KR101033025B1 - 치열 교정용 와이어 제조 방법 - Google Patents

치열 교정용 와이어 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 치열 교정용 와이어 제조 방법에 관한 것으로, 특히 인체에 해롭지 않고 치아 색깔을 계속해서 유지할 수 있는 치열 교정용 와이어 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명인 치열 교정용 와이어 제조 방법을 이루는 구성수단은, 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서, 금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계, 상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면에 코팅된 층의 일측면을 제거한 후, 코팅된 층이 제거된 일측면을 표면처리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
치아, 교정, 와이어

Description

치열 교정용 와이어 제조 방법{method for manufacturing wire for correcting a set of teeth}
본 발명은 치열 교정용 와이어 제조 방법에 관한 것으로, 특히 인체에 해롭지 않고 치아 색깔을 계속해서 유지할 수 있는 치열 교정용 와이어 제조 방법에 관한 것이다.
예컨대 치주염(齒周炎)의 진행에 의하여 치주조직이 파괴되어 잇몸가의 가장자리로부터 순차 파괴되어 치조골(齒槽骨)이 점차 소실해 감에 따라서, 그 치주염부분의 치아가 동요하는, 소위, 치조농루의 증상이 나타난다. 이와같은 치조농루의 치아에 대한 치료방법은, 동요가 심해서, 보존희망이 없는 치아에 대해서는 발치(拔齒)를 하지만, 동요는 하고 있지만 보존의 희망이 있는 치아에 대해서는 이것과 인접하는 동요가 적은 치아와 함께 고정하는 방법이 있다.
인접한 복수의 치아를 고정할 때에는, 금속 와이어의 사용이 일반적이다. 이것은 금속 와이어의 탄성을 이용하여, 고정대상인 복수의 치아에 금속 와이어를 감고, 이들 치아에 금속 와이어의 굽힘 또는 인장에 의하여 발생하는 부하하중을 가하여, 이 하중에 의하여 치아를 고정하는 방법이다.
상기한 방법에서는, 금속 와이어를 고정대상이 치아에 순차적으로 감아부착하는 작업에 공수가 소용되고 부가되는 하중 때문에 환자가 늘 통증을 느끼고, 불쾌감에 괴로워하며 입을 벌렸을 때 정면으로부터 금속 와이어가 눈에 띠므로써 보기에 좋지 않다고 하는 문제가 있다.
따라서, 최근에 형상기억합금을 사용하여 치열을 고정하는 방법이 제안되고 있다. 이들의 방법은, 미리 모상상태(母相狀態)의 형상이 소망의 형상, 즉 해부학적으로 바른 치열을 이루는 형상이 되도록, 형상기억 합금제인 와이어 형상의 교정부재에 열처리를 실시하고, 이 교정부재를 저온의 환경에서 환자의 치열에 맞추어 설치하고, 가열하여 본래의 형상으로 복귀시키고, 탄성력에 의하여 치열을 교정하는 것이다.
도 1은 종래의 치열 교정용 와이어의 개략도 및 단면도이다.
도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 치열 교정용 와이어(10)는 외형적으로는 일반적인 와이어와 유사하다. 그러나, 내형적으로 일반적인 와이어와 다르기때문에 첨부된 도 1의 (b)를 참조하여 그 형상 및 제조 공정에 대하여 간단히 설명한다.
첨부된 도 1의 (b)는 첨부된 도 1의 (a)에 도시된 치열 교정용 와이어에서 "A" 부분의 단면도이다.
도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 종래의 치열 교정용 와이어(10)는 금속 와이어(11)와, 상기 금속 와이어(11) 표면에 형성되는 테프론 코팅막(13)으로 이루어져 있다. 상기 금속 와이어(11)는 일반적인 금속 와이어 또는 형상기억합금으로 형성된 금속 와이어일 수 있다. 그리고, 상기 테프론 코팅막(13)은 각 종 코팅 방법 에 의하여 상기 금속 와이어(11) 표면에 코팅되어 형성된다. 상기 테프론 코팅막(13)은 치아색에 근접하게 코팅된다.
상기와 같이, 종래에는 치아색을 내기 위하여 금속 와이어 표면에 테프론 코팅막을 형성하여 치열 교정용 와이어를 형성하였는데, 상기 테프론은 인체에 대한 유해성 논란으로 인하여 문제가 되고 있다. 따라서, 인체에 무해한 치열 교정용 와이어를 제공하는 것이 시급한 상황이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 치아색을 계속해서 유지할 수 있고 인체에 무해한 치열 교정용 와이어 제조 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 본 발명인 치열 교정용 와이어 제조 방법을 이루는 구성수단은, 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서, 금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계, 상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면에 코팅된 층의 일측면을 제거한 후, 코팅된 층이 제거된 일측면을 표면처리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명에 따른 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서, 금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계, 상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레 탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명 금속 산화물막을 코팅하는 단계, 상기 투명 금속 산화물막 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면에 코팅된 층의 일측면을 제거한 후, 코팅된 층이 제거된 일측면을 표면처리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명에 따른 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서, 금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계, 상기 금속 와이어의 후치부와 전치부의 일측면을 감쌀 수 있는 마스크에 의하여 상기 금속 와이어의 후치부 및 전치부의 일측면을 마스킹하는 단계, 상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명에 따른 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서, 금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계, 상기 금속 와이어의 후치부와 전치부의 일측면을 감쌀 수 있는 마스크에 의하여 상기 금속 와이어의 후치부 및 전치부의 일측면을 마스킹하는 단계, 상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보 리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명 금속 산화물막을 코팅하는 단계, 상기 투명 금속 산화물막 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또 다른 본 발명에 따른 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서, 금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계, 상기 금속 와이어 표면에 마스킹 패럴린막을 형성한 후, 상기 금속 와이어의 일측면 또는 전치부의 일측면에 형성된 마스킹 패럴린막을 제거하는 단계, 상기 금속 와이어의 마스킹 패럴린막이 제거된 일측면 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어의 마스킹 패럴린막이 제거된 일측면의 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 상에 잔존하는 마스킹 패럴린막과 마스킹 패럴린막 상에 코팅된 층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 금속 와이어는 스테인레스, NiTi, 니켈(Ni)계 합금, 티탄(Ti)계 합금, 구리(Cu)계 합금, 알루미늄(Al)계 합금 