KR101383674B1 - 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모에 관한 것으로, 보다 구체적으로 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지 및 강성수지를 포함하는 코어층 및 시스층으로 형성된 이중구조 필라멘트를 형성함으로써, 향상된 세정력을 갖으면서도 잇몸을 보호할 수 있으며, 코어층과 시스층의 계면접착력이 향상되어 강도 및 굴곡회복률이 향상되며, 이로 인하여 청량한 양치감을 제공하며, 이중구조 필라멘트의 탄력손실율이 우수하여 이를 이용한 칫솔모의 수명이 길어지는 장점이 있다.

Description

이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔{DUAL STRUCTURE FILAMAENT AND TOOTHBRUSH USING THEREOF}
본 발명은 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모에 관한 것으로, 보다 구체적으로 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지 및 강성수지를 포함하는 코어층 및 시스층으로 형성된 이중구조 필라멘트를 형성하고 이를 이용한 칫솔모에 관한 것이다.
칫솔은 구강을 청소하기 위해 사용되는 대표적인 청결도구이다. 일반적으로 칫솔의 구성은 플라스틱으로 성형된 칫솔 자루와 한 쪽 단부 부분에 나일론으로 만들어진 칫솔모가 다수의 군으로 식모되어 있다.
상기 칫솔모에 사용되는 나일론 소재는 일반적으로 나일론 610과 나일론 612 수지를 용융 방사하는 방법으로 만들어진다. 그러나 상기 나일론은 칫솔모에 사용되기 위하여 요구되는 칫솔모의 물성인 복원력이나 수분 흡수 시 강도와 내구성이 폴리에스테르 필라멘트에 비해 현저하게 떨어져, 쉽게 구부러지며 일정한 탄력과 강도를 만들어 내지 못하는 단점이 있다.
대한민국공개특허 제10-1998-082012호(특허문헌 1) “실리콘과 나일론을 주성분으로 하는 칫솔모를 갖는 칫솔”는 실리콘 칫솔모과 나일론 칫솔모가 교번적으로 제공되는 칫솔에 관한 것으로, 양치질을 할 때 잇몸의 자극을 방지하여, 잇몸출혈과 같은 부작용을 방지하도록 보다 부드럽고 연한 실리콘 칫솔모를 갖으며 양치효과를 높일 수 있는 나일론 칫솔모가 포함된 칫솔을 제공한다. 그러나 실리콘과 나일론으로 이루어진 칫솔은 그 솔이 너무 부드럽고 두껍기 때문에 양치 효과가 떨어지는 단점이 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여 내구성과 기계적 물성이 우수하면서도 부드러운 칫솔모가 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-1998-082012호
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 코어층 및 강성수지를 포함하는 시스층으로 형성되며, 코어층이 테이퍼 형상으로 드러나도록 형성되도록 함으로써, 잇몸을 보호하면서도 세정력이 우수하고, 향상된 강도 및 탄성을 갖는 이중구조 필라멘트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 강성수지를 포함하는 코어층 및 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 시스층으로 형성됨으로써 이중구조 필라멘트의 기타 화학적 처리 또는 가공없이 향상된 세정력을 갖으면서도 잇몸을 보호할 수 있고, 향상된 강도 및 탄성을 갖는 이중구조 필라멘트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 이와 같은 이중구조 필라멘트를 이용한 칫솔모를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 칫솔모를 이용한 칫솔 또는 전동칫솔을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 코어층 및 강성수지를 포함하는 시스층;을 포함하여 형성되며, 상기 코어층이 드러나도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 강성수지를 포함하는 코어층 및 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 시스층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 강성수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있으며, 상기 실리콘계 수지는 리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐사이클로실록산, 테트라메틸테트라페닐사이클로테트라실록산, 옥타페닐사이클로테트라실록산,또는 이들의 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
상기 실리콘계 수지는 비닐기를 가지는 실록산을 상기 실리콘계 수지에 대하여 1 내지 20중량% 추가로 더 포함할 수 있으며, 상기 비닐기를 가지는 실록산은 트리에톡시비닐실란, 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트, 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
상기 이중구조 필라멘트는 상기 코어층이 드러나는 테이퍼상으로 형성될 수 있다. 상기 실리콘계 수지 또는 상기 강성수지에 세정력 향상제를 추가로 더 포함할 수 있으며, 상기 세정력 향상제는 플루오르화 올레핀 중합체, 질화붕소, 몰리브덴 디술파이드, 흑연, 플러렌 또는 활석 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있으며, 상기 세정력 향상제의 함량은 상기 상기 강성수지 또는 상기 실리콘계 수지 100중량부에 대하여, 세정력 향상제 0.01 내지 10중량부 포함될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기의 이중구조 필라멘트를 포함하는 칫솔모인 것을 특징으로 한다.
