KR101675867B1 - 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드 및 그의 제조방법 - Google Patents

나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드 및 그의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비표면적이 넓고 3차원 기공을 갖는 나노섬유 복합사를 이용하여 지혈제 등의 약물을 효과적으로 함침시킬 수 있는 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 치과용 코드는 적어도 2개의 나노섬유 테이프사가 합사 및 연사되어 구성되고 약물이 함침된 나노섬유 복합사를 포함하고, 상기 나노섬유 테이프사는 섬유 성형성 고분자 물질로 이루어지며, 평균직경 1㎛ 미만의 나노섬유에 의해 집적되어 3차원 미세 기공을 갖는 나노섬유 웹으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드 및 그의 제조방법{Dental Codes Using Composite Yarns with Nanofibers and Manufacturing Method thereof}
본 발명은 치과용 코드 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
치은압배술(Gingival retraction)이란 치과에서 금이나 도재로 본(임프레이션)을 뜰 때 잇몸 속에 가려진 치아의 모양을 정확하게 뜨기 위해서 치은에 손상을 주지 않고 치아와 잇몸 사이, 즉 치은열구에 가느다란 실인 치은 압배사(code)를 집어넣어서 잇몸을 치아에서 일시적으로 퇴축시키는 시술이다.
치은 압배사(치과용 코드)는 양모(wools), 면(cottons), 비단(silks) 등의 섬유재료로 만들어지며 꼬임의 형태 및 정도에 따라 연사 코드(twisted code), 편사 코드(braided code), knitted code 등으로 구분된다.
이러한 치과용 코드(압배사)는 제품에 따라 약간의 차이가 있으며 굵기에 따라 ultra thin(#0), thin(#1), medium(#2), thick(#3)으로 표현하며, 치은열구의 지혈 및 치은 수축(수렴) 효과를 이용하여 구강 내 치은열구에 잔존하는 혈액의 지혈과 타액, 조직액 등의 수분을 감소시키고, 치은열구의 개방을 통해 물리적으로 치경부 변연을 노출시키는 역할을 한다. 또한, 치과용 코드는 치과용 보철물 제작이나, 치경부 직접 수복물(아말감, 컴포지트 레진, GI 수복물 및 시멘트, 임시충전재)의 충전, 간접 수복물(인레이, 온레이, 전광관)의 제작을 위한 인상 채득시 사용하고, 시술자의 시야 확보 및 임플란트의 지대주(abutment) 삽입과 임플란트 최종 보철물의 제작을 위한 치은열구의 출혈을 억제하는데 필수적으로 사용한다.
한국공개특허공보 제10-2013-0010058호(특허문헌 1)에는 면사를 이용한 치은수축용 코드 제조방법으로서 종래 치과용 코드에 지혈제(수렴제) 등을 묻혀 사용하는 방법에 대해서 개시하고 있다.
그러나, 특허문헌 1에 제시된 종래의 치과용 코드의 경우 면, 실크, 울 등의 천연섬유를 사용함으로써 섬유의 굵기가 수십~수백㎛로 굵어 치은열구가 과다하게 개방되거나 영구 개방되는 단점과 지혈제 등의 약물을 과다 사용하는 경향이 있었다.
또한, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 단섬유를 장섬유화 하기 위해 방적사 형태로 실(filament)을 만들기 때문에 다량의 보프라기가 발생하는 단점과, 탄성을 부여하기 위해 특수장비를 사용하여 니팅사(knitted type yarn)로 만들어야하는 단점이 있었다.
