KR101382364B1 - 치과용 복합재료 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 경화가 가능한 단량체 또는 수지와 탄소나노튜브가 포함된 치과용 조성물에 관한 것으로, 표면 개질된 탄소나노튜브가 0.01 내지 10 중량부를 포함하는 것으로 내마모성과 굴곡강도, 압축강도 등의 향상으로 기계적 강도와 내구성이 요구되는 치과용 조성물에 적용할 수 있다. 치과용 복합재료에는 고강도를 위한 필러가 포함될 수도 있다. 이 치과재료는 치과용 접착제, 인공 크라운, 전,구치부용 충전재, 매몰제, 와동 라이너, 시멘트, 코팅제, 교정기기, 수복재, 보철재료, 실란트에 사용될 수 있다.

Description

치과용 복합재료 조성물 {Composition for Dental Materials}

본 발명은 치과용 복합재료 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메타크릴레이트계 단량체와 유기 및/또는 무기 필러의 혼합물에 표면 개질된 탄소나노튜브가 함유되어 있어서, 내마모성 등의 기계적 강도가 크게 향상되며, 우식된 치아의 전치 및 구치의 수복, 소실된 치아의 대체재, 소와 열구의 치아 우식 예방에 사용되는 광중합형, 화학중합형, 및 이중중합형 치과용 복합재료로 사용될 수 있는 조성물을 제공한다.

치과용 복합재료에는, 우식된 치아의 와동을 충전하여 수복하는 목적의 치과용 복합 충진 재료뿐만 아니라, 치관용 재료, 합착용 재료, 치열 교정용 재료, 인공치 등이 모두 포함되며, 이러한 치아 수복용 복합재료에 대해서는 그동안 여러 연구가 진행되어 왔다.

치과용 복합재료는 구강 내의 특수한 상황으로 일반 재료와는 달리 그 요구 특성이 까다롭다. 즉, 상대습도가 100%에 가까운 습윤한 환경, 저작 시에 발생되는 높은 교합압, 급격한 온도 변화, 생체 조직과의 긴밀한 접촉, 과민 반응과 같은 부작용의 빈발, 무수한 세균종의 구강내 상주, 대중 매체의 발달에 의한 개개인의 높은 심미적 욕구 등이 주요한 인자로 작용한다.

치과용 복합재료는 적용 부위에 따라 그 요구특성이 다르다. 예를 들어, 구치부의 경우에는 상대적으로 강도가 높고 내구성이 높은 것을 요구하며 전치부에서는 심미적인 성질이 더 요구된다.

1940년대 독일에서는, 메타크릴산의 단량체에 3차 아민을 첨가한 물질과 중합체 분말에 벤조일퍼옥사이드를 첨가한 물질을 서로 혼합하면 상온에서 경화됨을 이용하여, 이를 와동에 직접 충전하는 방법이 소개되었다. 이러한 방법은 1950년대에 미국에서 상업화되어 임상에 사용되었고, 이를 자가중합 레진 또는 상온중합 레진이라고 한다. 자가중합 레진은 치질의 색과 잘 조화되어 심미적으로 우수하지만, 경화시 수축이 크고, 기계적 강도가 나쁘며, 열팽창계수가 높고, 변색과 마모가 쉽게 일어나며, 치수에 대한 위해성 때문에 많이 사용되지 못하였다. 그 후 1960년에 미국표준국의 Bowen R.L.이 에폭시 레진의 에폭시기를 불포화 유기산으로 개환반응시킨 2관능성의 점성있는 단량체가 벤조일 퍼옥사이드와 3차 아민에 의해 중합되는 것을 발견하여 이 단량체를 "Bis-GMA"라 칭하였고, 이러한 Bis-GMA 단량체에 다량의 무기필러를 혼합하여 중합시킬 경우 물성이 향상됨을 확인하고 치과 충전용 레진으로서의 가능성을 시사하였다. 현재는, Bis-GMA를 기질로 하고 여기에 각종 무기물을 배합한 레진이 치과용 복합재료로 많이 사용되고 있다. 1974년에는 Bis-GAM 보다 점도가 낮아 더 많은 필러를 함유할 수 있는 우레탄계 물질인 우레탄 디메타크릴레이트(UDMA) 단량체가 개발되었다.

