KR101551064B1

KR101551064B1 - 치과용품

Info

Publication number: KR101551064B1
Application number: KR1020140024197A
Authority: KR
Inventors: 김탁규; 전광수; 곽한호; 채홍원
Original assignee: 한국엔지니어링플라스틱 주식회사
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-09-07

Abstract

본 발명은 인간 또는 동물용 의치(denture), 국소의치, 마우스피스, 스플린트(splint), 나이트 가드(night guard)(마우스 가드) 등의 치과용품에 관한 것이다. 구체적으로, 상기 의치 등에 있어서 잇몸에 탈착하는 부분인 의치상(denture base) 등의 수축률이 개선됨으로써 장기간 사용시에도 착용감이 좋고 이물감이 없으며, 피로강도, 내충격성 등의 기계적 물성이 우수하여 수명이 길고, 미적 외관을 가질 뿐만 아니라, 제조가 용이하고 제조비용이 저렴한, 치과용품에 관한 것이다.

Description

치과용품{Dental products}

치과용품으로서 의치가 처음 등장한 1930년 이후부터 지금까지 보다 사용이 간편하고 기능적인 의치, 이와 유사한 국소의치, 스플린트, 나이트 가드(마우스 가드) 등을 개발하기 위한 연구는 해당 기술분야에서 꾸준히 진행되고 있다. 이러한 노력으로, 고분자를 상기 의치 등의 의치상 등에 적용하면서, 더욱 강하고 가벼우며 사용이 간편화된 의치 등을 개발하여 상용화하고 있다.

종래 상기 의치상 등에 적용할 수 있는 고분자로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 같은 아크릴계 고분자, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등이 있다.

그러나, 상기 고분자들은 분자의 성형시 고온에서 부피가 팽창되었다가 성형 후 온도가 내려가면 팽창되었던 전체부피가 다시 회복하려는 성질 때문에 전체 체적의 수축현상을 동반하게 되고 이를 '성형수축'이라 한다. 상기 성형수축 현상은 사용되고 있는 의치의 의치상 등과 환자의 구강과의 불일치를 야기하며, 이는 환자의 고통 및 이물감으로 이어지게 된다.

또한, 상기 의치상 등은 환자의 치아 및/또는 잇몸에 고정시 충분한 탄성력으로 그 강도를 유지해야 하고, 사용에 따라 치아 및/또는 잇몸에 반복적으로 탈착될 때 그 탄성과 강성을 유지해야 하는 특성, 즉 피로강도(fatigue strength)가 우수해야 하며, 사용시 떨어뜨리는 등에 의한 외부충격이 가해질 때 깨어지지 않는 특성, 즉 내충격성이 우수해야 한다. 특히, 상기 의치상 등은 인접한 치아 사이를 형성하는 얇은 박육부를 다수 포함하므로, 상기 내충격성 확보가 특히 중요하다.

그러나, 종래 상기 의치상 등의 소재로 사용되어 온 고분자들은 상기 피로강도, 내충격성 등의 기계적 특성이 불충분하다.

한편, 상기 의치상 등의 소재인 고분자들의 기계적 특성을 강화하기 위해 금속 보강재를 사용하는 경우, 이러한 금속 보강재가 외부로 노출됨에 따라 제품의 외적 심미감 및 상품성을 현저히 떨어뜨려 적절하지 않다. 또한, 상기 기계적 특성을 강화하기 위한 또 다른 방법으로 가교 형태의 고분자를 사용하는 경우, 탄성이 현저히 떨어져 착용감 등의 저하 및 착용시 환자의 고통, 이물감 등을 유발하여 적절하지 않다. 그리고, 상기 기계적 특성을 강화하기 위한 또 다른 방법으로 결정형 고분자를 사용하는 경우, 수축률이 크게 증가할 뿐만 아니라, 소재 자체가 불투명해져 미적 외관이 요구되는 의치상 등의 소재로 사용하기엔 부적절하다.

나아가, 상기 의치상 등은 표면이 실제 잇몸과 같은 매끄러운 촉감을 갖도록 연삭, 연마, 폴리싱(polishing) 등의 표면 가공을 필수적으로 수행하게 되는데, 종래 상기 의치상 등의 소재로 사용되어 온 결정형 고분자들은 연삭, 폴리싱 등의 가공시 표면에 스크래치, 보플 등이 발생하여 최종 완제품을 만드는데 가공시간이 오래 걸리고, 이는 제조비용의 증가를 유발하게 된다.