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭하기 전에, 상기 금속 와이어는 알칼리, 유기 용제 또는 초순수를 이용하여 습식 세정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어의 표면 에칭은 CuCl2, FeCl3, HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4, HF, H2O2 중 어느 하나 또는 혼합물을 H2O 또는 유기용제에 혼합하여 제조된 에칭용액을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어는 상기 에칭용액에서 전해 또는 무전해 에칭되어 표면처리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어는 상기 표면처리에 의하여 0.1㎛ ~ 50㎛의 폭과 깊이를 가지는 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표면처리된 금속 와이어는 알칼리, 유기 용제 및 물 중 어느 하나를 이용하여 습식 세정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어의 표면을 물리적 또는 화학적 에칭한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 진공 챔버 내에서 수행되되, 50 ~ 300 ℃ 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질은 습식 전해 도금 또는 건식 도금을 이용하여 코팅되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질은 은(Ag), 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 백금(Pt), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 금(Au) 중 어느 하나 또는 혼합물질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 코팅되는 금속 물질은 0.1 ~ 20㎛ 사이 두께로 상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질은 플라즈마를 이용한 스퍼터링법(sputtering), 열 진공증착법(thermal vacuum evaporation), 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 이온 플레이팅법(ion plating), 진공 스프레이 분사법 및 습식전해도금 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 와이어 표면을 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄으로 코팅한 후에, 알칼리, 유기용제 또는 초순수를 이용하여 상기 금속 와이어 표면을 초음파 세척하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 진공 챔버 내에서 수행되되, 50 ~ 600 ℃ 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 표면은 화학적 에칭된 후, 열처리 공정을 수행받는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 물질의 표면 에칭은 HCl, H2SO4, HNO3, H2O2 중 어느 하나 또는 혼합물을 H2O에 혼합하여 제조된 에칭용액을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 물질의 표면 에칭은 10 ~ 100 ℃ 온도에서 1초 ~ 5분 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 표면을 화학적 에칭한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 진공 챔버 내에서 수행되되, 50 ~ 600 ℃ 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 금속 산화물막은 나노 입자 크기의 알갱이로 구성된 졸(sol) 상태의 원료를 진공 스프레이 분사법을 이용하여 코팅함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 금속 산화물막은 스퍼터링법(sputtering), 열 진공증착법(thermal vacuum evaporation), 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 이온 플레이팅법(ion plating) 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 금속 산화물막은 ITO, ZnO, TiO2, Al2O3, Ta2O5, ZrO2, SiO2, GeO2, Y2O3, La2O3, HfO2, CaO, In2O3, SnO2, MgO, WO2 및 WO3 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 금속 산화물막은 1㎚ ~ 1㎛ 사이 두께로 코팅되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명 금속 산화물막은 진공 챔버에서 15℃ ~ 300℃ 사이의 온도에서 코팅되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명한 패럴린막은, C(Di-chloro-para-xylylene)- 타입, N(Di-para-xylylene)- 타입, D(Tetra-chloro-para-xylylene)- 타입, F(Octafluoro- [2,2]para-xylylene)- 타입, HT- 타입, A - 타입, AM - 타입 다이머(dimer), 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명한 패럴린막의 두께는 1㎛ ~ 50㎛ 사이의 범위인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 투명한 패럴린막을 형성한 후, 수행되는 열처리는 대기압 또는 진공챔버 내에서 50℃ ~ 250℃ 사이의 온도에서 진행되고, 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성 및 작용 그리고 바람직한 실시예를 가지는 본 발명인 치열 교정용 와이어 제조 방법에 의하면, 치열 교정용 와이어에 투명한 금속 물질을 코팅한 후 투명한 패럴린막을 코팅함으로써, 치아색을 내는 투명한 금속 물질의 변색을 막을 수 있고, 치아에 착용하는 동안에 치아와의 일체감을 주기 때문에 혐오감을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 패럴린막을 최외각 표면에 코팅함으로써, 인체에 무해하고 부드러운 질감을 주기 때문에 치아에 더욱 향상된 착용감을 부여할 수 있는 장점이 있다.
이하, 상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 치열 교정용 와이어 제조 방법에 관한 작용 및 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 치열 교정용 와이어 제조 방법에 의하여 제조된 치열 교정용 와이어의 개략도 및 단면도이다.
도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 치열 교정용 와이어(20)는 외형적으로는 일반적인 와이어와 유사하다. 그러나, 내형적으로 일반적인 와이어와 다르기 때문에 첨부된 도 2의 (b) 및 도 2의 (c)를 참조하여 그 형상 및 제조 공정에 대하여 설명한다.
첨부된 도 2의 (b)는 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 첨부된 도 2의 (a)에 도시된 치열 교정용 와이어에서 "A" 부분의 단면도이고 도 2의 (c)는 도 2의 (a)에 도시된 치열 교정 와이어의 "B" 부분의 단면도이다.
도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 치열 교정용 와이어(20)는 길게 형성되는 금속 와이어(21)와, 상기 금속 와이어(21) 표면에 코팅되는 백색의 금속 물질(23)과, 상기 금속 물질(23) 표면에 코팅되는 투명 금속 산화물막(24)과, 상기 투명 금속 산화물막(24) 상에 형성되는 투명한 패럴린막(25)을 포함하여 이루어진다. 상기 투명 금속 산화물막(24)은 상기 백색의 금속 물질(23)과 상기 투명한 패럴린막(25) 사이에 존재해도 되고, 존재하지 않아도 된다.