상기 칫솔모는 하기 식 1 내지 식 3의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112012040064999-pat00001
(상기 [식 1]에서 Ft는 KS G 3103으로 측정한 굴곡회복률이며, 상기 [식 2]에서 St는 KS K 0412으로 측정한 강도이고, 상기 [식 3]에서 Et은 KS K 0412으로 측정한 신율이다.)
또한, 상기 칫솔모는 마찰계수가 0.1 내지 0.8이며, 하기 식 4에 의한 탄력손실율(△M)이 10 내지 40%인 것을 특징으로 한다.
Figure 112012040064999-pat00002
(상기 식 4에서 M0는 초기 모의 넓이(폭,%)이고, M1은 마모시험(2만회) 후의 모의 넓이(폭,%)이다.)
본 발명의 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모에 따르면, 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 코어층 및 강성수지를 포함하는 시스층으로 형성되며, 코어층이 테이퍼 형상으로 드러나도록 이중구조를 형성함으로써, 잇몸의 자극을 최소화하면서 세정력이 향상되며, 코어층과 시스층의 계면접착력이 향상되어 강도 및 굴곡회복률이 향상되며, 이로 인하여 청량한 양치감을 제공하는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 강성수지를 포함하는 코어층 및 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 시tm층으로 형성됨으로써 이중구조 필라멘트의 기타 화학적 처리 또는 가공없이 향상된 세정력을 갖으면서도 잇몸을 보호할 수 있으며, 코어층과 시스층의 계면접착력이 향상되어 강도 및 굴곡회복률이 향상되며, 이로 인하여 청량한 양치감을 제공하는 장점이 있다.
또한, 이중구조 필라멘트의 탄성회복변화율이 우수하여 이를 이용한 칫솔모의 수명이 길어지는 장점이 있다.
이하, 본 발명의 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모에 대하여 바람직한 실시형태 및 물성측정 방법을 상세히 설명한다. 본 발명은 하기의 실시예에 의하여 보다 더 잘 이해될 수 있으며, 하기의 실시예는 본 발명의 예시 목적을 위한 것이고, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 한정되는 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1양태는 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 코어층 및 강성수지를 포함하는 시스층을 포함하여 형성되며, 상기 코어층이 드러나도록 형성되는 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모에 관한 것이다.
또한, 본 발명의 제2양태는 강성수지를 포함하는 코어층 및 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 시스층;을 포함하여 형성되는 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모에 관한 것이다.
이하는 본 발명의 제1양태에 관하여 구체적으로 설명한다.
본 발명의 제1양태는 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 코어층 및 강성수지를 포함하는 시스층을 포함하여 형성되며, 상기 코어층이 드러나도록 형성되는 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모에 관한 것이다.
시스층의 강성수지는 필라멘트의 강도 및 탄성을 향상시키는 역할을 하는 것으로 폴리에스테르계 수지가 바람직하며, 보다 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 필라멘트의 강도와 탄성을 효과적으로 향상시킬 수 있다는 점에서 효과적이다.