한편, 피로강도, 내충격성 등의 기계적 특성이 우수하여 장기간 사용할 수 있고, 제조공정이 간단하고 이로써 제조비용이 저렴하여, 의치 등의 치과용품 재료로서 사용 가능한 특정한 비결정형(무정형) 폴리아미드가 본 출원인에 의한 선행 한국등록특허공보 제1248249호에 개시되어 있으나, 상기 재료는 수축률이 불충분하여 이로부터 제조된 의치 등을 환자가 장시간 착용하는 경우 이물감과 통증을 호소하는 것으로 확인되었고, 연화점(softening temperature)이 높고 용융흐름지수(Melt Flow Index)가 낮기 때문에 가공온도가 높아 이러한 고온 가공시 열화에 의한 변퇴색이 유발될 수 있고 저온 가공시 성형 불량이 발생할 수 있다는 문제가 있다.

따라서, 종래 치과용품 재료에 비해, 수축률이 낮아 환자가 장시간 착용시 통증, 이물감 등을 유발하지 않고, 투명성, 외관, 기계적 물성 등이 우수하며, 제조공정이 간단하여 제조비용이 저렴한, 의치, 국소의치, 마우스피스, 스플린트, 나이트 가드(마우스 가드) 등의 치과용품 재료, 및 이로부터 제조된 치과용품이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 의치 등의 치과용품에 있어서 환자의 치아 및/또는 잇몸에 탈착되는 부분, 예를 들어, 의치의 의치상 등을 이루는 재료의 수축률이 극히 낮아 환자가 통증, 이물감 등을 느끼지 않으면서 장시간 편안하게 착용할 수 있는 의치 등의 치과용품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 의치 등의 치과용품에 있어서 이를 구성하는 재료의 피로강도, 내충격성 등의 기계적 특성이 우수하여 장기간 사용할 수 있는 의치 등의 치과용품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 본 발명은 의치 등의 치과용품에 있어서 환자의 치아 및/또는 잇몸에 탈착되는 부분, 예를 들어, 의치의 의치상 등을 이루는 재료가 투명하면서 목적한 다양한 색채를 갖는 등 미적 외관을 갖는 의치 등의 치과용품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

나아가, 본 발명은 제조공정이 간단하고 이로써 제조비용이 저렴한 의치 등의 치과용품을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,

인간 또는 동물의 치아, 잇몸 또는 이들 모두에 탈착되는 탈착부를 갖는 치과용품에 있어서, 상기 탈착부는 지방족 디카르복실산으로서 탄소수 12 내지 16의 디카르복실산과 지환족 디아민으로서 디알킬-4,4'-디아미노-디사이클로헥실알칸, 비스(4-아미노사이클로헥실)알칸 또는 이들의 혼합물의 중축합으로 형성되는 비결정형 폴리아미드를 기재 수지로 하는 수지 조성물에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 치과용품을 제공한다.

여기서, 상기 지방족 디카르복실산은 도데칸이산인 것을 특징으로 하는, 치과용품을 제공한다.

또한, 상기 지환족 디아민은 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄인 것을 특징으로 하는, 치과용품을 제공한다.

한편, 상기 지방족 디카르복실산과 상기 지환족 디아민의 총 몰 수를 기준으로, 상기 지방족 디카르복실산의 함량은 30 내지 70 몰%이고, 상기 지환족 디아민의 함량은 70 내지 30 몰%인 것을 특징으로 하는, 치과용품을 제공한다.

그리고, 상기 수지 조성물은, 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 에틸렌-부틸 아크릴레이트-5 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 0.5 중량%의 말레산 무수물이 그래프트된(grafted) 에틸렌 프로필렌 공중합체 및 0.95 중량%의 말레산 무수물이 그래프트된(grafted) 에틸렌 옥텐 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 내충격제 1 내지 40 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치과용품을 제공한다.

나아가, 상기 지방족 디카르복실산이, 상기 지방족 디카르복실산과 상기 지환족 디아민의 총 몰 수를 기준으로, 방향족 디카르복실산 25 내지 45 몰%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치과용품을 제공한다.