한편, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 금속 와이어(21)의 전치부 일측면에는 백색의 금속 물질(23), 투명 금속 산화물막(24), 투명한 패럴린막 등이 코팅되지 않는다.
여기서 전치부란 도 3에 도시된 바와 같이, 좌측 3번부터 우측 3번까지 또는 좌측 5번부터 우측 5번까지를 의미하고, 나머지가 후치부에 해당한다. 한편, 도 2 의 (b)에서는 후치부 부분의 금속 와이어 상에 백색의 금속 물질(23), 투명 금속 산화물막(24), 투명한 패럴린막이 모두 코팅된 것을 예시하고 있지만, 후치부 부분에도 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이, 금속 와이어의 일측면이 백색의 금속 물질(23), 투명 금속 산화물막(24), 투명한 패럴린막 등이 코팅되지 않는 구조일 수도 있다.
상기 금속 와이어(21)는 일반 금속 소재 및 형상기억합금 소재를 포함하는 금속 합금을 이용하여 형성된다. 상기 금속 와이어(21)를 형성하기 위한 금속합금 소재는 스테인레스, NiTi, 니켈(Ni)계 합금, 티탄(Ti)계 합금, 구리(Cu)계 합금, 알루미늄(Al)계 합금 중 어느 하나로 형성되는 것이 바람직하다.
보통 금속은 탄성 한계를 넘어서 변형을 주면 데우거나 식혀도 원래 형태로 돌아가지 않는다. 그러나 어떤 합금은 고온에서 적당한 형상으로 성형한 다음 실온에서 변형한 후 다시 가열하면 원래 성형한 모양으로 되돌아간다.
이러한 효과를 형상 기억 효과라고 하는데, 이는 합금이 주어진 형상을 원자 배열로서 기억하고 있기 때문에 생긴다. 이러한 효과는 확산에 의하지 않고 변태하는 합금에서 나타나는데, 고온의 모상원자배열이 저온에서의 변형 때도 기억되고 있다가 다시 고온이 되면 원래의 원자 배열로 재배열하는 것이다.
이 효과는 형상 회복과 동시에, 큰 힘이 발생한다. 힘이 발생하기 때문에 형상 기억 합금은 감지 소자로서의 용도만이 아니라 기계 부품을 죄는 데 쓰인다. 따라서, 형상기억합금 소재로 형성된 금속 와이어를 이용하여 치아를 교정할 수 있는 것이다.
상기 형상기억합금 소재 및 일반 금속 합금 소재를 이용하여 형성되는 금속 와이어(21)의 표면에 코팅되는 금속 물질(23)은 치아색과 유사한 색깔인 백색이 상기 금속 와이어(21) 표면에 띌 수 있도록 한다.
상기 금속 와이어(21) 표면에 코팅되는 금속물질(23)은 습식 전해 도금 또는 건식 도금을 이용하여 코팅된다.
상기 금속 와이어(21) 표면에 코팅되는 백색의 금속물질(23)은 은(Ag), 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 백금(Pt), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 금(Au) 중 어느 하나 또는 적어도 두개 이상이 혼합된 혼합물질인 것이 바람직하다.
상기 백색의 금속 물질(23) 표면에는 투명한 금속 산화물막(24)이 코팅될 수 있는데, 이 때 상기 투명한 금속 산화물막(24)은 ITO, ZnO, TiO2, Al2O3, Ta2O5, ZrO2, SiO2, GeO2, Y2O3, La2O3, HfO2, CaO, In2O3, SnO2, MgO, WO2, WO3 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물이 진공 증착되어 형성된다.
상기 투명 금속 산화물막(24)은 1㎚ ~ 1㎛ 사이의 두께를 가지는 것이 바람직하고, 이와 같은 두께를 가지는 투명한 금속 산화물막(24)을 형성하기 위하여 플라즈마를 이용한 스퍼터링법(sputtering), 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 열진공 증착법(thermal evaporation), 이온플레이팅법(ion plating) 중 어느 하나를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 나노 입자 크기의 알갱이로 구성된 졸(sol) 상태의 원료를 진공 스프레이 분사법을 이용하여 코팅함으로써 형성할 수도 있다.
상기 백색의 금속 물질(23) 또는 상기 투명 금속 산화물막(24) 상에는 고분자화합물인 투명한 패럴린(parylene)막(25)이 코팅되어 형성된다. 상기 투명 금속 산화물막(24) 표면에 코팅되는 상기 투명 패럴린막(25)은 1㎛ ~ 50㎛ 사이의 두께로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 패럴린은 인체에 무해한 것으로 검증된 물질로서, 균일하게 상기 투명한 금속 산화물막(24) 표면에 코팅가능하고, 좋은 표면 조도를 가지고 있으며 감촉이 부드럽기 때문에, 상기 패럴린이 코팅된 치열 교정용 와이어를 치아에 착용할 때 좋은 질감을 가질 수 있도록 한다.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 치열 교정용 와이어를 제조하는 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 치열 교정용 와이어의 제조 단계는 금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계, 상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계, 상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계, 상기 금속 와이어 표면에 코팅된 층의 일측면을 제거한 후, 코팅된 층이 제거된 일측면을 표면처리하는 단계를 포함하여 이루어진다.
한편, 본 발명의 제2 실시예에 따른 치열 교정용 와이어 제조 방법은 상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성하기 전에, 상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명 금속 산화물막을 코팅하는 단계를 수행할 수 있다. 즉, 상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계 이후에, 상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명 금속 산화물을 코팅하는 단계를 수행한다. 그런 다음, 상기 투명 금속 산화물 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리 공정을 수행한다.
한편, 본 발명의 제3 실시예에 따른 치열 교정용 와이어 제조 방법은 상기 제1 실시예에 따른 치열 교정용 와이어 제조 방법에 마스킹 공정을 포함시키는 구성으로 이루어져 있다.