코어층의 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지는 코어층과 시스층의 계면접착력을 향상시키고, 필라멘트의 탄성을 향상시켜 잇몸의 손상을 방지하면서 우수한 세정력을 부여하는 역할을 하는 것으로, 상기 범위의 마찰계수를 가질 때에 칫솔모와 잇몸 및 칫솔모와 치아 사이의 마찰력이 적절히 조절되어, 잇몸 또는 치아의 손상없이 세정력이 극대화될 수 있다. 상기 마찰계수가 0.1 미만일 경우에는 잇몸에 무리가 가지 않으나 세정력이 감소되는 문제가 발생할 수 있으며, 마찰계수가 0.8 초과일 경우에는 세정력은 다소 상승할 수 있으나, 양치시 약간의 압력만 증가되더라도 잇몸이 쉽게 손상되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기 마찰계수 범위를 가지는 실리콘수지 계열은 제한없이 사용가능하고, 예를 들면 폴리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐사이클로실록산, 테트라메틸테트라페닐사이클로테트라실록산, 옥타페닐사이클로테트라실록산 또는 이들의 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
상기 실리콘계 수지는 비닐기를 가지는 실록산을 상기 실리콘계 수지에 대하여 1 내지 20중량% 추가로 더 포함하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 3 내지 10 중량% 추가로 더 포함하는 것이 효과적이다. 이는 강도가 약한 실리콘계 수지에 강도를 부여하기 위하여 추가하는 것으로, 상기 비닐기를 가지는 실록산은 트리에톡시비닐실란, 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트, 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 실리콘계 수지가 가지는 유연성 이나 탄성을 감소시키지 않으며 효과적으로 강도를 향상시킬 수 있다.
시스층이 강성수지로 형성될 경우, 코어층의 실리콘계 수지의 세정력을 효과적으로 발휘할 수 없으며, 강성수지로 인하여 필라멘트의 강도가 필요 이상으로 높아지는 것을 방지하며, 높은 강도로 인하여 양치감이 뻣뻣하며 잇몸을 손상시킬 수 있는 우려가 있으므로, 이중구조 필라멘트를 코어층이 드러나도록 가공을 하는 것이 바람직하다.
코어층이 드러나도록 가공하는 방법은 통상의 화학적 가공방법이 사용될 수 있으며, 특히 필라멘트의 일측 또는 양측을 알칼리 또는 산성 용액에 담그어 테이퍼 형태로 가공하는 것이 바람직하다. 필라멘트를 테이퍼형태로 가공할 경우, 양치시 코어층의 실리콘계 수지가 잇몸에 닿게 됨으로써 잇몸의 손상을 최소화 할 수 있고, 우수한 탄성력으로 우수한 세정력을 제공할 수 있기 때문이다.
또한, 실리콘계 수지 또는 강성수지에 세정력 향상제가 포함되는 것이 바람직하다. 실리콘계 수지 또는 강성수지 자체의 세정력도 우수한 편이나, 세정력 향상제를 포함함으로써, 초기의 세정력을 꾸준히 유지할 수 있으며, 잇몸에 보다 적은 자극으로 청량한 양치감을 제공할 수 있다. 상기 세정력 향상제는 플루오르화 올레핀 중합체, 질화붕소, 몰리브덴 디술파이드, 흑연, 플러렌 또는 활석 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 세정력 향상에 효과적이다.
상기 세정력 향상제의 함량은 상기 실리콘계 수지 또는 강성수지 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부 포함하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 5중량부 포함하는 것이 효과적이다. 세정력 향상제의 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 세정력 향상 효과를 미미하게 하며, 10중량부 초과일 경우에는 실리콘계 수지 또는 강성수지와 상용성이 떨어져 실리콘계 수지의 강도 및 탄성을 약화시켜 내구성 및 세정력이 현저히 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 이중구조 필라멘트는 첨가제 또는 코팅제를 추가로 포함할 수 있으며, 예를 들면, 무기첨가제, 항균성 첨가제 등이 포함될 수 있다.
상기 무기첨가제는 이산화규소, 수산화알루미늄, 탄산칼슘, 실리카, 벤토나이트 점토, 인산칼슘, 인산이칼슘 또는 무수 이인산칼슘에서 선택되는 어느 하나 또는 그들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 항균성 첨가제는 은나노분말, 백금나노분말, 숯분말, TiO2, TiON, 불소 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 필라멘트의 제조는 압출기를 사용하여 이루어질 수 있으며, 이축 스크류 압출기와 같은 다양한 종류의 압출기에 제한되지 않는다. 실리콘계 수지 또는 강성수지와 기타 첨가제는 압출기내에서 용융물로서 혼합되고, 생성된 조성물은 다이 플레이트(die plate)를 갖는 스핀 팩(spin pack)내로 계량된다. 조성물은 여과되고, 다이 플레이트의 구멍을 통해 압출됨으로써 다양한 모양과 크기의 필라멘트가 생성될 수 있다.