여기서, 상기 방향족 디카르복실산은 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, t-부틸이소프탈산, 1,1,3-트리메틸-3-페닐인단-4',5-디카르복실산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 치과용품을 제공한다.

한편, 상기 조성물은 안정화제, 난연제, 대전방지제, 연화제, 강화재, 충전재, 형광 증백제, 윤활제, 함입 감소제, 중축합 촉매 및 소포제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 치과용품을 제공한다.

그리고, 의치, 국소의치, 마우스피스, 스플린트(splint) 또는 나이트 가드(night guard)(마우스 가드)인 것을 특징으로 하는 치과용품을 제공한다.

여기서, 의치인 것을 특징으로 하는 치과용품을 제공한다.

본 발명에 따른 의치 등의 치과용품은 환자의 치아 및/또는 잇몸에 탈착되는 부분, 예를 들어, 의치의 의치상 등을 이루는 재료로서 수축률이 종래의 치과용품 등에 사용되어 온 다른 재료에 비해 현저히 낮은 소재를 채택함으로써, 환자가 더욱 편안하게 통증, 이물감 등을 느끼지 않으면서 장시간 착용할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.

또한, 본 발명에 따른 의치 등의 치과용품은 치아 및/또는 잇몸에 탈착되는 부분, 예를 들어, 의치의 의치상 등을 이루는 재료로서 피로강도, 내충격성 등의 기계적 강도가 우수한 소재를 채택함으로써, 장기간 사용할 수 있으며, 제품의 외관상 심미감을 손상시키는 금속 보강재 등의 사용을 피할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.

그리고, 본 발명에 따른 의치 등의 치과용품은 치아 및/또는 잇몸에 탈착되는 부분, 예를 들어, 의치의 의치상 등을 이루는 재료로서 투명하고 착색이 용이하며 저온 성형이 가능하여 성형시 열화에 의한 변퇴색을 유발하지 않는 비결정형(무정형) 고분자를 채택함으로써 뛰어난 미적 외관을 갖는 우수한 효과를 나타낸다.

나아가, 본 발명에 따른 의치 등의 치과용품은 치아 및/또는 잇몸에 탈착되는 부분, 예를 들어, 의치의 의치상 등을 이루는 재료로서, 연화점은 낮고 용융흐름지수(MI)가 높아 저온 성형시에도 성형 불량이 유발되지 않을 뿐만 아니라, 폴리싱 등의 표면 가공 작업이 용이하고 가공 시간을 단축할 수 있는 소재를 채택함으로써, 제조공정이 간단하며 이로써 제조비용이 저렴한 우수한 효과를 나타낸다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예 1의 조성물에 의해 제조된 치아 및/또는 잇몸 탈착부를 포함하는 치과용품의 연삭 가공후의 현미경 사진을 도시한 것이다.
도 2는 비교예 5인 종래의 결정형 나일론12를 포함하는 조성물에 의해 제조된 치아 및/또는 잇몸 탈착부를 포함하는 치과용품의 연삭 가공후의 현미경 사진을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 1 및 비교예 1 각각의 조성물에 의해 제조된 의치상 시편의 색상을 비교하기 위한 사진을 도시한 것이다.

본 발명에 따른 의치 등의 치과용품은 치아 및/또는 잇몸에 탈착되는 부분, 예를 들어, 의치의 의치상 등을 이루는 재료를 구성하는 기재 수지로서 비결정형(무정형) 폴리아미드를 사용한다.

상기 비결정형(무정형) 폴리아미드는 지방족 디카르복실산과 지환족 디아민의 중축합(polycondensation)에 의해 제조될 수 있다.

여기서, 상기 지환족 디아민은 디알킬-4,4'디아미노-디사이클로헥실알칸, 비스(4-아미노사이클로헥실)알칸, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 비스(4-아미노사이클로헥실)알칸, 더욱 바람직하게는 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄(PACM)을 포함한다.

한편, 상기 지방족 디카르복실산은 탄소수 12 내지 16의 디카르복실산으로부터 선택될 수 있으며, 이들의 구조와 성질은 문헌(참조: Empol Dimer-Polybasic Acids Techn. Bull. 11; Henkel-Emery/Gouda(NL))에 상세하게 기재되어 있고, 바람직하게는, 탄소수 12의 도데칸이산일 수 있다.