초기 연구의 예로서, 미국특허 제3,066,122호는 치과용 복합재료의 여러 가지 조성들을 개시하고 있지만, 구치부 수복에 사용시 재료의 여러 단점들이 밝혀짐으로써 임상적으로 널리 사용되지 못하였다. 그 후 최근까지 치과용 복합재료는 꾸준히 발전해 왔으며, 특히 최근의 치과 수복용 복합재료는 일반적으로 단량체, 무기 필러, 광개시제, 촉매, 필러 표면처리제 등으로 구성되어 인체에 무해한 가시광선 영역의 광원에 노출되면 광개시제에 의해 라디칼이 형성되고, 생성된 라디칼에 의해 단량체의 중합반응이 일어나 경화된다. 예를 들어, 미국특허 제6,121,344호는, 평균 입경 0.05 내지 0.5 ㎛인 입자를 함유한 광중합형 복합재료가 우수한 특성을 발휘하면서 높은 강도와 윤택성있는 외관을 제공한다고 제안하고 있으나, 매트릭스로서의 단량체에 함유될 필러의 특성이 내마모성을 향상시키지는 못하는 것으로 확인되었다.

한편, 미국특허 제6,030,606호는, 치과용 복합재료의 단량체 성분으로서 에톡실레이트 비스페놀 에이 디메타크릴레이트 6(Bis-EMA6), 우레탄 디메타크릴레이트(UDMA), 2,2-비스-(4-(2-하이드록시-3-메타크릴로일옥시프로폭시)페닐)프로판(Bis-GMA), 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(TEGDMA) 등을 사용하여 기존의 단량체 조성에서 단량체의 분자량을 크게 함으로써 물성의 향상을 꾀하고 있으나, 이는 당업계에 널리 알려진 사실을 제한적으로 적용한 것에 지나지 않으며, 필러의 개선에 의한 물성 향상은 제공하지 못하는 것으로 확인되었다.

최근의 미국특허 제6,898,948호는, 졸-겔법을 이용한 나노 크기의 실리카 입자를 치과 재료에 도입하여 기계적 강도 등의 물성을 꾀하고 있으나, 고점도의 치 과용 단량체 조성에 도입될 함량이 제한적이며, 특성을 발휘하기 위해서는 과량을 사용해야 하는 단점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 일거에 해결하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명의 목적은, 메타크릴레이트계 단량체와 유기 및/또는 무기 필러를 포함하는 혼합물에 표면 개질된 탄소 나노튜브를 더 함유됨으로써, 경화시 중합 수축성이 감소되고 기계적 강도 등이 향상될 수 있는 조성물을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 치과용 복합재료 조성물은,

관능성 메타크릴레이트계 단량체 1 내지 99 중량부;

평균입경 0.01 내지 50 ㎛의 유기 및/또는 무기 필러 0 내지 90 중량부;

표면 개질된 탄소 나노튜브 0.01 내지 10 중량부; 및,

상기 단량체의 중합을 개시하기 위한 촉매량의 중합 개시제;

를 포함하는 것으로 구성되어있다.

본 발명에 사용되는 상기 관능성 메타크릴레이트계 단량체의 바람직한 예로는, MMA계 유도체로서, 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), 글리세롤 디메타크릴레이트(GDMA) 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는 이들의 2 또는 그 이상의 혼합물의 형태로 사용될 수도 있다.

상기 단량체의 함량은, 앞서의 설명과 같이, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 99 중량부이며, 함량이 1 중량부 이하이면 무기 필러 등과 혼합하기 어렵고, 99 중량부 이상이면 필러의 함량이 적어져 기계적 강도가 감소되므로, 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 상기 무기 필러의 바람직한 예로는, 비정질 합성 실리카, 결정성 천연 실리카, 바륨 알루미늄 실리케이트, 카올린, 탈크 등이나, 스트론튬 알루미늄 실리케이트와 같은 방사능 불투과성 유리 분말 등을 들 수 있지만, 이들만으로 한정되는 것은 아니며, 경우에 따라서는, 이들의 2 또는 그 이상의 혼합물의 형태로 사용될 수도 있다. 일반적으로 무기 필러는 친수성이어서 소수성인 상기 관능성 메타크릴레이트계 단량체와의 혼화성이 떨어지므로, 바람직하게는 실란 커플링제로 무기 필러를 처리하여 단량체와의 친화성을 높일 수 있다. 무기 필러의 이러한 소수성 표면처리제로서의 실란 커플링제의 구체적인 예들은 당업계에 공지되어 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명에서 사용되는 상기 유기 필러는, 본 발명 조성물의 매트릭스를 구성하는 단량체나 이와 상용성이 있는 단량체를 벌크 중합, 에멀젼 중합, 현탁 중합 등으로 합성한 후 파우더의 형태로 제조함으로써 평균입경 0.01 내지 50 ㎛로 입자 화한 것을 사용할 수 있다.