: 한국공개특허공보 제10-2013-0010058호
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 비표면적이 넓고 많은 3차원 기공을 갖는 나노섬유 복합사를 이용하여 지혈제 등의 약물을 효과적으로 함침시킬 수 있는 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 나노섬유 테이프사만을 연사하거나 나노섬유 테이프사와 천연섬유를 복합화하여 2배사 및 3배사를 효과적으로 제조함에 따라 인장강도, 탄성 및 섬유의 굵기 등을 쉽게 조절할 수 있는 치과용 코드 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 나노섬유 테이프사의 많은 기공과 나노섬유 복합사를 친수성의 천연섬유와 복합화함에 의해 니팅사 형태로 제조하지 않아도 충분한 탄성과 수분 흡수가 이루어질 수 있는 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 제조공정이 간단한 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드 및 그의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 치과용 코드는 적어도 2개의 나노섬유 테이프사가 합사 및 연사되어 구성되고 약물이 함침된 나노섬유 복합사를 포함하고, 상기 나노섬유 테이프사는 섬유 성형성 고분자 물질로 이루어지며, 평균직경 1㎛ 미만의 나노섬유에 의해 집적되어 3차원 미세 기공을 갖는 나노섬유 웹으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 나노섬유 복합사는 2개 또는 3개의 나노섬유 테이프사가 합사 및 연사될 수 있다.
또한, 상기 나노섬유 복합사는 심사에 나노섬유 테이프사가 커버링된 것일 수 있다. 이 경우, 상기 심사는 지혈제 등의 약물을 많이 함침할 수 있도록 천연섬유로 이루어질 수 있다.
상기 나노섬유 테이프사는 나노섬유 웹을 0.1∼10mm 폭으로 슬리팅하여 얻어질 수 있다.
상기 나노섬유의 평량은 방사용액 전체를 기준으로 0.5~50gsm(gram per square meter) 범위로 설정되고, 상기 나노섬유 웹의 평균 기공크기는 0.2~1.0㎛, 섬유직경은 0.05~1㎛로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 섬유 성형성 고분자 물질을 용매에 용해하여 방사용액을 제조하는 단계; 상기 방사용액을 방사하여 평균직경 1㎛ 미만으로 구성되는 고분자 나노섬유 웹을 얻는 단계; 상기 나노섬유 웹을 라미네이팅하여 고분자 멤브레인을 얻는 단계; 상기 고분자 멤브레인을 슬리팅하여 나노섬유 테이프사를 얻는 단계; 상기 나노섬유 테이프사를 합사 및 연사하여 나노섬유 복합사를 얻는 단계; 및 상기 나노섬유 복합사에 지혈제를 함침하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 코드의 제조방법을 제공한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드는 기존 소재에 비해 섬유의 직경이 상대적으로 작아 비표면적이 넓고 많은 3차원 기공을 갖게 됨에 따라 나노섬유 복합사를 이용하여 지혈제 등의 약물을 효과적으로 함침할 수 있다. 그 결과, 이러한 치과용 코드를 적용하면 치은 개방시 효과적으로 지혈 및 치은 수축(수렴) 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에서는 나노섬유 테이프사만을 연사하거나 나노섬유 테이프사를 천연섬유와 복합화하여 2배사 및 3배사를 효과적으로 제조함에 따라 니팅사 형태로 제조하지 않아도 인장강도, 탄성 및 섬유의 굵기 등을 쉽게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에서는 많은 기공을 가지고 있는 나노섬유 테이프사를 친수성의 천연섬유와 복합화함에 의해 니팅사 형태로 제조하지 않아도 충분한 탄성과 수분 흡수가 이루어질 수 있다.
더욱이, 본 발명에서는 특수장비를 사용하여 니팅사(knitted type yarn)로 만들어야 하는 공정을 제거하고, 간단한 연사(twisting)공정만으로 탄성을 부여할 수 있는 코드의 제조가 가능하여 제조공정이 간단하다.
또한, 본 발명에 의하면 나노섬유를 방사 후 슬리팅하여 얻은 나노섬유 테이프사를 기존의 연사기를 이용하여 복합사를 제조하는 것이 가능하므로 기성장비를 그대로 사용할 수 있어 제조코스트의 절감은 물론, 취급성, 양산성 및 균일성이 한층 더 향상된다.