특히, 상기 지방족 디카르복실산으로서 탄소수 12의 도데칸이산과 상기 지환족 디아민으로서 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄(PACM)의 중축합에 의해 제조되는 비결정형(무정형) 폴리아미드가 의치상과 같은 치과용품용 소재에서 요구되는 수축률이 현저히 낮고, 투명도, 착색도 등의 외관, 충격강도, 굴곡강도, 표면 가공 특성 등의 측면에서 특히 바람직하다.

상기 지방족 디카르복실산은 상기 지환족 디아민과 상기 지방족 디카르복실산 전체 몰합을 기준으로 30 내지 70 몰%일 수 있다.

또한, 상기 지방족 디카르복실산은 상기 지환족 디아민과 상기 지방족 디카르복실산 전체 몰 수를 기준으로 25 내지 45 몰%의 방향족 디카르복실산을 포함할 수 있으며, 상기 방향족 디카르복실산은 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌-디카르복실산, t-부틸이소프탈산, 1,1,3-트리메틸-3-페닐인단-4',5-디카르복실산, 이들의 혼합물, 바람직하게는 이소프탈산, 테레프탈산, 이들의 혼합물일 수 있다.

그리고, 상기 기재 수지인 비결정형(무정형) 폴리아미드는 상기 단량체 이외에 폴리아미드 제조시 사용되는 일반적인 단량체, 벤조산, 아세트산, 프로피온산 같은 모노카르복실산; 스테아릴아민 같은 모노아민; 디카르복실산; 디아민; 트리아세톤 디아민, 이소프탈산-디트리아세톤 디아민, 이들의 유도체; m-크실리덴디아민, p-크실리덴디아민; 탄소수 4 내지 14의 아미노산, 락탐 등을 포함할 수 있다.

상기 의치상 등을 이루는 재료는 상기 기재 수지 이외에 기타 첨가제를 포함할 수 있다. 상기 첨가제의 경우 가교제, 광변색성 착색제는 제외하는 것이 바람직하다. 상기 첨가제의 예로서 열안정화제(예를 들어, IRGANOX 1098 또는 IRGANOX 1010), UV 안정화제(예를 들어, TINUVIN 312 또는 770, 또는 NYLOSTAB SEED) 같은 안정화제, 난연제(flameretardant), 대전방지제(antistatic agent), 연화제(softner), 내충격제(impact modifier), 강화재(reinforcing material), 충전재, 바람직하게는, 나노스케일, 더욱 바람직하게는 100 nm 이하의 크기를 갖는 충전재, 형광 증백제(optical brighter)(예를 들어, TINOPAL DMSX 또는 UVITEX OB), 윤활제 또는 함입감소제(inclusion reducer)(예를 들어, VERSAPOL), 중축합 촉매(예를 들어, H₃PO₂, H₃PO₃, H₃PO₄), 소포제(defoamer)(예를 들어, 실리콘 또는 이의 유도체) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.

특히, 상기 내충격제는 에틸렌 공중합체, 예를 들어, 에틸렌-부틸 아크릴레이트-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 에틸렌-에틸 아크릴레이트-글리시딜 아크릴레이트 공중합체, 에틸렌-헥실 아크릴레이트-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 또는 이들의 혼합물일 수 있고, 바람직하게는, 에틸렌-부틸 아크릴레이트-글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 더욱 바람직하게는, 에틸렌-부틸 아크릴레이트-5 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체일 수 있다.

여기서, 상기 글리시딜 메타크릴레이트 단량체 단위의 함량은 상기 에틸렌 공중합체의 총 중량을 기준으로 2 내지 15 중량%, 바람직하게는 5 내지 12 중량%를 차지한다. 상기 내충격제로서 에틸렌 공중합체는 예를 들어 미국 듀폰(Dupont)사의 엘발로이(Elvaloy^®) PTW(에틸렌-부틸 아크릴레이트-5 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체) 또는 엘발로이 4170(에틸렌-부틸 아크릴레이트-9 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체)로부터 입수할 수 있다.

