 물질은 바람직하게는 메타크릴레이트계 수지일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 PMMA일 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 코어 물질 및/또는 쉘 물질은 가교되어 있을 수 있다. 가교에 의해 망상 구조체가 형성됨으로써 코어 쉘 입자의 강도가 더욱 상승하게 되므로, 상대적으로 소량 첨가하는 경우에도 우수한 내충격성을 발휘할 수 있다.

또한, 상기 코어 물질의 분자량이 너무 작으면, 충격 흡수 정도가 작아 소망하는 정도의 내충격성 향상 효과를 발휘할 수 없고, 쉘 물질의 분자량이 너무 작으면 코어 물질과의 결합력이 낮아 불안정해지는 문제점이 있다. 반대로, 분자량이 너무 크면 각 물질을 구성하는 분자의 크기가 커지는 바, 입자들 사이의 거리가 지나치게 가까워져 PMMA 기재의 탄성이 저하되고, 이에 따라 소망하는 정도의 내충격 성을 부여할 수 없게 되는 문제점이 있다. 따라서, 바람직하게는 상기 코어 물질의 분자량은 100,000 내지 1,000,000 이고, 상기 쉘 물질의 분자량은 100,000 내지 1,000,000일 수 있다.

또한, 상기 코어-쉘 입자의 크기가 너무 작으면 응집력에 의해 PMMA 기재 내에 균일하게 분포할 수 없으므로 균질한 특성의 내충격성을 발휘하기 어렵고, 반대로 크기가 너무 크면 PMMA 기재의 투명도가 저하되므로 바람직하지 않다. 이를 고려하여, 상기 코어-쉘 입자는 바람직하게는 20 내지 400 nm, 더욱 바람직하게는 20 ~ 250 nm의 크기를 갖는 것일 수 있다.

상기 코어-쉘을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 유화중합에 의해서 합성될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 연속적인 유화 중합에 의해 제조될 수 있다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 코어-쉘은 유화중합 방식으로 코어 물질의 시드를 합성하는 단계(1)과, 상기 단계(1)에서 제조된 코어물질 시드에 정제 없이 쉘 물질을 반-연속식(semi-continuous)으로 일정량씩 적하함으로써 연속적으로 합성할 수 있다. 이러한 연속적인 유화 중합법에 의해 코어-쉘을 제조하는 과정은 당업계에 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 코어 물질 및/또는 쉘 물질은 가교되어 있는 구조일 수 있으며, 구체적으로, 혼합된 코어 물질 사이, 쉘 물질 사이 또는 코어 물질과 쉘 물질 사이가 서로 가교될 수 있다. 가교된 구조를 통해 물질 또는 입자간 결합력을 향상시킬 수 있는 바, 이를 통해 PMMA 기재의 충격 강도를 높일 수 있 으며, 이는 이하에서 설명하는 실시예 및 실험예 등을 통해 입증되고 있다.

상기 PMMA 기재는 앞서 정의된 바와 같이, 관능성 메타크릴레이트계 단량체 및 가교제를 포함하는 액상 성분과, 코어-쉘 입자 외에도 PMMA, 개시제를 포함하여 혼합한 고상 성분을 중합함으로써 제조된다.

상기 액상 성분 중 관능성 단량체는 아크릴산 모노머, 메타크릴산 모노머, 아크릴릭 모노머, 메타크릴릭 모노머, 및 비닐에스터 모노머 등으로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상일 수 있으며, 바람직하게는 MMA(메틸메타크릴레이트) 또는 EMA(에틸메타크릴레이트)일 수 있으나, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 가교제는 디메타크릴레이트(dimethacrylate) 계열의 단량체로서 액상 조성에서 중합시 교차중합을 할 수 있도록 하는 바, PMMA 기재의 강도를 높이고, 내충격성을 향상시키기에 충분한 결합력을 제공하는 역할을 하며, 특별히 제한되지 않는다. 바람직한 예에서, EGDMA(ethyleneglycol dimethacrylate), Bis-GMA(2,2-비스-(4-(2-하이드록시-3-메타크릴로일옥시프로폭시)페닐)프로판), TEGDMA(트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트), UDMA(우레탄 디메타크릴레이트), Bis-EMA(에톡실레이트 비스페놀 에이 디메타크릴레이트)류, 폴리에틸렌 글리콜디메타크릴레이트(PEGDMA), 및 글리세롤 디메타크릴레이트(GDMA)로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상일 수 있다.