상기 무기 필러 및/또는 유기 필러는, 경우에 따라서는, 본 발명의 조성물에 포함되지 않고, 충진제(필러)로서의 그것의 역할을 이후 설명하는 표면 개질된 탄소나노튜브로 완전히 대체할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 무기 필러 및/또는 유기 필러가 조성물 전체 중량을 기준으로 10 내지 85 중량부로 함유된다.

상기 무기 필러 및/또는 유기 필러의 평균 입경은, 앞서의 설명과 같이, 0.01 내지 50 ㎛인 것이 바람직하며, 0.01 ㎛ 보다 작으면, 입자들 상호간의 응집력으로 인해 조성물 내에서의 균일한 분산이 어려울 수 있으며, 반대로 50 ㎛ 보다 크면, 복합재료의 조직감이 감소하여 작업성이 떨어져 시술자가 치아에 적용하기가 어렵고 경화 후 마모에 의해 큰 입자가 상실될 경우 윤택성이 감소되는 문제점이 있을 수 있으므로, 바람직하지 않다.

본 발명에서 사용되는 탄소나노튜브(CNT)는 1991년 일본 NEC의 Iijima에 의하여 발견된 것으로 그래파이트(graphite)가 직경이 1 ~ 100 nm인 실린더 형태로 말려있는 구조를 가지고 있으며, 탄소 사이의 강한 공유 결합에 의해 높은 기계적 강도를 갖고, 높은 영스 모듈러스(Young's modulus)와 높은 종횡비(apect ratio)로 인하여 매우 우수한 기계적 특성을 나타내는 물질이다. 이러한 특성을 이용하여 범용성과 성형성이 우수한 고분자 수지에 탄소나노튜브를 나노 보강재로 활용하는 CNT-고분자 복합체에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 또한, 탄소나노튜브는 탄소로 구성되어 있어서 물성에 비해 질량이 매우 낮으므로, 다른 첨가제에 의한 치과용 구조 재료에 대한 기계적 특성 향상을 기대하는 것 보다 훨씬 우수한 장점 을 갖추고 있다고 할 수 있다.

탄소나노튜브의 제조방법으로는 전기방전법(arc-discharge), 레이저 증착법(laser vaporization), 플라즈마 화학기상증착법(plasma enhanced chemical vapor deposition), 열화학기상증착법(thermal chemical vapor deposition) 등이 있다.

이러한 탄소나노튜브를 치과용 재료에 포함시키는 일부 선행기술들이 존재한다. 예를 들어, 미국특허 제6,872,403호에는 탄소나노튜브를 MMA 단량체에 초음파를 이용하여 분산시킨 다음 PMMA 분말과 혼합하는 등의 과정을 통해 치과 보철용 재료에 응용하는 기술이 제시되어 있다. 그러나, 상기 기술은 제조방법이 복잡하고, 직접 초음파를 단량체에 인가하므로 단량체의 열화가 발생할 수 있으며, 표면 개질에 대한 고려가 없어 엉김 현상 없이 탄소나노튜브가 균일한 분산의 확보가 어려워 그 응용 범위가 5% 이하로 제한적이다.

한편, 탄소나노튜브를 치과용 복합재료에 포함시킴에 있어서 몇가지 문제점이 나타난 바, 그 중 가장 심각한 문제점은 분산의 어려움이다. 즉, 탄소나노튜브는 서로 응집되는 경향이 매우 큰 입자이기 때문에, 매트릭스 단량체에 바로 투입하게 되면 분산이 어려워 본 발명에서 소망하는 기계적 특성을 발휘하기 어렵다.

이와 관련하여, 본 발명에서는 매트릭스 단량체에 대한 분산 전에 표면 개질을 행하는 것을 제시한다. 상기 탄소나노튜브의 표면 개질은 크게 표면을 산화시키는 방식(산화 표면 개질 방식)과 표면을 산화시키지 않는 방식(비산화 표면 개질 방식)으로 나눌 수 있다.