도 1은 단섬유를 방적사하여 장섬유화하고 탄성을 부여하기 위해 니팅사 형태로 제조된 종래의 상용 압배사를 나타낸 전자현미경 사진,
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드의 제조방법을 나타낸 제조공정도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 나노섬유 웹(멤브레인)의 주사전자 현미경 사진,
도 4a는 본 발명에 따른 나노섬유 웹을 라미네이팅하는 공정을 보여주는 공정도,
도 4b는 본 발명에 따른 나노섬유 웹을 슬리팅하여 나노섬유 테이프사를 제조하는 공정을 보여주는 공정도,
도 5a는 본 발명의 바람직한 제1실시예에 따른 나노섬유 테이프사를 합사 및 연사하여 얻어지는 나노섬유만으로 구성된 나노섬유 복합사를 나타내는 모식도,
도 5b 및 도 5c는 본 발명의 바람직한 제2 및 제3실시예에 따른 나노섬유 테이프사를 사용하여 나노섬유 복합사를 제조하는 방법을 모식적으로 나타낸 것으로, 도 5b는 심사에 나노섬유 테이프사가 싱글 커버링되어 구성된 나노섬유 복합사, 도 5c는 심사에, 중간사 및 나노섬유 테이프사가 더블 커버링되어 구성된 나노섬유 복합사를 각각 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 제1실시예에 의해 제조된 나노섬유 복합사의 주사전자 현미경 사진,
도 7은 본 발명에 따라 얻어진 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드(압배사)를 보빈에 와인딩한 모습을 나타낸 사진,
도 8은 본 발명에 따른 치과용 코드(압배사)를 사용한 시술 장면을 나타낸 사용 상태도이다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 설명을 통하여 더욱 명확해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 치과용 코드에 사용되는 제1 내지 제3 실시예에 따른 나노섬유 복합사는 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이 나노섬유 테이프사(11,13)를 합사 및 연사하여 얻어지는 나노섬유만으로 구성된 나노섬유 복합사(10), 심사(21)에 나노섬유 테이프사(11)가 싱글 커버링되어 구성된 나노섬유 복합사(10a), 심사(21)에, 중간사(23) 및 나노섬유 테이프사(11)가 더블 커버링되어 구성된 나노섬유 복합사(10b) 중 하나의 구조로 구성된다.
먼저, 나노섬유를 구비한 나노섬유 복합사(10)는 섬유 성형성 고분자 물질을 용매에 용해하여 방사용액을 제조하는 단계(S11), 상기 방사용액을 방사방법에 의하여 방사하여 평균직경 1㎛ 미만으로 이루어진 나노섬유(1)를 방사한 후 포집하여 고분자 나노섬유 웹(3)을 얻는 단계(S12), 상기 나노섬유 웹(3)을 라미네이팅하여 고분자 멤브레인(5)을 얻는 단계(S13), 상기 고분자 멤브레인(5)을 슬리팅하여 나노섬유 테이프사(11,13)를 얻는 단계(S14), 및 상기 나노섬유 테이프사(11,13)를 합사 및 연사하여 나노섬유 복합사(10)를 얻는 단계(S15)를 포함하는 제조공정에 의해 얻어진다.
또한, 상기 나노섬유 테이프사(11)는 도 5b 및 도 5c와 같이 심사(21), 중간사(23)와 함께 합사 및 연사하여 나노섬유가 함유된 복합사(10a,10b)를 제조할 수 있다(S22).
이하에 본 발명에 따른 나노섬유가 함유된 나노섬유 복합사의 제조방법을 도면을 참고하여 각 단계별로 상세히 설명한다.
(방사용액 준비단계)(S11)
먼저, 섬유 성형성 고분자 물질을 적당한 용매에 용해하여 방사가 가능한 농도의 방사용액을 준비한다.