상기 액상 성분에는, 저장하는 동안 단량체의 중합을 방지하기 위해 필요에 따라 안정화제가 추가적으로 포함할 수 있으며, 상기 안정화제는 하이드로퀴논(Hydroquinone), 하이드로퀴논의 메틸 에테르(methyl ether) 등일 수 있지만, 이 들만으로 한정되는 것은 아니다.

상기 액상 성분에서 관능성 메타크릴레이트계 단량체의 함량은 바람직하게 액상 성분 전체 중량을 기준으로 70 내지 98 중량%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 85 내지 98 중량%일 수 있다. 또한, 상기 가교제는 바람직하게 액상 성분 전체 중량을 기준으로 2 내지 30 중량%로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하게는 2 내지 15 중량%일 수 있으며, 상기 안정화제는 다른 성분과의 관계를 고려하여 소량 첨가할 수 있다.

한편, 상기 고상 성분 중 개시제로는 아조계열의 개시제나, 퍼옥사이드 계열의 개시제 등이 사용될 수 있다. 또한, 상기 고상 성분에는 필요에 따라 강도 증가를 위한 섬유 또는 필러나, 색소 등을 추가적으로 포함할 수 있다.

상기 섬유는 잇몸 모사용 섬유로서, 바람직하게는 아크릴계 섬유, 레이온계 섬유 등일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 상기 색소는 산화철, 산화아연 등의 금속산화물 계열의 색소 또는 산화 티타늄 등의 백색 안료일 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

하나의 바람직한 예에서, 상기 고상 성분은 PMMA, 개시제, 섬유 및 색소로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 PMMA의 함량은 바람직하게 고상 성분 전체 중량을 기준으로 80 중량% 이상일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 90 중량% 이상일 수 있다. 상기 개시제는 바람직하게 고상 성분 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 3 중량%일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 2 중량%일 수 있다. 또한, 상기 섬유 및 색소는 다른 성분과의 관계를 고려하여 필요에 따라 첨가할 수 있는 바, 상기 섬유는 바람직하게 2 중량% 이하로 첨가될 수 있고, 더욱 바람직하게는 1 중량% 이하로 첨가될 수 있으며, 상기 색소는 바람직하게 0.5 중량% 미만으로 첨가될 수 있다.

본 발명에 따른 의치상용 레진 조성물을 사용하여 의치상을 제조하는 방법은, 예를 들어, 하기 단계(i) 내지 (iv)를 포함하는 일련의 과정들에 의해 진행될 수 있다.

(i) PMMA, 개시제 및 코어-쉘 입자를 혼합하여 고상 성분을 제조하는 단계;

(ii) 관능성 단량체 및 가교제를 포함하는 혼합하여 액상 성분을 제조하는 단계;

(iii) 상기 단계(i)에서 제조된 고상 성분과 단계(iii)에서 제조된 액상 성분을 혼합하는 단계; 및

(iv) 상기 단계(iii)에서 제조된 혼합물을 중합하는 단계.

상기 단계(i)은 PMMA, 섬유, 색소 등을 포함하는 고상 성분에 코어-쉘 입자를 넣고 블렌더 등의 기계적 방식으로 혼합하는 과정이다.

상기 단계(ii)에서, 액상 성분은 관능성 단량체, 가교제, 안정화제 등을 블렌더에 넣고 기계적으로 혼합하여 제조할 수 있고, 이와 같이 제조된 액상 성분에 상기 단계(i)에서 제조된 고상 성분과 혼합한다(단계(iii)). 이 때, 고상 성분과 액상 성분의 혼합비는 바람직하게는 3: 1의 부피비일 수 있다. 이러한 액상 성분과 고상 성분의 혼합에 의해 혼합물은 페이스트 상태가 된다.

상기 단계(iv)은 단계(iii)의 혼합물 페이스트를 중합하는 과정으로서, 액상 성분에 포함되어 있는 관능성 단량체가 중합되면서 PMMA가 된다. 이와 같이 단량 체가 중합되는 과정에서 고상 성분들 상호간을 서로 연결되면서 네트워크가 형성된다. 중합되는 과정에서 혼합물 페이스트의 상태를 단계 별로 설명하면 하기와 같다.