우선, 상기 산화 표면 개질 방식은 기상 산화 방식과 액상 산화 방식으로 나눌 수 있으며, 그 중 공기나 산소를 이용하여 기상 산화시키는 기상 산화 방식은 표면 개질 공정이 전반적으로 간단함에 반하여, 처리 온도가 높은 경우 탄화가 일어나서 심한 분해와 무게 감소를 유발할 수 있다. 따라서, 기상 산화 표면 개질 방식으로서 플라즈마에 의한 표면 개질이 더욱 바람직하며, 이러한 플라즈마 표면 개질 방식은 보강재 자체의 물성 손상이 가장 적고 외적 오염이 적으며 부산물이 거의 없다는 장점을 가짐에 반하여, 고가의 장비가 요구되는 단점이 있다.

상기 액상 산화 개질 방식은 기상 산화 개질 방식에 비해 에칭 효과가 적으면서 표면에 쉽게 활성화 자리를 부여해 계면 결합력을 향상시키는데 유리하다. 예를 들어, 산 등으로 처리하여, 표면에 하이드록시기, 산성기 등과 같은 반응성기를 도입한 후, 상기에서 설명한 바 있는 실란 처리 공정에 의해 단량체와의 친화성을 향상시키는 방법이 특히 바람직하다. 이에 대한 자세한 예는 하기의 실시예 1에서 확인할 수 있다.

상기 비산화 표면 개질 방식은, 바람직하게는 탄소나노튜브의 표면을 매트릭스 단량체와 유사한 구조의 고분자로 도포하는 방식을 고려할 수 있다. 고분자 도포 방법은 용융 중합체와 탄소나노튜브를 혼합하는 방법, 용액상태의 중합체와 탄소나노튜브를 혼합하여 용매를 증발시킨 다음 파우더화하는 방법, 단량체와의 혼합 후 벌크 중합, 에멀젼 중합, 현탁 중합, 분산 중합 등의 중합 방법을 이용하여 소정의 두께로 감싸는 방법이 가능하다. 이에 대한 자세한 예는 하기의 실시예 2에서 확인할 수 있다.

상기 표면 개질된 탄소 나노튜브의 함량은, 앞서의 설명과 같이, 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 10 중량부이며, 함량이 0.01 중량부보다 적으면 본 발명의 목적인 기계적 물성의 향상을 꾀할 수 없으며, 탄소 나노튜브는 타 재료 대비 성능의 우수성과 가격을 고려하여 10 중량부 이상 투입은 바람직하지 않다.

본 발명의 치과용 복합재료 조성물에 함유되어 있는 탄소 나노튜브는 다양한 효과를 유발하는 바, 우선, 경화 반응시 메타크릴레이트 단량체의 이중결합이 단일결합의 고분자로 바뀌면서 발생하는 중합수축을 억제하고 수축시 발생하는 수축응력을 분산시킨다. 이를 통해, 최종적으로 얻어진 복합재료와 치아와의 결합이 향상되고, 변연 누출이 감소되어 2차 우식을 차단할 수 있다. 또한, 수축응력 분산을 통해 내부 크랙 형성이 억제되어 기계적 강도 또한 향상된다. 탄소 나노튜브의 높은 표면 에너지로 매트릭스 수지와의 높은 혼화성으로 인하여 내마모성이 급격히 증가하여 치과용 재료에서 요구되는 내구성의 확보가 가능하다.

본 발명의 조성물을 중합(경화)하는 반응은 사용되는 촉매의 종류에 따라 양이온 형성 메카니즘, 음이온 형성 메카니즘, 라디칼 형성 메카니즘 등으로 다양하게 행해질 수 있으며, 이중 라디칼 형성 메카니즘은 가장 보편적으로 이용된다. 이들 중합 메카니즘에 따라, 상기 중합 반응은 광중합 반응, 화학중합 반응, 이중중합 반응 등으로 행해질 수 있다.

상기 광중합 반응은, 가시광선에 의해 활성화되어 단량체의 중합 반응을 개시하는 광중합 개시제에 의해 실행되며, 광중합 개시제의 대표적으로는 α-디케톤 계의 카르보닐 화합물 광중합 개시제와 아실포스파인 옥사이드계 광중합 개시제 등이 있다. 광중합 개시제는 통상적으로 조촉매로서 수소 공여체를 사용하며 주로 3급 아민계 촉매가 함께 작용한다. 상기 광중합 개시제들과 조촉매들의 구체적인 예들은 당업계에 공지되어 있으므로, 그에 대한 설명은 본 명세서에서 생략한다.