방사용액 제조에 있어서 고분자 물질의 함량은 약 5∼50중량%가 적당하며, 5중량% 미만의 경우 나노섬유를 형성하기 보다는 비드(bead)상으로 분사되어 멤브레인을 구성하기 어려우며, 50중량% 초과인 경우에는 방사용액의 점도가 너무 높아 방사성이 불량하여 섬유를 형성하기 곤란한 경우가 있다. 따라서 방사용액의 제조는 특별한 제약은 없으나, 섬유상 구조를 형성하기 쉬운 농도로 하여 섬유의 형상(morphology)을 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용 가능한 고분자로는 예를 들면, PVdF(polyvinylidene fluoride), 나일론(nylon), 니트로셀룰로오스(nitrocellulose), PU(polyurethane), PC(polycarbonate), PS(polystryene), PAN(polyacrylonitrile), PLA(polylatic acid), PLGA,(polylactic-co-glycolic acid) PEI(polyethyleneimine), PPI(polypropyleneimine), PMMA(Polymethylmethacrylate), PVC(polyvinylcholride), PVAc(polyvinylacetate), 폴리스티렌 디비닐벤젠 공중합체(Polystylene divinylbenzene copolymer), PVA(poly vinyl alcohol), PVAc(polyvinyl acetate), PVP(poly vinyl pyrrolidone) 등으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 단독 내지 2종 이상으로 복합화하여 구성될 수 있으며, 전기방사에 의해 섬유상으로 제조가 가능한 섬유 성형성 고분자라면 열가소성 또는 열경화성 고분자를 불문한다. 따라서 본 발명에서 사용 가능한 고분자는 특별히 상기한 고분자 물질로 제한되지 않는다.
이 경우, 상기 고분자 중에 PVA(poly vinyl alcohol), PVAc(polyvinyl acetate)와 같이 친수성 고분자인 경우 후속된 지혈제를 함침하는 공정에서 보다 쉽게 많은 양의 지혈제를 기공에 함침할 수 있게 되므로 바람직하다.
또한, 본 발명에서 사용 가능한 용매는 디메틸 포름아미드(di-methylformamide, DMF), 디메틸 아세트마아미드(di-methylacetamide, DMAc), THF(tetrahydrofuran), 아세톤(Acetone), 알코올(Alcohol)류, 클로로포름(Chloroform), DMSO(dimethyl sulfoxide), 디클로로메탄(dichloromethane), 초산(acetic acid), 개미산(formic acid), NMP(N-Methylpyrrolidone), 불소계 알콜류, 및 물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 단독 내지 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
(나노섬유 웹 제조단계)(S12)
준비된 방사용액을 전기방사장치의 정량펌프를 사용하여 방사팩(spin pack)으로 이송하고, 고전압 조절장치를 사용하여 방사팩의 노즐에 고전압을 인가하여 평균직경 1㎛ 미만으로 이루어진 나노섬유(1)를 방사한 후 평량 0.5∼100gsm(gram per square meter)이 되도록 포집하여 고분자 나노섬유 웹(3)을 형성한다(도 3 참조).
이때 사용되는 전압은 0.5kV∼100kV까지 조절하는 것이 가능하며, 집전판은 접지를 하거나 (-)극으로 대전하여 사용할 수 있으며 전기전도성 금속, 박리지 등으로 구성되는 것이 바람직하다. 집전판의 경우 방사시 섬유의 집속을 원활하게 하기 위해 포집장치(suction collector)를 부착하여 사용하는 것이 좋다.
또한 방사팩과 집전판까지의 거리는 5∼50㎝로 조절하는 것이 바람직하다. 방사시 토출량은 정량펌프를 사용하여 균일하게 토출하여 방사하고, 방사시 온도 및 습도를 조절할 수 있는 챔버(chamber)내에서 상대습도 30-80%의 환경에서 방사하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명에서 사용 가능한 방사방법으로는 전기방사(electrospinning), 전기분사(electrospray), 전기분사방사(electroblown spinning), 원심전기방사(centrifugal electrospinning), 및 플래쉬 전기방사(flash electrospinning) 등을 예로 들 수 있다.