이러한 필라멘트의 단면 모양은 다이 플레이트 구멍의 모양에 의해 결정되며 원형, 타원형, 직사각형, 삼각형 또는 임의의 정다각형 모양과 같은 임의의 모양이거나 불규칙한, 비원형 모양일 수 있다. 또한, 코어층과 시스층으로 가지는 이중구조로 형성되는 것이 바람직하며, 시스층은 코어층을 동축 또는 동심 형태로 둘러싼다.
또한, 본 발명에 사용된 필라멘트는 용융 방사에 의해 제조될 수 있다. 압출 공정에서, 필라멘트 가닥은 다이 플레이트로부터 나온 후, 급냉 수욕 내에서 고화된 다음, 원래 길이의 3 내지 8배로 연신하기 위한 일련의 연신 롤을 통해 수송된다. 필라멘트는 일정한 속도 및 시간에 따라 연신되고, 드럼(drum) 또는 스풀(spool)과 같은 권취기 상에서 권취되어 제조될 수 있다.
이러한 필라멘트는 본 발명의 칫솔모로 사용되며, 상이한 색상, 직경, 중합체 조성, 길이 및 모양의 필라멘트가 하나의 다발로 모여 특정한 솔 특징 또는 외관을 이룰 수 있다.
본 발명의 칫솔모는 코어층 10 ~ 90 중량%, 시스층 10 ~ 90 중량% 포함 하며, 칫솔모의 직경은 0.05 ~ 0.25 mm이고, 코어층의 직경은 0.001 ~ 0.2 mm인 것이 바람직하다. 칫솔모의 규격이 상기와 같은 경우 우수한 세정효과를 얻을 수 있다.
또한, 상기 칫솔모는 하기 식 1 내지 식 3의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112012040064999-pat00003
(상기 [식 1]에서 Ft는 KS G 3103으로 측정한 굴곡회복률이며, 상기 [식 2]에서 St는 KS K 0412으로 측정한 강도이고, 상기 [식 3]에서 Et은 KS K 0412으로 측정한 신율이다.)
상기와 같은 물성은 코어층과 시스층의 실리콘계 수지 및 강성수지의 굴곡회복률, 강도 및 신율에 의하여 발현되는 물성으로, 본 발명의 칫솔모가 상기 굴곡회복률, 강도 및 신율의 조건이 상기 범위를 동시에 만족할 경우에 부드러우면서도 강도 및 탄성이 우수하여 청량한 양치감을 제공할 수 있으며, 잇몸의 손상을 최소화하면서, 세정력이 향상되는 장점이 있다.
반면, 굴곡회복률이 40% 미만이고, 강도가 800cm/N 미만이며, 신율이 40% 초과일 경우에는 칫솔모가 가지는 강도 및 탄성이 너무 약하여 내구성이 확보되지 않으며, 충분한 세정효과를 발현할 수 없는 문제가 발생하며, 굴곡회복률이 60% 초과이고, 강도가 1,500cm/N이며, 신율이 20% 미만일 경우에는, 칫솔모가 너무 뻗뻗하게 형성되어, 쉽게 잇몸이 손상될 수 있으며, 쉽게 마모되어 내구성이 약해지는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 칫솔모는 하기 식 4에 의한 탄력손실율(△M)이 10 내지 40%인 것을 특징으로 한다.
Figure 112012040064999-pat00004
(상기 식 4에서 M0는 초기 모의 넓이(폭,%)이고, M1은 마모시험(2만회) 후의 모의 넓이(폭,%)이다.)
이는 탄력손실율이 감소함으로써, 내구성이 향상되어 양치감이나 세정력의 감소없이 칫솔모의 수명이 길어지는 장점이 있으며, 이러한 칫솔모는 칫솔 또는 전동칫솔 등으로 사용될 수 있다.
다음으로 본 발명의 제2양태에 대하여 자세하게 설명한다.
본 발명의 제2양태는 강성수지를 포함하는 코어층 및 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 시스층;을 포함하여 형성되는 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모에 관한 것이다.
시스층이 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지로 형성되는 경우, 실리콘계 수지가 가지는 유연성 및 탄성으로 인하여 기타 화학적 처리 또는 가공없이 향상된 세정력을 유지하면서 잇몸을 보호할 수 있고, 코어층과 시스층의 계면접착력이 향상되어 강도 및 굴곡회복률이 향상되는 장점이 있다.
구체적으로 강성수지, 실리콘계 수지 및 기타 첨가제와 제조방법은 앞서 제1양태에서 설명한 바와 동일하다.