즉, 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭을 수행하기 전에, 상기 금속 와이어의 후치부와 전치부의 일측면을 감쌀 수 있는 마스크에 의하여 상기 금속 와이어의 후치부 전체 및 전치부의 일측면을 마스킹하는 단계를 더 포함되는 구성이 본 발명의 제3 실시예에 따른 치열 교정용 와이어의 제조 공정이다.
여기서 금속 와이어의 후치부란 치열 교정용 와이어 중 어금니 부분을 교정하는 부분을 의미한다(도 3 참조). 따라서, 금속 와이어의 전치부란 앞니와 송곳니를 교정하는 부분을 의미한다.
상기와 같이 어금니를 교정하는 부분인 금속 와이어의 후치부를 마스킹하는 이유는 어금니의 교정을 패럴린막이 코팅되지 않은 금속 와이어만으로 수행하기 위 해서이다. 어금니를 교정하기 위해서는 송곳니 또는 앞니보다 더 많은 힘이 부가되어야 하고, 교정 과정 중에 치열 교정용 와이어의 슬라이딩 효과가 좋아야 한다.
상기와 같이, 더 많은 힘을 어금니에 부가하고, 슬라이딩 효과를 좋게 하기 위해서는 어금니를 교정하는 치열 교정용 와이어의 부분(후치부)에는 패럴린막이 형성되지 않고 금속 와이어만으로 구성하는 것이 바람직하다. 따라서, 치열 교정용 와이어의 제조 과정 중, 상기 금속 와이어의 후치부를 마스크에 의하여 마스킹하는 공정이 필요하다.
한편, 전치부의 일측면을 마스킹하는 이유는 외관상으로 보여지는 부분은 미관을 위하여 백색 또는 아이보리색으로 코팅하고, 교정을 위하여 치아에 접촉하는 금속 와이어의 일측면은 코팅이 이루어지 않도록 하여 상술한 효과(슬라이딩효과)를 얻기 위함이다.
도 4는 상기 금속 와이어(21)의 후치부 전체와 전치부 일측면이 마스크에 의하여 마스킹된 것을 보여준다. 상기와 같이 금속 와이어(21)의 후치부 및 전치부 일측면을 마스크에 의하여 마스킹하는 하나의 방법으로는 탄력이 있는 재질로 만들어진 튜브(27)나 상기 후치부 및 전치부 일측면을 인입할 수 있는 박스(box)를 금속 와이어(21)의 후치부 및 전치부 일측면에 장착할 수 있다. 이 때, 상기 마스크로 사용되는 탄력이 있는 튜브(27) 또는 박스는 폴리머 또는 금속 재질로 형성된다. 즉, 실리콘 등의 폴리머 또는 우레탄 등의 고무 제품으로 상기 마스크를 형성할 수 있다.
상기 금속 와이어(21)의 후치부 전체 및 전치부 일측면을 마스킹하는 다른 방법으로는 상기 후치부 전체 및 전치부 일측면이 외부에 노출되지 않도록 하는 마스킹 지그를 이용하는 것이다. 그러면, 후치부 전체 및 전치부 일측면이 패럴린 코팅되는 것을 막을 수 있다. 상기 마스킹 지그는 폴리머, 금속 또는 고무재질로 만들어져, 상기 후치부 및 전치부 일측면을 마스킹하면서 고정한다. 그러면, 패럴린 코팅이 진행되더라도 상기 후치부 및 전치부 일측면에는 패럴린 코팅이 이루어지지 않는다.
상기에서는 후치부와 전치부 일측면이 마스킹되는 것을 설명하였지만, 마스킹하는 부분은 변경될 수 있다. 즉, 금속 와이어 전체의 일측면만 마스킹할 수도 있다.
한편, 제4 실시예에 따른 치열 교정용 와이어의 제조 방법은 상술한 제3 실시예에 따른 치열 교정용 와이어의 제조 방법에 투명 금속 산화물막이 코팅되는 단계를 더 포함한다.
즉, 제4 실시예에 따른 치열 교정용 와이어의 제조 방법은 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭을 하기 전에, 금속 와이어의 후치부 전체 및 전치부 일측면을 마스킹하는 공정을 포함할 뿐 아니라, 투명한 패럴린막을 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 형성하기 전에, 상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명 금속 산화물막을 코팅하는 단계를 더 수행한다. 따라서, 상기 투명 금속 산화물막은 상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄과 투명한 패럴린막 사이에 형성된다.
한편, 제5 실시예에 따른 치열 교정용 와이어의 제조 방법은 제3 및 제4 실시예처럼 금속 와이어의 후치부 및 전치부의 일측면이 패럴린막으로 코팅되지 않도록 하는 구성을 가진다. 그러나, 튜브나, 지그를 마스킹 수단으로 사용하지 않고, 패럴린막을 마스킹 수단으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 상기 제5 실시예에 따른 치열 교정용 와이어의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제5 실시예에 따른 치열 교정용 와이어의 제조 방법은 다음과 같은 공정으로 진행된다.
먼저, 금속합금 소재로 금속 와이어(21)를 제조하고, 상기 금속 와이어 표면 전체에 마스킹 패럴린막(27)을 형성한 후, 상기 금속 와이어의 일측면 또는 전치부의 일측면에 형성된 마스킹 패럴린막을 제거한다(S1). 즉, 금속 와이어 전체 중 일측면의 마스킹 패럴린막을 제거하거나, 전치부 일측면의 마스킹 패럴린막만을 제거한다.
그런 다음, 상기 금속 와이어의 마스킹 패럴린막이 제거된 일측면의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행한다. 이 공정은 다음 공정인 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 코팅을 원할하게 진행하기 위해서이다. 즉, 금속 물질 등이 금속 와이어에 잘 코팅될 수 있도록 에칭 공정을 수행한 후 열처리 공정을 수행한다.