여기서, 평량이란 고분자의 단위 면적당 방사량으로 정의된다.
이때, 사용되는 고분자의 평량이 0.5gsm 이하로 되면 취급성이 떨어지고 슬리팅 공정이 불안정하게 이루어지는 경향이 있으며, 100gsm을 초과하면 후속하는 라미네이팅 공정이 원활하게 이루어지지 않고, 공정비용이 상승하는 문제점이 있으며, 합사 및 연사, 열 연신 등의 공정을 거쳐 최종 복합사의 굵기를 조절할 수 있다.
또한, 상기 제조된 나노섬유 웹의 평균 기공크기는 0.2~1.0㎛ 범위로 설정되는 것이 바람직하다.
(나노섬유 웹의 라미네이팅 단계)(S13)
상기 제조된 나노섬유 웹(3)을 압착, 캘린더링, 롤링, 열접합, 초음파 접합, 심 실링 테이프(Sim sealing tape) 중의 하나의 방법으로 라미네이팅하여 평량 0.5∼100gsm이 되도록 고분자 멤브레인(5)을 제조한다(도 4a 참조). 본 발명에서 라미네이팅은 방사된 개개의 섬유가 단독으로 움직이지 못하도록 열처리나 초음파 등의 방법으로 압착 고정하여 나노섬유 웹을 필름화하는 단계이다.
또한, 라미네이팅은 열처리를 동반하면서 수행할 수 있는데 사용된 고분자가 용융되지 않는 범위인 20∼250℃의 온도범위에서 실시하는 것이 바람직하다. 20℃미만의 경우 열처리 온도가 너무 낮아 나노섬유간 융착이 불안정하거나 유리전이 온도가 높은 고분자의 경우 나노섬유간 융착이 거의 일어나지 않아 후속하는 테이프사 제조시 슬리팅이 원활하게 진행되지 않을 가능성이 높다. 또한 열처리 온도가 250℃ 초과시 나노섬유를 구성하는 고분자가 용융되어 섬유상 구조를 상실할 가능성이 높기 때문에 바람직하지 않다.
(나노섬유 테이프사의 제조단계)(S14)
라미네이팅된 고분자 멤브레인(5)을 커터(cutter)나 슬리터(slitter)(7) 등을 이용하는 다양한 방법으로 폭 0.1∼10mm가 되도록 슬리팅(slitting)하여 나노섬유로 구성된 나노섬유 테이프사(11,13)를 제조한다(도 4b 참조).
나노섬유 테이프사(11,13)의 폭을 0.1mm 미만으로 슬리팅할 경우 폭이 너무 작아 슬리터를 사용하여 원활하게 절단하기 곤란할 뿐만 아니라 장력 및 꼬임 부여시 사절이 발생할 확률이 높아진다. 또한, 나노섬유 테이프사(11,13)의 폭을 10mm를 초과하여 슬리팅할 경우, 연사 단계에서 꼬임이 커져 불균일하게 발생할 확률이 높아지고, 최종 복합사가 굵어지는 단점이 있다. 따라서, 나노섬유 테이프사(11,13)는 평량 0.5∼100gsm, 폭이 0.1∼10mm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
(나노섬유 복합사의 제조단계)(S15)
이어서, 나노섬유 테이프사(11)를 이용하여 합사 및 연사를 실시한다.
상기 합사 및 연사단계는 나노섬유 테이프사(11,13)를 합사 및 연사하여 나노섬유만으로 구성된 나노섬유 복합사(10)를 제조하는 경우, 나노섬유 테이프사(11)와 나노섬유 테이프사(13)를 각각 합사한 후, 도 5a와 같이 우연사(S연사) 또는 좌연사(Z연사) 방법으로 연속적으로 연사단계를 거침에 따라 제조된다. 이때, 나노섬유 테이프사(11,13)는 동종의 고분자를 사용하여 제조되는 것은 물론 이종의 나노섬유 테이프사를 각각 합사할 수도 있다.