또한, 상기 내충격제의 또 다른 예로서 말레산 무수물이 그래프트(graft)된 에틸렌 공중합체, 예를 들어, 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌 프로필렌 공중합체, 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌 옥텐 공중합체를 사용할 수 있다. 말레산 무수물을 상기 에틸렌 공중합체에 그래프팅하는 방법은 본 발명이 속하는 기술분야에 공지되어 있다. 예를 들어, 산소, 공기, 과산화수소 또는 다른 유리 라디칼 개시제의 존재 및 가열 조건하에서 말레산 무수물과 에틸렌 공중합체를 반응시킴으로써 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌 공중합체를 수득할 수 있다.

여기서, 상기 말레산 무수물의 함량은 상기 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌 공중합체의 총 중량을 기준으로 0.5 내지 3 중량%일 수 있다. 상기 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌 공중합체는 예를 들어 미국 듀폰사의 퓨사본드(Fusabond^®) 416D(0.5 중량%의 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌 프로필렌 공중합체), 493D(0.95 중량%의 말레산 무수물이 그래프트된 에틸렌 옥텐 공중합체)로부터 입수할 수 있다.

상기 내충격제의 함량은 상기 비결정형(무정형) 폴리아미드 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 1 내지 40 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%일 수 있다. 여기서, 상기 내충격제의 함량이 1 중량% 미만인 경우 상기 비결정형(무정형) 폴리아미드 수지 조성물의 목적한 내충격성을 달성할 수 없는 반면, 40 중량%를 초과하는 경우 상기 수지 조성물의 유동성이 저하되어 사출 등의 성형 가공이 곤란할 수 있다.

상기 특정한 내충격제는 앞서 기술한 본 발명의 비결정형(무정형) 폴리아미드의 내충격성을 탁월하게 향상시키는 동시에, 수지 조성물의 수축률을 추가적으로 낮추는 효과를 나타내며, 상기 수지 조성물로부터 제조된 성형품의 표면 연삭성 및 폴리싱 가공성을 저하시키지 않는 우수한 효과를 나타내는 것으로 확인되었다.

상기 비결정형(무정형) 폴리아미드는 종래의 의치상 등의 소재로 사용된 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 또는 종래의 다른 비결정형(무정형) 폴리아미드 등에 비해 수축률이 현저히 낮을 뿐만 아니라, 비중이 1로서 상기 PMMA 1.19, PC 1.20, PET 1.38에 비해 낮아 완제품이 가볍기 때문에, 환자가 장기간 통증, 이물감 등을 느끼지 않고 편안하게 착용할 수 있다.

또한, 상기 비결정형(무정형) 폴리아미드는 상기 PMMA, PC, PET 등에 비해 피로강도, 내충격성 등의 기계적 특성이 우수할 뿐만 아니라, 비결정형(무정형)으로서 투명도가 높고 연화점(softening point)이 낮고 용융흐름지수(melting flow index)가 상대적으로 높아 저온 성형이 가능하므로 고온 성형시 열화에 의한 변퇴색 등을 회피할 수 있으며, 목적한 착색이 용이한 등 심미감이 뛰어난 외관을 갖는 의치 등의 치과용품을 제조할 수 있다.

한편, 종래의 결정형 고분자 등은 의치의 의치상 제조시 필수 공정인 표면 폴리싱(polishing) 등의 공정에서 보풀이 발생하는 등 완제품을 만드는데 평균 2 시간의 가공시간을 요하나, 상기 본 발명에 따른 비결정형(무정형) 폴리아미드의 경우 단 30분만에 폴리싱 공정을 완료할 수 있어, 제조가 용이하고 제조비용이 저렴하다.

상기 기재 수지인 비결정형(무정형) 폴리아미드 및 이를 포함하는 의치상 등을 이루는 재료는 수용 용기(receiving vessel)와 반응 용기(reaction vessel)가 구비된 공지된 교반가능 압력가열 멸균기 내에서 당해 기술분야에 공지된 방법으로 제조할 수 있다.