그런 다음, 상기 금속 와이어(21)의 마스킹 패럴린막이 제거된 일측면의 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭 시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행한다(S2). 도 5에서는 상기 금속 와이어(21)의 전치부에만 상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 것을 예시하지만, 경우에 따라서는 상기 전치부 뿐만 아니라, 잔존하는 마스킹 패럴린막(27) 상에도 백색 또는 아이보리색의 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅할 수 있다. 상기 전치부에만 백색 금속 물질을 코팅하기 위해서는 전기 도금법을 사용하고, 상기 마스킹 패럴린막(27)도 동시에 코팅하기 위해서는 증착법을 사용할 수 있다.
그런 다음, 상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에만 또는 백색 또는 아이보리색의 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄과 마스킹 패럴린막(27)에 투명한 패럴린막(25)을 형성한 후, 열처리를 수행한다(S3). 도 5에서는 상기 금속 와이어(21)의 전치부에만 상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄이 코팅되기 때문에, 상기 투명한 패럴린막(25)은 전치부에 코팅된 백색 또는 아이보리색의 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄과 후치부에 형성되는 마스킹 패럴린막(27)에 형성된다. 물론, 이 경우에도 상기 전치부에 형성된 백색 또는 아이보리색의 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에만 투명한 패럴린막(25)을 형성할 수도 있다.
그런 다음, 상기 금속 와이어(21)의 후치부 상에 순차적으로 형성되는 마스킹 패럴린막(27)과 투명한 패럴린막(25) 또는 상기 마스킹 패럴린막(27), 백색 또는 아이보리색의 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 및 투명한 패럴린막(23)을 제거한다(S4). 즉, 금속 와이어 상에 잔존하는 마스킹 패럴린막과 마스킹 패럴린막 상에 코팅된 층들을 제거한다.
도 5는 후치부에 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄이 코팅되지 않기 때문에, 상기 마스킹 패럴린막(27)과 투명한 패럴린막(25)이 제거되는 것을 예시한다. 이와 같이, 금속 와이어(21)의 후치부 상에 형성된 마스킹 패럴린막(27) 등의 제거는 다양한 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 칼로 흠집을 낸 후에 벗기는 작업으로 간단히 제거할 수 있다.
상기와 같은 구성수단으로 이루어져 있는 본 발명인 치열 교정용 와이어 제조 방법에 대한 각 단계에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기와 같은 단계들로 이루어지는 치열 교정용 와이어 제조 방법에 관한 각각의 단계에 대하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 금속합금 소재로 금속 와이어(21)를 제조한다. 즉, 금속합금 소재인 니켈(Ni)계 합금, 스테인레스강(SUS), NiTi, 티탄(Ti)계 합금, 구리(Cu)계 합금, 알루미늄(Al)계 합금 중 어느 하나를 이용하여 금속 와이어(21)를 제조한다. 이와 같은 금속 와이어(21)는 탄성력과 인장력을 가지고 있다.
상기 금속 와이어(21)가 제조되면, 제1 및 제2 실시예에서는 상기 금속 와이어(21)의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭 처리한다. 그리고, 열처리 공정을 수행한다. 상기 금속 와이어(21)의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭하기 전에는 알칼리, 유기 용제 또는 초순수를 이용하여 상기 금속 와이어 표면을 습식 세정 하는 것이 바람직하다. 즉, 물리적 에칭 또는 화학적 에칭을 수행하기 전에 금속 와이어(21)의 표면을 세정하는 것이 바람직하다.
상기 금속 와이어(21)의 표면 에칭은 소정의 굴곡을 형성시킬 수 있는 에칭 용액을 사용할 수 있는데, 본 발명에서는 CuCl2, FeCl3, HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4, HF, H2O2 중 어느 하나 또는 혼합물을 H2O 또는 유기용제(메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등)에 혼합하여 제조된 에칭용액을 사용한다.
상기 금속 와이어(21)는 상기 에칭 용액에 담겨진 상태에서 전해 또는 무전해 에칭되어 표면처리된다. 이 표면처리에 의하여 상기 금속 와이어(21)의 표면은 소정 형상으로 굴곡이 발생한다. 즉, 상기 금속 와이어(21)는 상기 표면처리에 의하여 0.1㎛ ~ 50㎛의 폭과 깊이를 가지는 굴곡이 형성된다. 상기 표면처리된 금속 와이어는 알칼리, 용제 및 물 중 어느 하나를 이용하여 습식 세정되는 것이 바람직하다.
도 7a 내지 도 7d는 상기 금속 와이어(21)를 전기화학적 에칭으로 표면처리한 현미경 사진이다. 여기서, 도 7a는 스테인레스(SUS) 재질의 금속 와이어(21)를 HCl로 20분 동안(45℃ 온도에서) 에칭한 후의 현미경 사진이고, 도 7b는 스테인레스 재질의 금속 와이어(21)를 황산과 물을 1:2로 혼합한 용액으로 5분 동안(70℃ 온도에서) 에칭한 후의 현미경 사진이고, 도 7c는 NiTi 재질의 금속 와이어(21)를 FeCl3 수용액으로 1분 동안(40℃ 온도에서) 에칭한 후의 현미경 사진이며, 도 7d는 NiTi 재질의 금속 와이어(21)를 FeCl3 수용액으로 1분 동안(50℃ 온도에서) 에칭한 후의 현미경 사진이다.
상기와 같이 물리적 에칭 또는 화학적 에칭으로 표면처리된 금속 와이어(21)는 소정의 조건에서 열처리된다. 상기 화학적 에칭한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 0.1mTorr 이내의 진공 챔버 내에서 수행되되, 50 ~ 600 ℃ 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 제3 실시예 및 제4 실시예에서는 상술한 금속 와이어의 표면 처리(물리적 또는 화학적 에칭) 전에 금속 와이어의 후치부 전체 및 전치부 일측면을 감쌀 수 있는 마스크에 의하여 상기 금속 와이어의 후치부 및 전치부 일측면을 마스킹하는 공정을 수행한다. 이와 같은 마스킹 공정은 금속 와이어의 후치부 및 전치부의 일측면에 패럴린막이 형성되는 것을 방지하기 위함이다.