이 경우, 2개의 나노섬유 테이프사(11,13)를 연사하면 도 6a에 도시된 2배사가 얻어지고, 3개의 나노섬유 테이프사(11,13)를 합사한 후 연사하면 도 6b에 도시된 3배사가 얻어지게 된다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이 심사(21)에 나노섬유 테이프사(11)가 싱글 커버링되어 구성된 나노섬유 복합사(10a)나 도 5c에 도시된 바와 같이 심사(21)에, 중간사(23) 및 나노섬유 테이프사(11)가 더블 커버링되어 구성된 나노섬유 복합사(10b)를 제조하는 경우는 상기와 같이 나노섬유 테이프사(11)를 준비한 후(S21), 심사(21)가 바깥면에 돌출되어 형성되지 않도록 무장력의 심사(21)와 장력이 부여된 나노섬유 테이프사(11)를 합사 및 연사를 진행하는 것이 바람직하다(S22).
도 5b에 도시된 나노섬유 복합사(10a)는 2배사이고, 도 5c에 도시된 나노섬유 복합사(10b)는 3배사이다.
심사(21)나 중간사(23)로는 면사, 실크사, 한지사 등의 천연섬유를 용도에 맞게 다양한 종류의 실을 사용할 수 있으며 특별히 한정되는 것은 아니다.
이 경우, 나노섬유 테이프사(11)가 방사성을 고려하여 소수성 고분자를 사용하여 제조된 경우는 친수성 처리를 부가하거나 또는 후속된 지혈제 함침공정에서 보다 많은 지혈제를 함침할 수 있도록 심사(21) 및/또는 중간사(23)는 예를 들어, 면사나 한지사와 같이 친수성 재료로 이루어진 실을 사용하는 것이 바람직하다.
그러나, 상기 심사(21)로서 예를 들어, 나일론, 폴리에스테르계, 폴리염화비닐계, 폴리아크릴로니트릴계, 폴리아미드계 등의 합성섬유로 이루어진 필라멘트사를 사용하는 것도 가능하다.
그리고, 상기 나노섬유 테이프사(11)는 10∼100g중의 장력이 부여된 상태에서 심사(21)와 합사되는 것이 바람직하다. 만약 장력이 10g 미만으로 합사 및 연사가 진행될 경우, 심사가 부분적으로 돌출될 확률이 높아지며, 장력이 100g을 초과할 경우, 합사시 사절의 원인이 될 수 있다.
상기 나노섬유 테이프사(11)에 장력을 부여하는 방법으로는 업디스크 텐셔(tensor)와 다운디스크 텐셔 사이로 나노섬유 테이프사를 통과시켜 장력을 부여할 수 있다. 또한, 상기 합사시 무장력의 심사(21)와 10∼100g의 장력이 부여된 나노섬유 테이프사(21)를 별도의 보빈에 권취한 후 커버링 방법으로 연사단계를 거칠 수 있으며, 무장력의 심사(21)와 장력이 부여된 나노섬유 테이프사(11)를 합사한 후 커버링 방법으로 연속적으로 연사단계를 거칠 수도 있다.
상기 연사단계는 연사기를 이용하여 합사 중 나노섬유 테이프사(11)가 심사(21)를 균일하게 피복함과 동시에 꼬임을 부여하여 나노섬유 복합사를 제조한다.
상기 제조공정으로 얻어진 다양한 종류의 나노섬유 복합사(10~10b)는 본 발명의 치과용 코드로 사용되는 나노섬유 장섬유를 형성한다.