구체적으로, 탈이온수(deionised water)를 상기 수용 용기에 넣고 상기 지환족 디아민, 지방족 디카르복실산 등의 단량체와 상기 기타 첨가제를 첨가하고, 생성된 용액은 질소로 수회 비활성화시키며, 교반하면서 조정 압력(adjusting pressure) 하에 180 내지 230℃로 가열하여 균질성 용액을 수득한다. 그 후, 상기 수득 용액을 체를 통하여 상기 반응 용기 내로 주입하고, 최대 30 bar의 압력하에서 270 내지 310℃의 목적한 반응 온도로 가열하며, 2 내지 4시간 동안 가압가열을 유지한 다음, 압력을 1 내지 2 시간 이내에 대기압으로 감소시킨다. 다음으로, 270 내지 340℃의 온도에서 0.5 내지 1 시간 동안 대기압으로 유지시킨 후, 중합체 용융물을 가닥 형태로 방출하고, 수조 내에서 15 내지 80℃에서 냉각시켜, 고체 분말 형태로 수득한다. 상기 고체 분말은 0.06 중량% 미만의 수분함량을 가질 때까지 수소하에서 그리고 80 내지 120℃의 온도에서 12 시간 동안 건조시킨다. 이로써, 상기 기재 수지인 비결정형(무정형) 폴리아미드 및 이를 포함하는 의치상 등을 이루는 재료를 제조할 수 있다.

상기 의치상 등을 이루는 재료로부터 제조되는 의치 등의 치과용품은 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 의치상 등을 이루는 고체 분말 형태의 재료를 가열하여 용융한 뒤, 이를 환자의 구강구조를 본 떠 만든 석고 플라스크 등의 내부로 주입한 후 냉각/고화시키거나 고화 후 연삭을 통해 환자의 구강구조와 일치하는 형상을 제작 후 폴리싱 등의 가공을 수행하여 상기 의치상 등을 제조할 수 있고, 접착제 등을 이용해 상기 제조된 의치상 등에 의치용 치아를 고정함으로써 최종적으로 목적한 의치를 제조할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다.

1. 제조예

1) 실시예 1의 제조예

130ℓ의 압력가열 멸균기의 수용 플라스크 내에 탈이온수 19.24 ㎏을 주입하고, 지환족 디아민으로서 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄(PACM) 0.10 ㎏, 지방족 디카르복실산으로서 도데칸이산 39.81 ㎏, 에틸렌-부틸 아크릴레이트-5 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체(제조사 : 듀폰(Dupont); 제품명 : 엘발로이(Elvaloy^®) PTW) 2.1 ㎏, 벤조산 0.10 ㎏, H₃PO₂ 15.5 ㎏을 첨가했다.

10회 불활성화 이후, 230℃로 가열하고, 균질성 용액은 체를 통하여 반응 용기 내로 주입했다. 그 후, 교반하면서 295℃로 가열하고, 20 bar에서 4시간 동안 유지시키고, 1.5 시간 내에 대기압으로 감압하며, 40분 동안 탈기시켰다.

중합체 용융물을 방출하고, 65℃의 수조 내에서 냉각시켜, 고체 분말 형태로 수득했다. 상기 분말은 수분 함량이 0.06 중량% 미만이 되도록 질소하에서 그리고 100℃에서 24 시간 동안 건조시킴으로써, 최종 생성물인 의치상용 조성물(실시예 1)을 고체 분말 형태로 수득했고, 핫 프레스(hot press)를 이용하여 일정한 두께의 시편을 제조했다.

2) 비교예 1 내지 4의 제조예

비교예 1의 조성물은 지환족 디아민으로서 비스(3-메틸-4-아미노사이클로헥실)메탄(MACM) 0.10 kg, 지방족 디카르복실산으로서 옥타데칸이산 39.81 kg을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조했다.

비교예 2 내지 4의 조성물은 베이스 수지로서 각각 아래와 같은 수지를 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 제조했다.

비교예 2 : 폴리메틸메타크릴레이트(제조사 : 엘지엠엠에이; 제품명 : HP202)

비교예 3 : 폴리카보네이트(제조사 : 엘지화학; 제품명 : LUPOY PC 1201-22)

비교예 4 : 폴리에틸렌테레프탈레이트(제조사 : 호남석유화학; 제품명 : TB-180)

2. 물성 평가

실시예 및 비교예의 의치상용 조성물로부터 각각 제조된 시편은 아래 표 1에 나타난 규격에 따라 인장강도, 인장신율, 파단강도, 파단신율, 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충격강도, 수축률, 용융흐름지수, 투명도를 측정 및 평가했다.