이하, 본 발명의 이중구조 필라멘트 및 이를 이용한 칫솔모를 실시예 및 비교예를 통하여 자세히 설명하고자 한다.
물성측정
1.강도 및 신율 측정
만능재료시험기를 이용한 필라멘트 인장강도 및 신율을 측정법 KS K0412 측정방법으로 측정하였다.
2. 굴곡회복율 측정
굴곡회복율은 칫솔규격 KS G3103 측정방법으로 측정하였다.
3. 탄력손실율 측정
식모된 칫솔을 치아와 동일한 형태의 요철에 초당 2회의 속도로 2만회 반복 왕복하는 마모시험 후 탄력손실율을 측정하였으며, 하기 식 4로 계산하였다.
Figure 112012040064999-pat00005
(상기 식 4에서 M0는 초기 모의 넓이(폭,%)이고, M1은 마모시험(2만회) 후의 모의 넓이(폭,%)이다.)
4. 사용성에 대한 소비자 선호도 평가를 평가
50명의 패널 리스트를 대상으로 본 발명에서 제조한 칫솔과 기존의 칫솔을 일정기간(7일) 동안 사용 후 비교 패널테스트를 통하여 사용성에 대한 선호도를 5점 비교법을 이용하여 그 평균값을 나타내었다.
[실시예 1]
마찰계수가 0.3인 실리콘수지(MB50-010,오성폴리텍)400g, 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트 15g 및 세정력향상제로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 듀퐁사 teflon MP1400) 35g을 혼합하여 제1압출기에 투입하였으며, 강성수지로 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지(토레이사, Toraycon 1100제품) 600g을 제2압출기에 투입하였다. 이때 코어층을 형성하는 제 1압출기의 온도는 260℃, 압력은 600psi으로 하였으며, 시스층을 형성하는 제 2압출기의 온도는 250℃, 압력은 800psi으로 하였다. 노즐팩으로 방사되는 필라멘트를 얻어 20℃에서 냉각하고, 5배 연신하였다. 상기 필라멘트를 직경 40mm의 번들로 제조한 후, 60 mm 길이로 절단하였다. 상기 번들의 일측 끝단을 120℃, 40% 농도의 알칼리 용액에 침지하여 6시간 동안 가공하였다. 침지된 부분에 수지가 가수분해된 흰색 덩어리가 생성되었다. 상기 흰색 덩어리를 물로 2회 세척하고 묽은 황산으로 중화한 후 세척하여, 끝단이 테이퍼 형태로 미세화된 필라멘트를 제조하였으며, 상기의 물성을 측정하여 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
[실시예 2]
강성수지로 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지(토레이사, Toraycon 1100제품) 470g 제1압출기에 투입하였으며, 마찰계수가 0.3인 실리콘수지(MB50-010,오성폴리텍)400g, 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트 15g 및 세정력향상제로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, 듀퐁사 teflon MP1400) 40g을 혼합하여 제2압출기에 투입하였다. 이때 코어층을 형성하는 제 1압출기의 온도는 260℃, 압력은 600psi으로 하였으며, 시스층을 형성하는 제 2압출기의 온도는 250℃, 압력은 800psi으로 하였다. 노즐팩으로 방사되는 필라멘트를 얻어 20℃에서 냉각하고, 5배 연신하여, 코어층 및 시스층으로 형성된 이중구조 필라멘트를 제조하였으며, 상기의 물성을 측정하여 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
[비교예 1]
폴리부틸렌테레프탈레이트 수지(수평균분자량 35,000) 400g을 제 1압출기에 투입하고 , 나일론 612수지(중량평균분자량 20,000) 600g을 제 2 압출기에 투입하였다.
상기 제 1압출기의 온도는 260℃로 하고 압력은 600psi로 하였으며, 제 2압출기의 온도는 250℃로 하고 압력은 800psi로 하였다. 노즐팩으로 방사되는 코어-시스 구조의 필라멘트를 얻어 20℃에서 냉각하고, 5배 연신하였다. 이때 사용한 코어층, 시스층 및 제조된 칫솔모의 물성은 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다.