먼저, 혼합물 페이스트는 젖은 모래와 같은 상태이고 이를 sandy stage라 한다. 이러한 sandy stage가 지나면, 고상 성분이 액상 성분과 혼화되기 시작하면서 찐득찐득한 상태가 되며 이를 stringy stage라 한다. 상기 stringy stage가 약 5 내지 15 분간 지속된 후 단량체에 혼화된 고상 성분과 그렇지 않은 고상 성분이 혼재하는 반죽과 같은 상태가 되며, 이 단계는 dough stage라 하고, 상기 dough stage 후에는 단량체가 고상 성분 내로 깊숙이 침투하여 없어진 것처럼 보이는 rubbery stage가 된다.

본 발명에 따른 의치상용 레진 조성물을 이용하여 의치 등을 제작하는 경우, 성형 작업이 용이한 상기 dough stage에서 수행하고, 이러한 작업은 rubbery stage 전까지 하는 것이 바람직하다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

먼저, PMMA 93.5 ~ 98 중량%, BPO (개시제) 1 중량%에, 우레탄아크릴레이트 코어와 미가교된 PMMA의 쉘로 이루어진 코어-쉘 입자를 함량을 달리하여 첨가하고 기계적으로 혼합하여 고상 성분 조성 A ~ D를 제조하였다. 이 때, 코어-쉘의 코어의 입경은 40 내지 50 nm의 분포를 가지고, 함량을 하기 표 1과 같이 달리하였다.

또한, MMA 단량체 약 90 중량%, EGDMA (가교제) 약 10 중량%, 및 하이드로퀴논 (안정화제) 소량을 블랜더에 넣고 혼합하여 액상 성분을 제조하였다.

상기 고상 성분 23 g에 액상 성분 10 ml를 혼합하여 의치상용 레진 조성물을 제조하였고, 이를 이용하여 시험편을 제조하였다.

[표 1]

[실시예 2]

우레탄아크릴레이트 코어와 가교된 PMMA 쉘로 이루어진 코어-쉘 입자를 사용하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 의치상용 레진 조성물 및 시험편을 제조하였다. 이 때, 코어의 입경은 40 내지 50 nm의 분포를 나타냈다.

[비교예 1]

고상 성분에 코어-쉘 입자를 첨가하지 않았다는 점을 제외하고는, 실시예 1 과 동일한 방법으로 의치상용 레진 조성물 및 시험편을 제조하였다.

[비교예 2]

가교된 폴리부틸아크릴레이트 코어와 가교된 PMMA 쉘로 이루어진 코어-쉘 입자를 5 wt% 첨가하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 의치상용 레진 조성물 및 시험편을 제조하였다. 이 때, 코어의 입경은 150 nm 내지 180 nm 의 분포를 나타냈다.

[비교예 3]

우레탄아크릴레이트 코어와 가교된 PMMA 쉘로 이루어진 코어-쉘 입자를 10 wt%로 첨가하였다는 점을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 의치상용 레진 조성물 및 시험편을 제조하였다.

[실험예 1]

실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2을 통해 제조된 총 12개 시험편의 충격 강도를 실험하였다. 충격강도는 ISO 1567:1999 Dentistry-Denture base polymers/Amd 1:2003에 따라 노치 타입의 샤르피 충격강도 시험을 하여 측정하였다. 충격강도 시험편은 길이 60 mm, 너비 6 mm, 높이 4 mm로 노치의 깊이는 1.2 mm이었다. 시험편 지지대의 거리는 50 mm이고, 해머의 용량은 0.5 J이었다. 충격강도 시험을 통해, 지지대 위에 시험편을 올린 후 노치 반대편에 해머를 회전시켜 충격을 가함으 로써 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[표 2]

상기 표 2에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 2의 12 개 시험편들은 모두 비교예 1에 따른 시험편에 비해 우수한 충격 강도를 나타냄을 확인할 수 있다. 또한, 충격 강도는 코어-쉘 입자의 함량이 증가할수록 증가하고, 가교되지 않은 경우에 비해 가교된 입자가 더 높게 나타남을 알 수 있다. 반면에, 가교된 폴리부틸아크릴레이트 코어의 코어-쉘 입자를 포함한 비교예 2와 실시예 1 및 2의 조성 D(5 wt%)를 각각 비교해 보면, 코어-셀 동일 함량(5 wt%) 대비 실시예들에 따른 시험편의 충격 강도가 훨씬 우수함을 알 수 있다. 이는, 비교예 2의 경우 상대적으로 큰 입경을 갖는 코어-쉘이 포함되어 있어서, 동일 함량에서 shear band를 효과적으로 유도할 수 없기 때문인 것으로 추측된다.