구분	규격	단위	실시예 1	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
인장강도	ISO527	MPa	56	60	75	62	72
인장신율		%	7.2	7.7	3.7	5.9	4.8
파단강도		MPa	60	63	75	65	72
파단신율		%	181	133	3.7	103	4.3
굴곡강도	ISO178	MPa	73	78	67	95	120
굴곡탄성률	ISO178	MPa	1530	1550	3100	2200	2800
충격강도	ISO179	kJ/㎡	10.1	10.5	1.6	12.8	2.5
수축률 (수직방향)	ISO294-4	%	0.54	0.76	0.6	0.7	1.6
용융흐름 지수(MI)	ISO 1133 (2.16 kg)	g/10 min	14.1	12.8	-	-	-
투명도	ISO 13468	%	92	94	92	89	88

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 비교예 1(MACM 및 옥타데칸이산의 중축합에 의한 비결정형(무정형) 폴리아미드)은 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등의 기계적 특성은 양호하나 수축률이 불충분하고, 용융흐름지수가 실시예 1에 비해 상대적으로 낮기 때문에 상대적으로 고온에서 성형을 수행해야 하고 이로써 도 3에 나타난 바와 같이 열화에 의한 변퇴색이 발생했다.

또한, 비교예 2(폴리메틸메타크릴레이트, PMMA) 및 3(폴리카보네이트, PC)은 강도는 양호하나, 이로 인해 굴곡탄성률이 각각 3100 MPa와 2200 MPa로 본 발명에 따른 실시예 1의 굴곡탄성률인 1530 MPa에 비해 매우 높아 유연성이 낮은 것으로 확인되었다. 치아 및/또는 잇몸에 반복적으로 탈착되는 의치상 등의 소재로 사용되는 조성물은 유연성이 좋아야 소비자가 편리하게 의치 등을 탈착할 수 있으므로, 유연성이 낮은 비교예 2 및 3에 따른 조성물은 의치상용 조성물로서 부적절하다고 판단된다.

그리고, 비교예 4(폴리에틸렌테레프탈레이트, PET)에 따른 조성물은 수축률이 1.6%로 본 발명에 따른 실시예 1의 수축률인 0.54%에 비해 매우 높은 것으로 확인되었다. 치아 및/또는 잇몸에 반복적으로 탈착되는 의치상 등의 소재로 사용되는 조성물은 수축률이 낮아야 상기 조성물로부터 제조되는 의치상 등을 포함하는 치과용품이 사용될 때 상기 의치상 등과 환자의 구강구조와의 일치성이 장기간 유지될 수 있기 때문에, 수축률이 높아 환자의 구강구조와의 불일치를 유발할 수 있는 비교예 4에 따른 조성물은 의치상용 조성물로서 부적절하다고 판단된다.

나아가, 비교예 2(폴리메틸메타크릴레이트, PMMA) 및 4(폴리에틸렌테레프탈레이트, PET)에 따른 각각의 조성물은 충격강도가 각각 1.6 kJ/㎡ 및 2.5 kJ/㎡로 본 발명에 따른 실시예 1의 충격강도인 10.1 kJ/㎡에 비해 매우 낮은 것으로 확인되었다. 상기 조성물 및 이로부터 제조된 의치상 등은 충격강도가 낮은 경우 소비자의 부주의로 떨어져 깨질 수 있고, 수리 시 상당한 비용이 발생하기 때문에, 충격강도가 낮은 비교예 2 및 4에 따른 조성물은 의치상용 조성물로서 부적절하다고 판단된다.

반면, 본 발명에 따른 실시예 1의 조성물은 서로 상충되는 물성인 강도와 유연성이 모두 의치상용 조성물로 사용되기에 적합하고, 충격강도가 높아 이로부터 제조되는 의치상 및 이를 포함하는 의치 등의 수명이 연장될 수 있다. 또한, 수축률이 매우 낮아 이로부터 제조되는 의치상과 환자의 구강구조와의 불일치를 회피할 수 있고 상기 의치상을 포함하는 의치 등은 환자가 장시간 착용시에도 통증, 이물감 등을 느끼지 않고 편안하게 착용할 수 있다.