상기 화학중합 반응은, 2 종의 페이스트 반응계, 즉, 벤조일 퍼옥사이드와 같은 퍼옥사이드를 포함하고 있는 제 1 페이스트와, 디메틸톨루이딘과 같은 방향족 3급 아민을 포함하고 있는 제 2 페이스트를 사용하여, 이들 페이스트를 혼합할 때 라디칼이 형성되어 중합이 개시되게 된다.

상기 이중중합 반응은, 상기 광중합 반응과 화학중합 반응을 동시에 유도할 수 있도록 촉매를 처방한 2 종의 페이스트 반응계에 의해 개시된다.

이러한 중합반응을 위한 중합 개시제는 중합반응을 유도하면서 생성물의 물성에 영향을 미치지 않는 범위내에서 조성물에 포함될 수 있으므로, 상기 "촉매량"이란 이러한 함량 범위를 의미하며, 조성물의 기타 성분들의 종류 및 함량과 촉매의 종류에 따라 달라질 수 있다.

본 발명의 조성물에는 발명의 효과를 저해하지 않는 범위내에서 기타 공지의 화합물들이 첨가될 수 있는 바, 그러한 물질로는, 중합금지제, 산화방지제, 조색제, 불소첨가제 등을 들 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명의 내용을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 응용 범위는 치과용 복합재료 전반에 걸쳐 적용되며, 단지 본 발명의 자세한 적용 사례를 보이기 위한 목적으로 광중합형 치과용 복합 재료에 적용한 예를 이하에서 설명한다. 따라서, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 실란 코팅 탄소 나노튜브 제조

CVD법으로 제조한 일진나노텍의 멀티 월(multi-wall) 나노튜브(MWCNT)를 사용하였다. 사용한 MWCNT는 직경이 10 ~ 25 nm이고, 길이가 10 ~ 50 ㎛으로 종횡비가 1000이다. CNT 표면에 있을 수 있는 불순물을 제거하기 위해 증류수를 이용하여 2 ~ 3 회씩 반복하여 세척한 후 약 80℃에서 24 시간 이상 진공 건조하였다. 세척한 CNT를 35% 인산으로 24 시간 동안 처리하고 증류수로 세척한 후에 미리 준비한 실란 처리용액으로 표면의 하이드록시기와 반응시키고 동결 건조하여 S-CNT를 제조하였다.

실시예 2: 고분자로 도포된 탄소 나노튜브 제조

질산으로 표면 개질하고 정제한 SWCNT를 사용한다. SWCNT를 증류수에 0.5 phr 투입한 후 교반기로 교반하면서 초음파를 가하여 분산시켰다. 분산시에는 외부 자켓의 온도를 10℃로 하였다. 증류수에 먼저 안정화제로 PVOH를 0.1 phr를 투입하여 완전하게 녹인 다음, 20 phr의 메틸메타아클릴레이드와 0.1 phr의 에틸렌글리콜 디메타그릴레이트와 단량체 대비 0.1중량비의 AIBN를 넣고 분산시킨 다음 60℃로 12 시간 동안 반응시켜, SWCNT가 고분자 중합체로 도포된 새로운 비드 형태의 CNT-고분자 복합체(W-SWCNT)를 얻었다.

실시예 3: 광중합형 수복용 복합재료 조성물의 제조

하기 표 1의 조성으로, 본 발명에 따른 광중합형 수복용 복합재료 조성물을 제조하였다.

상기 조성물의 경화물에 대해 ADA 규격에 따라 측정한 압축강도는 350±20 MPa 이었으며, 와트 수축율 측정기(Watt shrinkage Tester)로 측정한 중합수축율은 2.1±0.1% 이었다. 와트 수축율은 Dental Materials,October 1991, pgs 281-286의 방법에 따라 측정하였다. 3-body 마모도 측정기를 이용하여 마모도를 측정하였다. 마모도는 J Den Res 76(7):1405-1411,july,1997의 방법에 따라 측정하였다. 50,000 회를 연마제하에서 복합재료와 치아 사이의 압력을 70 N으로 하여 왕복 운동을 실시한 후 변동된 높이를 profilometry를 이용하여 측정하였다. 측정결과 20±5 ㎛ 이었다. 미세 경도 측정은 Schimadzu microhardness tester를 이용하여 25 kgf의 하중을 시편에 15 초간 가하여 형성된 다이아몬드형 압흔의 길이를 측정하여 경도를 산출하였다. 산출된 미세 경도는 150±7 Kg/mm² 이었다.

실시예 4

표 1의 조성에서, S-CNT를 을 0.1 중량부로 첨가하였다는 점을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.