(나노섬유 복합사의 열처리단계)(S16)
상기 합사 및 연사에 의해 얻어진 나노섬유 복합사(10~10b)는 분자 배향과 강도 향상을 위해 사용된 고분자의 유리전이온도(Tg)와 용융온도(Tm) 사이에서 열 연신을 실시하는 것이 바람직하다.
또한, 나노섬유 복합사의 열처리 이후에 사이즈(size) 식별과 구강 내에서 식별성을 향상시키기 위해 나노섬유 복합사에 대한 염색을 실시할 수 있다.
이 염색은 다양한 칼라로 염색을 하는데, 상기 색상으로 코드의 사이즈를 구분할 수 있으며, 부수적으로 구강 내에서 코드가 용이하게 식별되는 효과가 있다.
(지혈제 함침단계)(S17)
나노섬유 복합사(코드)를 지혈제에 예를 들어, 1시간 정도 담근 후 건조시킨다.
상기 지혈제는 예를 들어, 물과 메틸 셀룰로스(Methyl cellulose)가 혼합된 증점제에 분말 형태의 지혈제를 투입하여 혼합된 것으로, 상기 지혈제는 염화 알루미늄(Aluminum chloride), 황산 알루미늄(Aluminum sulfate), 에피네프린(Epinephrine) 중 어느 하나가 사용될 수 있고, 주지된 다른 지혈제를 사용할 수 있다.
(멸균단계)(S18)
이어서, 지혈제가 함침된 나노섬유 복합사는 예를 들어, 감마선(gamma-ray)을 조사하여 멸균 처리하면 치과용 코드(30)가 얻어진다(도 8 참조).
이하에서는, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나 아래의 실시예들은 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이러한 실시예에 의하여 제한되어서는 아니 될 것이다.
(실시예)
1. PAN 나노섬유 테이프사의 제조
분자량 200,000인 미쯔이 화학사(Mitsui Chemical Co. Ltd)의 PAN(polyacrylonitrile)을 20중량%가 되도록 용매 DMAc에 용해하여 방사용액을 제조하였다. 이 방사용액을 정량펌프를 이용하여 방사노즐로 이송하고 인가전압 25kV, 방사구와 집전체와의 거리 20㎝, 토출량 분당 0.05cc/g·hole, 방사온도 30℃, 상대습도 60%, 상압의 조건에서 방사를 실시하여 나노섬유 웹을 얻었다.
도 3은 본 실시예에 따라 얻어진 PAN 나노섬유 웹의 주사전자 현미경 사진을 나타낸 것으로, 나노섬유 웹은 평균직경이 약 500㎚인 균일한 나노섬유로 이루어져 있는 것을 알 수 있다.
상기 나노섬유 웹의 평량은 약 5gsm이었으며, 상기 나노섬유 웹에 대해 100℃로 가열된 롤러를 이용하여 100g/cm2의 압력으로 라미네이팅을 실시하여 약 50㎛ 두께의 PAN 멤브레인을 제작한 다음, 슬리터를 사용하여 폭 2mm가 되도록 상기 멤브레인을 슬리팅하여 PAN 나노섬유 테이프사를 얻었다.
2. PAN 나노섬유로 구성된 복합사의 제조
이어서, 상기에서 얻어진 PAN 나노섬유 테이프사를 각각 공급하여 합사한 후 동일한 보빈에 권취하였으며, 합사시 나노섬유 테이프사는 사절이 발생하지 않았다. 상기 보빈에 권취된 나노섬유 테이프사의 합사를 연사기를 사용하여 나노섬유만으로 구성된 복합사를 제조하였다.
도 6은 나노섬유 테이프사를 합사 및 연사하여 얻어지는 나노섬유만으로 구성된 복합사의 주사 전자현미경 사진이고, 도 7은 나노섬유 복합사를 보빈에 권취한 것을 나타낸다.