한편, 실시예 1 및 비교예 1 내지 4의 조성물로부터 두께 2mm의 시트를 제조한 후 ISO 13468에 따라 UV visible spectro-photometer를 사용하여 일반적으로 적용되는 투과율 측정 파장인 560nm에서 각각의 광 투과율을 측정한 결과, 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 의치상용 조성물은 우수한 투명도를 가지므로, 이로부터 투명한 미적 외관을 갖는 의치 등의 치과용품을 제작할 수 있음을 확인했다.

3. 가공성 평가

실시예 1에 따르는 비결정형(무정형) 폴리아미드 및 비교예 5에 따르는 결정형 나일론 12(제조사 : Valplast)를 포함하는 조성물 각각의 용융/고화에 의해 수득된 고형물을 연삭함으로써, 의치상의 형상으로 가공한 후, 폴리싱을 통해 표면처리를 수행하는 과정에 있어서, 상기 연삭 공정 개시 1분 후의 현미경 사진을 촬영하였다.

구체적으로, 도 1은 연삭 공정 개시 1분 후 실시예 1에 따르는 비결정형(무정형) 폴리아미드로부터 제조된 의치상의 부분 표면 현미경 사진을 촬영한 것으로서, 보풀 등이 발견되지 않았고 단지 미세한 표면 스크래치가 관찰되는 반면, 도 2는 연삭 공정 개시 1분 후 비교예 5에 따르는 결정형 나일론 12(제조사 : Valplast)로부터 제조된 의치상의 부분 표면 현미경 사진을 촬영한 것으로서, 다수의 보풀 및 스크래치가 발견되었다.

앞서 기술한 바와 같이, 본 발명에 따른 비결정형(무정형) 폴리아미드로부터 제조된 의치상 등은 연삭, 폴리싱 가공시 표면 보풀, 스크래치 등이 발생되지 않거나 최소화됨으로써 종래 결정형 나일론 12로부터 제조된 의치상 등에 비해 가공성이 탁월한 것으로 증명되었고, 이로써 상기 연삭, 폴리싱 등의 가공시간을 크게 단축시킬 수 있을 것으로 예상되며, 이는 제조비용의 절감으로 이어질 것으로 기대된다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

Claims

인간 또는 동물의 치아, 잇몸 또는 이들 모두에 탈착되는 탈착부를 갖는 치과용품에 있어서,
상기 탈착부는 지방족 디카르복실산으로서 도데칸이산과 지환족 디아민으로서 비스(4-아미노사이클로헥실)메탄의 중축합으로 형성되는 비결정형 폴리아미드를 기재 수지로 하는 수지 조성물에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 치과용품.
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제1항에 있어서,
상기 지방족 디카르복실산과 상기 지환족 디아민의 총 몰 수를 기준으로, 상기 지방족 디카르복실산의 함량은 30 내지 70 몰%이고, 상기 지환족 디아민의 함량은 70 내지 30 몰%인 것을 특징으로 하는, 치과용품.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 수지 조성물은, 상기 수지 조성물의 총 중량을 기준으로, 에틸렌-부틸 아크릴레이트-5 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 공중합체, 0.5 중량%의 말레산 무수물이 그래프트된(grafted) 에틸렌 프로필렌 공중합체 및 0.95 중량%의 말레산 무수물이 그래프트된(grafted) 에틸렌 옥텐 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 내충격제 1 내지 40 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치과용품.
제4항에 있어서,
상기 지방족 디카르복실산이, 상기 지방족 디카르복실산과 상기 지환족 디아민의 총 몰 수를 기준으로, 방향족 디카르복실산 25 내지 45 몰%를 포함하는 것을 특징으로 하는, 치과용품.
제6항에 있어서,
상기 방향족 디카르복실산은 이소프탈산, 테레프탈산, 나프탈렌디카르복실산, t-부틸이소프탈산, 1,1,3-트리메틸-3-페닐인단-4',5-디카르복실산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 치과용품.
제1항 또는 제4항에 있어서,
상기 조성물은 안정화제, 난연제, 대전방지제, 연화제, 강화재, 충전재, 형광 증백제, 윤활제, 함입 감소제, 중축합 촉매 및 소포제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 치과용품.
제1항 또는 제4항에 있어서,
의치, 국소의치, 마우스피스, 스플린트(splint) 또는 나이트 가드(night guard)(마우스 가드)인 것을 특징으로 하는 치과용품.
제9항에 있어서,
의치인 것을 특징으로 하는 치과용품.