[비교예 2]
통상의 일반 나일론(nylon)모만을 가지고 만들어진 종래의 일반 칫솔모이며, 상기의 물성을 측정하여 그 결과를 표 1 및 표 2에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112012040064999-pat00006
[표 2]
Figure 112012040064999-pat00007
*평가기준
5:매우양호
4:양호
3:보통
2:불량
1:매우불량
상기 표 1에 나타난 바와 같이 실시예 1 및 실시예 2는 비교예 1 및 비교예 2에 비하여, 굴곡회복률, 강도 및 신율이 현저히 우수함을 알 수 있으며, 마모시험 2만회 반복 후에도 칫솔모 탄성의 감소가 크지 않으며, 초기의 강도 및 탄성을 유지한다는 것을 탄력손실율 측정을 통해 확인할 수 있었다.
또한, 상기 표 2에 나타난 바와 같이 실시예 1 및 실시예 2가 비교예 1 및 비교예 2 보다 양치감, 세정효과 및 모의 부드러움에서 현저히 우수한 수치를 나타내고 있음을 알 수 있다.
이는 본 발명과 같이 실리콘계 수지 또는 강성수지를 포함하여 코어층/시스층으로 형성되는 이중구조를 가짐으로써, 잇몸을 손상시키지 않으면서 우수한 세정력을 갖으며, 강도 및 탄성이 우수하여 청량한 양치감을 부여하며, 내구성도 현저히 향상된 것을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 균등물을 사용할 수 있으며, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서, 상기 기재 내용은 하기의 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (12)

  1. 마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 코어층; 및
    강성수지를 포함하는 시스층;을 포함하여 형성되며,
    상기 코어층이 드러나도록 형성되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필라멘트.
  2. 강성수지를 포함하는 코어층; 및
    마찰계수가 0.1 내지 0.8인 실리콘계 수지를 포함하는 시스층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중구조 필라멘트.
  3. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 강성수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리사이클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 또는 이들의 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상이며,
    상기 실리콘계 수지는 폴리디메틸실록산, 폴리디페닐실록산, 헥사메틸사이클로트리실록산, 옥타메틸사이클로테트라실록산, 도데카메틸사이클로헥사실록산, 트리메틸트리페닐사이클로실록산, 테트라메틸테트라페닐사이클로테트라실록산, 옥타페닐사이클로테트라실록산,또는 이들의 공중합체 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 이중구조 필라멘트.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 실리콘계 수지는 비닐기를 가지는 실록산을 상기 실리콘계 수지에 대하여 1 내지 20중량% 추가로 더 포함하며,
    상기 비닐기를 가지는 실록산은 트리에톡시비닐실란, 3-(트리메톡시실릴)프로필 아크릴레이트, 3-(트리메톡시실릴)프로필 메타크릴레이트 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 이중구조 필라멘트.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 이중구조 필라멘트는 상기 코어층이 드러나는 테이퍼상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필라멘트.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 실리콘계 수지 또는 상기 강성수지에 세정력 향상제를 추가로 더 포함할 수 있으며,
    상기 세정력 향상제는 플루오르화 올레핀 중합체, 질화붕소, 몰리브덴 디술파이드, 흑연, 플러렌 또는 활석 중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 이중구조 필라멘트.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 세정력 향상제는 상기 강성수지 또는 상기 실리콘계 수지 100중량부에 대하여, 세정력 향상제 0.01 내지 10중량부 포함되는 것을 특징으로 하는 이중구조 필라멘트.
  8. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항의 이중구조 필라멘트를 포함하는 칫솔모.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 칫솔모는 하기 식 1 내지 식 3의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 칫솔모.
    Figure 112012040064999-pat00008

    (상기 [식 1]에서 Ft는 KS G 3103으로 측정한 굴곡회복률이며, 상기 [식 2]에서 St는 KS K 0412으로 측정한 강도이고, 상기 [식 3]에서 Et은 KS K 0412으로 측정한 신율이다.)
  10. 제 8항에 있어서,
    하기 식 4에 의한 탄력손실율(△M)이 10 내지 40%인 것을 특징으로 하는 칫솔모.
    Figure 112012040064999-pat00009

    (상기 식 4에서 M0는 초기 모의 넓이(폭,%)이고, M1은 마모시험(2만회) 후의 모의 넓이(폭,%)이다.)
  11. 제 8항의 칫솔모를 이용한 칫솔.
  12. 제 8항의 칫솔모를 이용한 전동칫솔.
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