상기 조성물의 경화물에 대해 ADA 규격에 따라 측정한 압축강도는 400±20 MPa 이었으며, 와트 수축율 측정기로 측정한 중합수축율은 2.1±0.1% 이었다. 3-body 마모도 측정기로 측정한 마모도는 9±5 ㎛ 이었다. 미세경도계로 측정한 미세경도는 150±7 Kg/mm² 이었다.

실시예 5: 광중합형 치면열구전색재 조성물의 제조

하기 표 2의 조성으로, 본 발명에 따른 광중합형 치면열구전색재 조성물을 제조하였다.

상기 조성물에 대한 미세경도계로 측정한 미세경도는 50±4 Kg/mm² 이었다.

[비교예 1]

표 1의 조성에서, CNT을 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.

상기 조성물의 경화물을 ADA 규격에 따라 측정한 압축강도는 300±20 MPa 이었으며, 와트 수축율 측정기로 측정한 중합수축율은 2.6±0.1% 이었다.

3-body 마모도 측정기로 측정한 마모도는 50±10 ㎛ 이었다.

[비교예 2]

표 2의 조성에서, CNT을 포함하지 않은 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.

상기 조성물에 대한 미세경도계로 측정한 미세경도는 10±2Kg/mm² 이었다.

[비교예 3]

표 1의 조성에서, 표면 개질되지 않은 CNT을 포함하는 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.

CNT가 표면 개질되지 않음으로써 분산 과정에서 응집 현상이 현저히 나타났고, 그러한 조성물의 경화물을 ADA 규격에 따라 측정한 압축강도는 310±20 MPa 이었으며, 와트 수축율 측정기로 측정한 중합수축율은 2.4±0.1%이었다.

3-body 마모도 측정기로 측정한 마모도는 40±10 ㎛ 이었다.

[비교예 4]

표 2의 조성에서, 표면 개질되지 않은 CNT을 포함하는 것을 제외하고는 실시예 5와 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.

CNT가 표면 개질되지 않음으로써 분산 과정에서 응집 현상이 현저히 나타났고, 상기 조성물에 대해 미세경도계로 측정한 미세경도는 15±2 Kg/mm²이었다.

이상의 설명과 같이, 본 발명의 치과용 복합재료 조성물은 표면 개질된 탄소 나노튜브를 포함함으로써, 중합수축율이 감소되어 변연 누출이 적고, 변형에 대해 저항성이 커서 압축강도, 굴곡강도 등 기계적 강도가 향상되며, 내마모도, 표면 경도 등 내구성이 증가되어 치과용의 재료의 전반에 걸쳐 광범위하게 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 관능성 메타크릴레이트계 단량체 1 내지 99 중량부;

   평균입경 0.01 내지 50 ㎛의 유기 및/또는 무기 필러 0 내지 90 중량부;

   표면 개질된 탄소 나노튜브 0.01 내지 10 중량부; 및

   상기 단량체의 중합을 개시하기 위한 촉매량의 중합 개시제;

   를 포함하는 것으로 구성되어있는 치과용 복합재료 조성물
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 관능성 메타크릴레이트계 단량체는, 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 이상의 단량체이며;

   상기 무기 필러는, 비정질 합성 실리카, 결정성 천연 실리카, 바륨 알루미늄 실리케이트, 카올린, 탈크, 및 방사능 불투과성 유리 분말로 이루어진 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 필러이며;

   상기 유기 필러는, 상기 조성물의 단량체 및/또는 이와 상용성이 있는 단량체를 벌크 중합, 에멀젼 중합, 현탁중합 등으로 합성한 후 파우더의 형태로 제조한 것을 특징으로 하는 조성물.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 무기 필러와 탄소 나노튜브는 실란 커플링제로 처리하여 단량체와의 친화성을 높인 것을 특징으로 하는 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 탄소나노튜브는 산화 표면 개질 방식 또는 비산화 표면 개질 방식으로 그것의 표면이 개질되는 것을 특징으로 하는 조성물.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 산화 표면 개질 방식은 탄소나노튜브의 표면을 플라즈마로 처리하거나, 산처리에 의해 표면에 반응성기를 도입한 후 표면에 실란을 도입하는 것을 특징으로 하는 조성물.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 비산화 표면 개질 방식은 탄소나노튜브의 표면을 매트릭스 단량체와 유사한 구조의 고분자로 도포하는 것을 특징으로 하는 조성물.