상기 마스크는 상술한 바와 같이, 탄력성이 있는 튜브 또는 상기 금속 와이어의 마스킹 부분을 인입할 수 있는 박스 또는 상기 금속 와이어의 마스킹 부분이 외부에 노출되지 않도록 하는 마스킹 지그가 해당될 수 있다. 상기 마스크는 폴리머 또는 금속 재질 또는 고무 재질로 형성될 있다. 즉, 실리콘 등의 폴리머 또는 우레탄 등의 고무 또는 다양한 금속 재질로 상기 마스크를 형성할 수 있다.
즉, 치열 교정용 와이어의 마스킹되는 부분이 패럴린막이 형성되지 않고 금속 와이어만으로 구성되게 함으로써, 치아를 교정하는 금속 와이어의 마스킹되는 부분에 의하여, 상기 치아에 강한 힘을 부가하고, 슬라이딩 효과를 증대시켜 치아의 교정을 용이하게 할 수 있다.
이와 같이, 제3 및 제4 실시예에서는 금속 와이어의 마스킹되는 부분을 감쌀 수 있는 마스크에 의하여 상기 금속 와이어의 마스킹되는 부분을 마스킹 처리한 후에, 상술한 물리적 에칭 또는 화학적 에칭을 수행하고, 열처리 공정을 수행한다. 제3 및 제4 실시예에서의 금속 와이어의 표면 처리 및 열처리 공정은 상술한 제1 및 제2 실시예에서 설명한 것과 동일하다. 또한, 제5 실시예에서 수행하는 금속 와이어의 표면 처리 및 열처리도 상술한 공정과 동일하다.
상기와 같은 조건에서 열처리를 받은 금속 와이어(21) 표면에는 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄으로 코팅된다. 상기 금속 와이어 표면에 증착되는 금속 물질은 습식 전해 도금 방식 또는 건식 도금 방식에 의하여 코팅된다.
또한, 상기 금속 와이어(21) 표면에 코팅되는 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄은 플라즈마를 이용한 스퍼터링법(sputtering), 열 진공증착법(thermal vacuum evaporation), 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 이온 플레이팅법(ion plating), 진공 스프레이 분사법 및 습식 전해도금 중 어느 하나를 이용하여 형성될 수도 있다.
상기 금속 와이어(21) 표면에 증착되어 치아 색깔과 유사한 백색 또는 아이보리색을 띄는 금속 물질은 은(Ag), 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 백금(Pt), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 금(Au) 중 어느 하나 또는 적어도 두개 이상이 혼합된 혼합물질인 것이 바람직하다.
상기 금속 와이어(21) 표면을 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄으로 코팅한 후에는, 알칼리, 유기용제 또는 초순수를 이용하여 상기 금속 와이어 표면을 초음파 세척하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 물질로 상기 금속 와이어(21) 표면에 코팅되는 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄은 0.1 ~ 20㎛ 사이 두께로 상기 금속 와이어(21) 표면에 코팅된다. 상기 금속 와이어(21) 표면에 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후에는 열처리 공정이 수행된다.
상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 0.1mTorr 이내의 진공 챔버 내에서 수행되되, 50℃ ~ 600℃ 사이의 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 열처리 공정을 받은 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄은 표면처리된다. 즉, 상기 열처리 공정을 받은 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 표면은 화학적 에칭 처리된다. 그런 후, 열처리 공정을 수행 받는다. 이와 같은 공정은 상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄상에 형성될 투명한 패럴린막 또는 투명한 산화물막이 용이하게 형성될 수 있도록 하기 위하여 필요하다.
그러나, 상기와 같은 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 표면 처리는 선택적 공정이고, 반드시 수행되어야 하는 공정은 아니다.
상기 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 표면에 대하여 화학적 에칭을 수행하는 경우에는 소정의 에칭 용액을 사용한다. 즉, 상기 금속 물 질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 표면 에칭은 HCl, H2SO4, HNO3, H2O2 중 어느 하나 또는 혼합물을 H20에 혼합하여 제조된 에칭용액을 사용하여 수행된다.
도 8a는 NiTi 재질의 금속 와이어 표면에 상기 금속 물질(23)을 코팅한 후에, HNO3 와 H2O가 혼합된 혼합용액을 이용하여 상기 금속 물질(23)의 표면을 18초 동안 에칭 처리한 현미경(500배 확대) 사진이고, 도 8b는 스테인레스(SUS) 재질의 금속 와이어 표면에 상기 금속 물질(23)을 코팅한 후에, HNO3 와 H2O가 혼합된 혼합용액을 이용하여 상기 금속 물질(23)의 표면을 50초 동안 에칭 처리한 현미경(500배 확대) 사진이다.
상기와 같은 에칭용액을 이용하여 수행되는 상기 금속 물질(23)의 표면 에칭은 10℃ ~ 100℃ 사이의 온도에서 1초 ~ 5분 동안 수행된다. 이와 같이 상기 금속 물질(23) 등의 표면에 대하여 화학적 에칭을 수행한 후에는 열처리 공정을 수행한다. 상기 금속 물질 등의 표면을 화학적 에칭한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 0.1mTorr 이내의 진공 챔버 내에서 수행되되, 50℃ ~ 600℃ 사이의 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 수행된다.
상기와 같이 금속 물질(23) 등에 대하여 표면에칭을 수행하고 열처리 공정을 수행한 후에는, 투명 금속 산화물막(24)을 코팅한 후에 투명한 패럴린막을 형성하거나(제2 및 제4 실시예에 해당), 상기 투명 금속 산화물막(24)의 코팅 없이 바로 투명한 패럴린막을 형성할 수 있다(제1 및 제3 실시예에 해당).
상기 투명 금속 산화물막(24)은 스퍼터링(sputtering)법, 열진공 증 착(thermal vacuum evaporation)법, 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 이온 플레이팅(ion plating)법 중 어느 하나를 사용하여 상기 금속 물질(23) 상에 형성된다.