한편, 상기에서 얻어진 PAN 나노섬유 테이프사와 75d(denier)인 폴리에스테르 필라멘트사를 각각 공급하여 합사한 후 동일한 보빈에 권취하였다. 이때 폴리에스테르 필라멘트사는 무장력 상태로 공급되었고, 상기 나노섬유 테이프사는 25g의 장력을 부여하면서 공급하였으며, 합사시 나노섬유 테이프사의 사절이 발생하지 않았다.
상기 보빈에 권취된 폴리에스테르 필라멘트사와 나노섬유 테이프사의 합사를 연사기를 이용하여 PAN 나노섬유로 구성된 복합사를 제조하였다. 이렇게 얻어진 나노섬유 복합사는 표면이 매끄럽고 외관이 우수하였으며, 심사인 폴리에스테르사가 표면으로 돌출된 부분이 관찰되지 않았다.
3. 치과용 코드(압배사)의 제조
이어서, 상기에서 얻어진 PAN 나노섬유 단독으로 제조된 복합사를 일정농도와 조건에서 제조된 지혈제에 함침한 후 감마레이(gamma-ray)로 멸균하여 치과용 압배사를 제조하였다. 상기와 같은 방법으로 제조된 압배사를 상용제품과 비교하기 위해 도 8과 같은 방법으로 직접 시술한 결과 강신도, 지혈제 함량 및 시술의 편의성에서 전혀 문제점이 발생되지 않음을 확인할 수 있었다.
도 8은 본 발명에 따른 치과용 코드(압배사)를 사용한 시술 장면을 나타낸 사용 상태도이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
본 발명은 지혈 등의 기능이 부가된 나노섬유 복합사를 이용한 치과용 코드의 제조에 적용할 수 있다.
1: 나노섬유 3: 나노섬유 웹
5: 고분자 멤브레인 7: 슬리터
10-10b: 나노섬유 복합사 11,13: 나노섬유 테이프사
21: 심사 23: 중간사
30: 치과용 코드

Claims (11)

  1. 친수성 천연섬유로 이루어진 심사에 나노섬유 테이프사가 커버링되어 구성되고 약물이 함침된 나노섬유 복합사를 포함하고,
    상기 나노섬유 테이프사는 섬유 성형성 고분자 물질로 이루어지며, 평균직경 1㎛ 미만의 나노섬유에 의해 집적되어 3차원 미세 기공을 갖는 나노섬유 웹으로 이루어지며,
    상기 나노섬유 웹의 평균 기공크기는 0.2~1.0㎛인 것을 특징으로 하는 치과용 코드.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 나노섬유 테이프사는 나노섬유 웹을 0.1∼10mm 폭으로 슬리팅하여 얻어진 것을 특징으로 하는 치과용 코드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 나노섬유 웹의 섬유직경은 0.05~1㎛로 설정되는 것을 특징으로 하는 치과용 코드.
  7. 섬유 성형성 고분자 물질을 용매에 용해하여 방사용액을 제조하는 단계;
    상기 방사용액을 방사하여 평균직경 1㎛ 미만의 나노섬유로 구성되는 고분자 나노섬유 웹을 얻는 단계;
    상기 나노섬유 웹을 라미네이팅하여 고분자 멤브레인을 얻는 단계;
    상기 고분자 멤브레인을 슬리팅하여 나노섬유 테이프사를 얻는 단계;
    친수성 천연섬유로 이루어진 심사에 상기 나노섬유 테이프사를 커버링하여 나노섬유 복합사를 얻는 단계;
    상기 얻어진 나노섬유 복합사를 고분자의 유리전이온도(Tg)와 용융온도(Tm) 사이에서 열 연신을 실시하는 단계; 및
    상기 열 연신된 나노섬유 복합사에 지혈제를 함침하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 치과용 코드의 제조방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제7항에 있어서,
    상기 나노섬유 테이프사는 친수성 고분자로 이루어진 것을 특징으로 하는 치과용 코드의 제조방법.
  11. 삭제
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