한편, 코어쉘의 함량을 5 중량% 초과하여 첨가한 비교예 3의 경우 충격강도가 향상될 것으로 예상할 수 있으나, 오히려 실시예 1 및 2의 조성 D보다 낮은 결과를 보임을 알 수 있다. 이는, 나노 크기 입자의 함량이 증가함에 따라 dough stage에서 점도가 높아져 성형이 어려워지고, 이에 따라 시험편에 기포가 많이 생겼기 때문인 것으로 추측된다.

따라서, 의치상용 레진 조성물에 우레탄아크릴레이트의 코어와 PMMA 친화성 고분자의 쉘로 이루어진 입자를 소정량 첨가함으로써 내충격성이 크게 향상됨을 확인할 수 있다.

[실험예 2]

실시예 1 및 2와 비교예 1 내지 3에서 제조된 시험편의 투명도를 확인하였다. 투명도 측정은 UV visible spectrophotometer를 사용하여, 500 nm에서의 흡광도를 측정한 후, 하기의 식에 따라 계산하였다. 시험편의 두께는 3 mm 였다.

T= P/P_O =e^{- A}

(T: 샘플의 투명도, P 및 P _O: 흡수 전, 후 빛의 세기, A: 측정된 흡광도)

그 결과, 비교예 1의 투명도(PMMA)를 기준으로 실시예 1 및 2의 시험편은 모두 투명도가 95%를 상회하였다. 반면, 비교예 2의 시험편의 경우 90% 정도의 낮은 투명도를 나타냈다. 이는, 폴리부틸아크릴레이트 코어의 크기 조절이 용이하지 않아 150 내지 180 nm의 큰 입경을 가질 뿐만 아니라, 폴리부틸아크릴레이트와 PMMA 의 굴절률 차이로 인한 것으로 추측된다. 또한, 비교예 3의 시험편의 경우에도 90% 정도의 낮은 투명도를 보이는 바, 이는 코어쉘의 함량이 5 wt%를 초과하면 소망하는 투명도를 발휘할 수 없음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 의치상용 레진 조성물은 투명성이 저하되지 않으면서도, 내충격성이 현저히 향상되었음을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 의치상용 레진 조성물은 PMMA와의 호환성 및 친화성이 우수한 특정한 코어-쉘 입자가 소정의 함량으로 포함되어 있어서, 투명성이 저하되지 않으면서도 내충격성이 매우 우수하다.

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

Claims (13)

1. 관능성 단량체 및 가교제를 포함하는 액상 성분과, PMMA(폴리메틸메타크릴레이트), 개시제, 및 내충격성을 보강하기 위한 코어-쉘 입자를 포함하는 고상 성분을 포함하는 의치상용 레진 조성물로서, 상기 코어-쉘 입자는 우레탄계 수지의 코어 및 PMMA와 친화성이 높은 물질인 메타크릴레이트계 수지의 쉘로 이루어져 있고, 조성물의 중량을 기준으로 5 중량% 이하의 함량으로 혼입되어 있는 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 코어-쉘 입자의 코어 물질은 우레탄아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 쉘 물질은 PMMA인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 물질 및/또는 쉘 물질은 가교되어 있는 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 코어 물질의 분자량은 100,000 내지 1,000,000이고, 상기 쉘 물질의 분자량은 100,000 내지 1,000,000인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 코어-쉘 입자의 크기는 20 ~ 400 nm인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 코어-쉘의 코어의 크기는 10 ~ 100 nm인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 코어-쉘 입자는 연속적인 유화 중합에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 단량체는, 아크릴산 모노머, 메타크릴산 모노머, 아크릴릭 모노머, 메타크릴릭 모노머, 및 비닐에스터 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 단량체인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 단량체는 MMA(메틸메타크릴레이트), EMA(에틸메타크릴레이트) 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
11. 제 1 항에 있어서, 상기 가교제는 EGDMA(ethyleneglycol dimethacrylate), Bis-GMA(2,2-비스-(4-(2-하이드록시-3-메타크릴로일옥시프로폭시)페닐)프로판), TEGDMA(트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트), UDMA(우레탄 디메타크릴레이트), Bis-EMA(에톡실레이트 비스페놀 에이 디메타크릴레이트)류, 폴리에틸렌 글리콜디메타크릴레이트(PEGDMA), 및 글리세롤 디메타크릴레이트(GDMA)로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
12. 제 1 항에 있어서, 상기 액상 성분은 안정화제를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 개시제는 아조계열의 개시제, 퍼옥사이드 계열의 개시제, 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 의치상용 레진 조성물.