한편, 상기 투명 금속 산화물막(24)은 나노 입자 크기의 알갱이로 구성된 졸(sol) 상태의 원료를 진공 스프레이 분사법을 이용하여 코팅함으로써 상기 금속 물질(23) 상에 형성될 수 있다.
상기 투명 금속 산화물막(24)은 투명한 색깔을 띌 수 있으면 다양한 금속 산화물로 형성할 수 있는데, 본 발명에서는 ITO, ZnO, TiO2, Al2O3, Ta2O5, ZrO2, SiO2, GeO2, Y2O3, La2O3, HfO2, CaO, In2O3, SnO2, MgO, WO2 및 WO3 중 어느 하나 또는 이들 중 적어도 두개 이상을 혼합한 혼합물인 것이 바람직하다.
상기와 같이 형성된 투명 금속 산화물막(24)은 상기 치아 교정용 치열 와이어를 치아에 착용하였을 경우에 착용감이 좋은 두께로 형성되어야 하는데, 대략적으로 1㎚ ~ 1㎛ 사이 두께로 코팅되는 것이 바람직하다.
상기 투명 금속 산화물막(24)을 진공 증착하는 경우, 진공 챔버에서 15℃ ~ 300℃ 사이의 온도에서 수행되는 것이 바람직하고, 투명 금속 산화물막(24)은 진공 챔버 내로 산소 가스를 1 ~ 200sccm 사이로 흘러주어 형성된다. 그리고, 상기 투명 금속 산화물막(24)은 플라즈마 처리하여 형성하되, 50sccm ~ 500sccm의 아르곤 가스를 흘려주며, 투명 금속 산화물막의 플라즈마 처리 중 챔버 압력은 1 ~ 20mTorr를 유지시키는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 금속 물질(23) 상에 투명의 금속 산화물막(24)을 형성한 후에는, 상기 투명 금속 산화물막(24) 상에 투명한 패럴린막(25)을 형성하고, 열처리를 수행한다. 이와 같이 패럴린막(25)을 코팅하여 상기 백색 또는 아이보리색을 띄는 금속 물질(23) 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 변색을 방지하고, 인체에 무해한 치열 교정용 와이어를 형성할 수 있는 것이다. 상기 투명한 패럴린막의 두께는 착용감을 고려하여 1㎛ ~ 50㎛ 사이의 범위인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에 따른 제1 및 제3 실시예에서는 상기와 같은 투명의 금속 산화물막(24)을 형성하는 공정은 포함되지 않는다. 즉, 백색 금속 물질 상에 바로 투명한 패럴린막이 형성된다.
상기 투명한 패럴린막을 형성한 후에는 열처리 공정을 수행하고, 제1 및 제2 실시예에서는 금속 와이어 표면에 코팅된 층의 일측면을 제거한 후, 코팅된 층이 제거된 일측면을 매끄럽게 하기 위하여 표면처리한다. 상기 코팅된 층이 제거되는 금속 와이어의 일측면이 치아에 접촉하는 부분이다.
상기 투명한 패럴린막(25)은 다이머(dimer) 원료를 이용하여 상기 투명 금속 산화물막(24) 상에 형성되는데, 상기 투명한 패럴린막(25)은 C(Di-chloro-para-xylylene)- 타입(도 5의 (a) 도시), N(Di-para-xylylene)- 타입(도 5의 (b) 도시), D(Tetra-chloro-para-xylylene)- 타입(도 5의 (c) 도시), F(Octafluoro-[2,2]para-xylylene)- 타입(도 5의 (d) 도시), HT- 타입(도 5의 (e) 도시), A - 타입(도 5의 (f) 도시), AM - 타입(도 5의 (g) 도시) 다이머(dimer) 중 적어도 하나를 사용하여 형성한다.
상기 투명한 패럴린막(25)은 상기 다이머(dimer)를 기화기(vaporizer) 내에서 50 ~ 250 ℃ 온도로 기화시키고, 550 ~ 850 ℃ 온도의 전기로(pyrolysis)를 통과하면서 모노머(monomer)로 분해시킨 후, 진공 챔버 내에서　모노머(monomer)의 분압을 10 ~ 100 mTorr 로 유지하여 상기 모노머(monomer)들을 상기 투명 금속 산화물막 표면에 증착시켜 이루어진다.
상기와 같이 투명한 패럴린막(25)을 형성한 후에는 열처리를 수행하는데, 수행되는 열처리는 대기압 또는 0.1mTorr 이내의 진공 챔버에서 수행되되, 50℃ ~ 250℃ 사이의 온도에서 진행되고, 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것이 바람직하다. 이와 같은 열처리를 통하여 상기 치열 교정용 와이어의 각 구성요소간의 결합력이 강해져서 전체적인 강도가 향상된다.
본 발명은 상기에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것이며, 단지 상기에서 개시한 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 종래의 치열 교정용 와이어의 개략도와 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 치열 교정용 와이어의 개략도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 치아의 전치부 및 후치부를 설명하기 위한 치아의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 금속 와이어의 후치부 및 전치부의 일측면을 마스킹한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따라, 금속 와이어의 후치부 및 전치부의 일측면에 패럴린막이 코팅되지 않는 치열 교정용 와이어의 제조 공정도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 다이머들의 구조식이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예에 따른 표면 처리한 금속 와이어의 현미경 사진이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 백색의 금속 물질이 표면처리된 금속 와이어의 현미경 사진이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10, 20 : 치열 교정용 와이어 11, 21 : 금속 와이어
13 : 테프론 코팅막 23 : 금속 물질
24 : 금속 산화물막 25 : 패럴린막

Claims (30)

  1. 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서,
    금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계;
    상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면에 코팅된 층의 일측면을 제거한 후, 코팅된 층이 제거된 일측면을 표면처리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  2. 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서,
    금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계;
    상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명 금속 산화물막을 코팅하는 단계;
    상기 투명 금속 산화물막 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면에 코팅된 층의 일측면을 제거한 후, 코팅된 층이 제거된 일측면을 표면처리하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  3. 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서,
    금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계;
    상기 금속 와이어의 후치부와 전치부의 일측면을 감쌀 수 있는 마스크에 의하여 상기 금속 와이어의 후치부 및 전치부의 일측면을 마스킹하는 단계;
    상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  4. 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서,
    금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계;
    상기 금속 와이어의 후치부와 전치부의 일측면을 감쌀 수 있는 마스크에 의하여 상기 금속 와이어의 후치부 및 전치부의 일측면을 마스킹하는 단계;
    상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명 금속 산화물막을 코팅하는 단계;
    상기 투명 금속 산화물막 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  5. 치열 교정용 와이어 제조 방법에 있어서,
    금속합금 소재로 금속 와이어를 제조하는 단계;
    상기 금속 와이어 표면에 마스킹 패럴린막을 형성한 후, 상기 금속 와이어의 일측면 또는 전치부의 일측면에 형성된 마스킹 패럴린막을 제거하는 단계;
    상기 금속 와이어의 마스킹 패럴린막이 제거된 일측면 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어의 마스킹 패럴린막이 제거된 일측면의 표면이 백색 또는 아이보리색을 띌 수 있도록 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 열처리 공정을 수행하는 단계;
    상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄 상에 투명한 패럴린막을 형성한 후, 열처리를 수행하는 단계;
    상기 금속 와이어 상에 잔존하는 마스킹 패럴린막과 마스킹 패럴린막 상에 코팅된 층을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어는 스테인레스, NiTi, 니켈(Ni)계 합금, 티탄(Ti)계 합금, 구리(Cu)계 합금, 알루미늄(Al)계 합금 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어의 표면을 물리적 에칭 또는 화학적 에칭하기 전에, 상기 금속 와이어는 알칼리, 유기 용제 또는 초순수를 이용하여 습식 세정되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어의 표면 에칭은 CuCl2, FeCl3, HCl, H2SO4, HNO3, H3PO4, HF, H2O2 중 어느 하나 또는 혼합물을 H2O 또는 유기용제에 혼합하여 제조된 에칭용액을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 금속 와이어는 상기 에칭용액에서 전해 또는 무전해 에칭되어 표면처리되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 금속 와이어는 상기 표면처리에 의하여 0.1㎛ ~ 50㎛의 폭과 깊이를 가 지는 굴곡이 형성되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 표면처리된 금속 와이어는 알칼리, 유기 용제 및 물 중 어느 하나를 이용하여 습식 세정되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어의 표면을 물리적 또는 화학적 에칭한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 진공 챔버 내에서 수행되되, 50 ~ 300 ℃ 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  13. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질은 습식 전해 도금 또는 건식 도금을 이용하여 코팅되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질은 은(Ag), 아연(Zn), 주석(Sn), 인듐(In), 백금(Pt), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 금(Au) 중 어느 하나 또는 혼합물질인 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 코팅되는 금속 물질은 0.1 ~ 20㎛ 사이 두께로 상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어 표면에 코팅되는 금속 물질은 플라즈마를 이용한 스퍼터링법(sputtering), 열 진공증착법(thermal vacuum evaporation), 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 이온 플레이팅법(ion plating), 진공 스프레이 분사법 및 습식전해도금 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 와이어 표면을 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄으로 코팅한 후에, 알칼리, 유기용제 또는 초순수를 이용하여 상기 금속 와이어 표면을 초음파 세척하는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  18. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄을 코팅한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 진공 챔버 내에서 수행되되, 50 ~ 600 ℃ 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  19. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 백색 또는 아이보리색의 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 표면은 화학적 에칭된 후, 열처리 공정을 수행받는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 금속 물질의 표면 에칭은 HCl, H2SO4, HNO3, H2O2 중 어느 하나 또는 혼합물을 H2O에 혼합하여 제조된 에칭용액을 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 금속 물질의 표면 에칭은 10 ~ 100 ℃ 온도에서 1초 ~ 5분 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  22. 청구항 19에 있어서,
    상기 금속 물질 또는 테프론 또는 에폭시 또는 우레탄의 표면을 화학적 에칭한 후, 수행되는 열처리 공정은 대기압 또는 진공 챔버 내에서 수행되되, 50 ~ 600 ℃ 온도에서 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  23. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 투명 금속 산화물막은 나노 입자 크기의 알갱이로 구성된 졸(sol) 상태 의 원료를 진공 스프레이 분사법을 이용하여 코팅함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  24. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 투명 금속 산화물막은 스퍼터링법(sputtering), 열 진공증착법(thermal vacuum evaporation), 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 이온 플레이팅법(ion plating) 중 어느 하나를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  25. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 투명 금속 산화물막은 ITO, ZnO, TiO2, Al2O3, Ta2O5, ZrO2, SiO2, GeO2, Y2O3, La2O3, HfO2, CaO, In2O3, SnO2, MgO, WO2 및 WO3 중 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 투명 금속 산화물막은 1㎚ ~ 1㎛ 사이 두께로 코팅되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  27. 청구항 25에 있어서,
    상기 투명 금속 산화물막은 진공 챔버에서 15℃ ~ 300℃ 사이의 온도에서 코팅되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  28. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투명한 패럴린막은,
    C(Di-chloro-para-xylylene)- 타입, N(Di-para-xylylene)- 타입, D(Tetra-chloro-para-xylylene)- 타입, F(Octafluoro-[2,2]para-xylylene)- 타입, HT- 타입, A - 타입, AM - 타입 다이머(dimer), 중 적어도 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 투명한 패럴린막의 두께는 1㎛ ~ 50㎛ 사이의 범위인 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
  30. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명한 패럴린막을 형성한 후, 수행되는 열처리는 대기압 또는 진공챔버 내에서 50℃ ~ 250℃ 사이의 온도에서 진행되고, 1분 ~ 48시간 동안 진행되는 것을 특징으로 하는 치열 교정용 와이어 제조 방법.
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